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Identificación fiable de Eudragit® mediante DSC modulado

Introducción

Eudragit® es el nombre comercial de copolímeros a base de polimetacrilato utilizados para dirigir la liberación de un fármaco en las partes deseadas del tracto gastrointestinal. Eudragit® existe en varias composiciones que difieren entre sí por los grupos funcionales situados en las cadenas laterales. La composición química de los monómeros y el peso molecular o la longitud de la cadena de todo el polímero tienen una gran influencia en su temperatura de transición vítrea [4].

Como ejemplo, la figura 1 muestra dos unidades repetitivas de polímeros Eudragit® que son muy similares en composición química. Sin embargo, los polímeros difieren mucho en su temperatura de transición vítrea: Es de 111°C para Eudragit® L100-55 y de 195°C para Eudragit® L100 (temperaturas de inicio de la transición vítrea, véase [1]). Esto explica el hecho de que el objetivo principal en el control de calidad de los polímeros Eudragit® sea la determinación de la temperatura de transición vítrea para la identificación fiable del producto correspondiente.

En segundo lugar, el conocimiento de la temperatura de transición vítrea del polímero es necesario para la selección de las condiciones de proceso óptimas para determinados procesos, por ejemplo, la extrusión termofusible [3].

A continuación, se identifica un polímero Eudragit® no identificado mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC).

Estructuras de los monómeros de Eudragit® L100-55 (izquierda) y Eudragit® L100 (derecha), destacando los componentes químicos.
1) Estructura del monómero de Eudragit® L100-55 (izquierda) y de Eudragit® L100 (derecha) [1]

Límites de las mediciones DSC estándar

La medición se realizó con 3,38 mg de Eudragit® L100-55, utilizando un crisol de aluminio cerrado con tapa perforada. La muestra se calentó de -50°C a 250°C a 10 K/min en una atmósfera de nitrógeno (40 ml/min) con el DSC 204 F1 Nevio .

La figura 2 muestra la curva DSC durante el calentamiento. Se detectaron dos picos endotérmicos con temperaturas de pico a 81°C y 207°C. La posición y la forma del primer pico indican evaporación de agua. Este resultado se confirmó mediante mediciones TG-FT-IR de la muestra [5]. El segundo pico se debe probablemente a la Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición de la muestra [1]. Entre los dos picos se localiza un paso EndotérmicoUna transición de muestra o una reacción es endotérmica si se necesita calor para la conversión.endotérmico, lo que sugiere la transición vítrea de la sustancia. Sin embargo, para evaluarlo con precisión es necesario separar este efecto del pico de evaporación. Para ello, se lleva a cabo una medición DSC modulada.

Para una evaluación precisa de la Tg: DSC modulado

Se pesó una masa de 4,80 mg del Eudragit® no identificado y se midió con el DSC 204 F1 Nevio . La muestra se calentó de -40°C a 180°C. El aumento de temperatura no fue lineal, sino que osciló con una amplitud de 0,5 K y un periodo de 60 s. Las oscilaciones se superpusieron a una velocidad de calentamiento subyacente de 3 K/min.

La figura 3 muestra el resultado de la modulación: La señal DSC total proporciona información sobre todos los procesos que tienen lugar en la muestra; es decir, corresponde a una curva DSC estándar. El software Proteus® divide esta señal total en la señal DSC inversa, que está relacionada con la capacidad calorífica de la muestra, y la señal DSC no inversa.

La liberación de agua así como la Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición de la muestra son procesos irreversibles y se detectan en la curva DSC sin inversión. La señal de inversión sólo contiene información sobre la transición vítrea de Eudragit®. Esta separación de la transición vítrea de todos los demás efectos permite su evaluación precisa. Su inicio se detectó a 111°C; esta temperatura es típica para Eudragit® L100-55 (véanse los valores de comparación de los inicios de la temperatura vítrea en [1]).

Gráfico de análisis DSC que representa las transiciones térmicas de una muestra de Eudragit®, con picos superpuestos a 81,2°C y 206,9°C.
2) Medición DSC en una muestra de Eudragit® no identificada durante el calentamiento a 250°C, superposición de los efectos.
Gráfico de análisis DSC de una muestra de Eudragit®, destacando los efectos de la temperatura y las transiciones térmicas clave a 70,1°C.
3) Medición DSC modulada en una muestra de Eudragit® no identificada, separación de los efectos superpuestos.

Conclusión

Un solo calentamiento modulado con el DSC 204 F1 Nevio permite determinar de forma fiable la transición vítrea y, por tanto, caracterizar la muestra. El Eudragit® no identificado fue reconocido como el producto L100-55 gracias a su temperatura de transición vítrea de 111°C.

Las mediciones con el DSC 204 F1 Nevio son de gran valor en el control de calidad de sustancias farmacéuticas: Garantizan que se utilizan los ingredientes o excipientes correctos.

Literature

  1. [1]
    Investigación de las propiedades térmicas y viscoelásticasde polímeros relevantes para la extrusión por fusión en caliente - III:Polímeros a base de polimetacrilatos y ácido polimetacrílico.Tapan Parikh, Simerdeep Singh Gupta, AnuprabhaMeena, Abu T.M. Serajuddin, J. Excipients and FoodChem. 5 (1) 2014, marzo de 2014, páginas 56 a 64
  2. [2]
    Eudragit and its Pharmaceutical Significance, SatishSingh Kadian, S.L. Harikumar, https://www.farmavita.net/documents/Eudragit-Review.pdf
  3. [3]
    Folleto Eudragit® de EVONIK Industries, http://healthcare.evonik.com/product/health-care/downloads/evonik-eudragit_brochure.pdf
  4. [4]
    Thermal characterization of polymeric materials,capítulo 3, E. Turi, Academic press, Nueva York, pp 248,1981.
  5. [5]
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