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Desafíos del escalamiento en la extrusión con fundido caliente
¿Cuáles son los problemas críticos a ser considerados cuando se hace un escalamiento de un proceso de extrusión con fundido caliente del laboratorio de proceso hasta la escala comercial, más grande?
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Equipo y Proceso
Jennifer Markarian
¿Cuáles son los problemas críticos a ser considerados cuando se hace un escalamiento de un proceso de extrusión con fundido caliente del laboratorio de proceso hasta la escala comercial, más grande?
La extrusión con fundido caliente (HME) que utiliza extrusores de doble tornillo (TSEs) se está usando cada vez más para hacer dispersiones sólidas de fármacos en una matriz de polímeros. El proceso es útil para fármacos poco solubles y para formas farmacéuticas alternativas tales como los dispositivos de liberación controlada. Se dispone de TSEs pequeños, de laboratorio, para desarrollo de formulaciones pero típicamente éstos no son apropiados para el desarrollo del proceso. Los TSEs de tamaño medio, sin embargo, pueden usarse para el desarrollo del proceso y el escalamiento.
TSEs de laboratorio
En el pasado, los laboratorios tenían solamente mezcladores de lote a escala pequeña para desarrollo de formulaciones, pero durante los recientes años, varios fabricantes de extrusores han introducido TSEs a escala de laboratorio, adecuados para cantidades de API tan pequeñas como 5-20 g, permitiéndole así a los fabricantes farmacéuticos probar nuevos candidatos a fármaco en un TSE.
Un TSE tiene un tiempo de residencia más corto y expone al material a menos estrés térmico que un mezclador de lote en pequeña escala, señala Andrew Loxley, director de nuevas tecnologías en Particle Sciences, una compañía que provee servicios de desarrollo. Particle Sciences utiliza ya sea un mezclador de lotes a escala pequeña o un TSE de mesa, a escala de laboratorio (MiniLab, Thermo Scientific), como se muestra en la Figura 1, para preparar materiales para prueba de concepto y para identificar formulaciones de forma temprana antes de correr experimentos para el proceso en un extrusor de tamaño medio de 12 mm a 18 mm a velocidades de 1-15 kg/h. Aunque los extrusores de mesa son útiles como herramienta de selección, éstos no escalan a extrusores de mayor volumen porque los atributos de diseño del equipo son fundamentalmente diferentes.
En el pasado, los laboratorios tenían sólo mezcladores de lote en pequeña escala para el desarrollo de formulaciones.
TSEs de tamaño medio
Los extrusores de tamaño medio en el rango de 12-20 mm de diámetro que tienen atributos de diseño similares a los de los extrusores más grandes, pueden usarse para el desarrollo del proceso en preparación para el escalamiento a tamaño piloto o a TSE de tamaño comercial en el rango de 26-32 mm y quizás eventualmente a un TSE más grande de tamaño comercial en el rango de 40-70 mm. Los fabricantes del extrusor, como Coperion, C.W. Brabender, Leistritz, Steer America y Thermo Scientific, ofrecen extrusores para la industria farmacéutico en el rango de tamaño medio que pueden usarse para desarrollo del proceso y estudios a escala clínica así como para corridas a escala comercial pequeña. En algunos casos, los fabricantes de fármacos pueden incluso elegir usar estos extrusores de tamaño medio para la producción comercial.
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