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Técnicas de análisis de polvos para la manufactura de tabletas

TECNOLOGÍA DE POLVOS

Tim Freeman y Jamie Clayton

Los fármacos en la forma farmacéutica sólida continúan siendo universalmente populares, con la mayoría de los activos farmacéuticos todavía entregados en forma de tabletas. La manufactura exitosa de tabletas se apoya en el llenado de una matriz con una mezcla uniforme, poco apretada y después comprimiendo ese polvo para formar un producto consistente, estable. Una mayor comprensión de las propiedades del polvo que se relacionan con el desempeño en la tableteadora y cuyo proceso corriente arriba influye las propiedades del polvo, permite que se hagan mejoras en las etapas apropiadas del proceso, llevan a un rendimiento mejorado y aumentan la calidad del producto terminado. Este artículo considera las diferentes condiciones a las cuales se somete el polvo en el proceso de tableteado, y discute qué propiedades del polvo deben ser medidas para reflejar con precisión el comportamiento probable del polvo en el proceso.

En las tabletas, el ingrediente activo farmacéutico (API) es con frecuencia sólo una pequeña proporción del producto terminado. Los pasos que preceden a la compresión de la tableta se diseñan para incorporar el API dentro de una mezcla que procesa eficientemente para producir tabletas de la calidad requerida. Los excipientes incluyen materiales de relleno, así como componentes que juegan un papel más activo en el procesado, tales como los deslizantes para mejorar el flujo del polvo y los lubricantes que reducen la fuerza de eyección y evitan la adhesión a la tableteadora.

Estos ingredientes crudos pueden ser tamizados, granulados, secados, molidos, clasificados y mezclados, con frecuencia en un número de pasos, para producir el suministro de la tableteadora. Es común el procesado del lote, en el cual se procesa una cantidad definida del lote y después se analiza para confirmar su aptitud para el siguiente paso.

Cada ingrediente y operación unitaria es una fuente potencial de variabilidad que surge de cualquier número de factores, incluyendo:

  • Materias primas
  • Intervención humana (especialmente si la planta se controla manualmente)
  • Variabilidad en el muestreo y en el método de prueba analítico
  • Influencias ambientales
  • Capacidades del equipo de proceso y límites de calibración (1).

Los materiales se analizan después de cada paso del proceso con el objetivo de cuantificar la variabilidad, la cual genera la cuestión de cómo caracterizar los materiales “en proceso” para asegurar el éxito. Como la tableteadora está al final de la línea, cualquier fuente de variabilidad a lo largo del camino tenderá a actuar acumulativamente en la tableteadora.

El manejo efectivo de la variabilidad se apoya primero en la capacidad para detectar un problema. Esto significa que una especificación para definir la aceptabilidad –en el suministro o después del paso del proceso- debe identificar confiablemente un material que fracasará para procesarse como se requiere en un paso posterior o que continuará para producir un producto por debajo del estándar. Dichas especificaciones deben basarse en propiedades que se correlacionan estrechamente con los aspectos del desempeño que son críticos para el éxito. Esta técnica se apoya en la identificación y medición de las propiedades del polvo que tienen una influencia definitiva en la eficiencia de la operación u en la calidad del producto final.

Analizando el proceso de tableteado
La conducta del polvo está influida por un arreglo de diferentes variables, que incluyen parámetros primarios tales como tamaño y forma de partícula, así como factores del sistema tales como el alcance de la consolidación y aireación. Esta complejidad hace difícil pronosticar el comportamiento. Para desarrollar una base segura para la optimización del proceso, es necesario seleccionar las técnicas de caracterización de la propiedad del polvo que simulen el entorno del proceso, ya que es difícil inferir confiablemente el desempeño a partir de los datos de la prueba adquiridos bajo condiciones que no son representativas de las aplicadas durante el proceso.

La manufactura de tabletas de una mezcla tiende a ser un proceso simple integrado. Sin embargo, el análisis más cercano revela cuatro distintas etapas, particularmente en términos de las condiciones aplicadas al polvo. Éstas son:

  • Descarga de la tolva de alimentación
  • Flujo dentro y a través del marco de suministro
  • Llenado de la matriz
  • Compresión, seguida por la eyección.

Descarga de la tolva. La manufactura de la tableta empieza con la descarga de la mezcla de la tolva, idealmente con una velocidad de flujo consistente y controlada. El material fluye por gravedad, a velocidades de flujo relativamente bajas, dentro del marco de suministro. En la propia tolva, se impone estrés moderado por el peso del polvo almacenado. La consolidación resultante puede inhibir el flujo, ya sea debido a interacciones entre el recipiente y el polvo o como resultados de interacciones polvo-polvo. La fuerza de cizallamiento y la fricción de las paredes son por lo tanto propiedades altamente relevantes del polvo.

Flujo del marco de alimentación. La descarga de la tolva se dirige al marco de alimentación a través de un tubo cerrado que proporciona contención. La facilidad con la que la mezcla fluye por gravedad es importante aquí, pero así también es la permeabilidad del polvo (2). Una mezcla con baja permeabilidad que resiste el retroceso del aire necesario para un flujo homogéneo tenderá a pulsar o a ‘rebotar’ dentro del marco de alimentación (ver la Figura 1). Esto puede resultar en una presión errática que varía a una frecuencia relativamente alta. El sistema de control de peso de la tableteadora no puede compensar adecuadamente, lo que resulta en un peso variable de la tableta. En contraste, las mezclas más permeables tienden a mostrar un flujo más consistente, entregando finalmente una densidad más uniforme al marco de alimentación y un producto final más consistente.

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