Evaluación y características de un nuevo excipiente funcional para compresión directa

Excipientes

Liliana A. Miinea, Rajendra Mehta, Madhu Kallam, James A. Farina, y Nandu Deorkar

Los excipientes funcionales dirigidos a la compresión directa deben proveer alta fluidez, buena compresibilidad bajo presión y excelente uniformidad de la mezcla cuando se mezclan con ingredientes activos farmacéuticos (APIs) u otros ingredientes. Los autores investigaron las propiedades del tableteado del PanExcea MHC300G, un excipiente de alto desempeño con una morfología esférica de la partícula que contiene material de relleno, aglutinante y desintegrante.

La compresión directa (CD) es un proceso de manufactura preferido conforme la industria farmacéutica, que está continuamente modernizándose se esfuerza para mejorar sus resultados de manufactura, reduciendo mientras tanto los costos de operación (1, 2). Comparada con la tecnología de granulación húmeda, la compresión directa ofrece la ventaja de estabilidad del producto, simplificación del proceso de manufactura, y menor costo del proceso (ver la Figura 1) (3). La mezcla del tableteado para un proceso de CD contiene el ingrediente activo farmacéutico (API), un material de relleno, un desintegrante, excipientes auxiliares (p.ej., deslizantes y solubilizadores) y un lubricante. La tecnología de CD y el uso de modernas máquinas tableteadoras demandan que los excipientes y el API formen una mezcla compresible con excelente fluidez y una baja tendencia a la segregación de partículas.
La selección del proceso de tableteado está altamente influida por la fluidez y compresibilidad de la mezcla API-excipiente (ver Figura 29 (1). El tamaño/forma de la partícula, la densidad, el contenido de humedad y la composición de los excipientes afectan la fluidez y compresibilidad, lo cual finalmente conduce el proceso de tableteado (ver Figura 3) (4-9). Los excipientes tradicionales han limitado la capacidad de proveer fluidez y compresibilidad en mezclas con APIs cohesivos y escasamente fluidos. Los parámetros del tableteado, tales como la geometría del equipo y la demanda de energía se suman a la complejidad del sistema de CD cuando se trata con sistemas de polvos multiparticulados (10).
Para incrementar el uso de la compresión directa en el tableteado farmacéutico, son necesarios nuevos excipientes con flujo y compresibilidad mejorados, los cuales puedan adaptarse a la variabilidad del API. No obstante, esta no es una tarea fácil de lograr ya que mientras más comprimible es un material menos fluido será. La metodología más redituable es mejorar cierta funcionalidad de un excipiente existente utilizando nuevas técnicas de procesado, o combinándolo de manera sinérgica  con otros excipientes comúnmente usados. Por ejemplo, las técnicas de procesado, tales como el secado por aspersión o la granulación, han sido usadas desde hace tiempo para mejorar las propiedades de la celulosa microcristalina (MCC). Utilizando combinaciones de excipientes clasificados como ‘generalmente reconocidos como seguros’ (GRAS) y técnicas innovadoras de proceso, las partículas pueden ser construidas para proporcionar las propiedades deseadas a ser usadas en un proceso de CD. Los excipientes construidos resultantes se llaman comúnmente excipientes “co-procesados”, “de alta funcionalidad”, “multifuncionales”, o “de desempeño”. Esta nueva clase de excipientes agilizan el proceso de manera que, al final, el formulador tendrá la elección de preparar una mezcla para CD que consista en el API, el “excipiente co-procesado”, los excipientes auxiliares y el lubricante. Este esquema puede ser aceptable para la industria y las agencias regulatorias porque los nuevos excipientes creados no se consideran nuevas entidades químicas (11).


Figura 1: Simplificación de un proceso de manufactura utilizando excipientes construidos con tecnología de compresión directa (API es ingrediente activo farmacéutico, CD es compresión directa, GH es granulación húmeda y RC es compactación con rodillos).

Figura 2: Requisitos de compresibilidad de la mezcla y fluidez de los polvos para diversas tecnologías de tableteado (CD es compresión directa, GH es granulación húmeda y RC es compactación con rodillos).

Figura 3: Parámetros críticos de desempeño para los excipientes a ser usados en la compresión directa (CD). (LOD es pérdida por secado).

El estatus actual de los excipientes de alta funcionalidad ha sido revisado en diversos artículos (12-15). Esta clase de excipientes deberían ser muy atractivos para la implementación en un proceso farmacéutico gobernado por un esquema de calidad por diseño (QbD) (16). Con base en los principios de la QbD, la calidad del producto farmacéutico es una función de la sustancia farmacéutica, los excipientes y el proceso de manufactura; por lo tanto, utilizando un excipiente de desempeño en una formulación QbD se simplificaría el esquema.
Tomando en consideración los requerimientos de la QbD y un proceso de CD, se ha desarrollado un excipiente de desempeño, el PanExcea MHC300G, basado en MCC, hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) y crospovidona (CPVD). El excipiente de desempeño se diseñó para proporcionar buena fluidez y compresibilidad optimizando la forma de la partícula, el tamaño, la porosidad, la densidad, la composición y la aspereza de la superficie (17-18). El objetivo de este artículo es evaluar las propiedades físicas y las funcionalidades del PanExcea MHC300G y correlacionar estas propiedades con su desempeño en una tableteadora de alta velocidad.