Propiedades físicas y fisicoquímicas fundamentales de API y excipientes

Los ingredientes farmacéuticos sólidos existen en forma cristalina, semicristalina o totalmente amorfa, mientras que el estado amorfo es inherente o se genera mediante procesamiento (molienda, liofilización, secado por pulverización, etc.). Con la calorimetría diferencial de barrido (DSC), es posible determinar varias propiedades características específicas de las materias primas, como las temperaturas de fusión/CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización, los calores de fusión o las temperaturas de transición vítrea para estudiar el PolimorfismoEl polimorfismo es la capacidad de un material sólido de formar diferentes estructuras cristalinas (sinónimos: formas, modificaciones).polimorfismo e investigar su pureza. El análisis termogravimétrico (TGA ) permite detectar disolventes residuales (e identificarlos cuando se combina con un analizador de gases como el FT-IR) o el contenido de agua de los hidratos, así como investigar la temperatura máxima hasta la que el material es térmicamente estable, tanto en condiciones inertes como con humedad definida. Por último, mediante la evaluación cinética (con NETZSCH Kinetics Neo), pueden calcularse predicciones relativas a la estabilidad basadas en mediciones termoanalíticas que permiten realizar afirmaciones que, de otro modo, experimentalmente no serían accesibles o sólo a un gran coste.

Evaluación de la compatibilidad entre fármacos y excipientes en el desarrollo temprano de formas de dosificación

En una forma farmacéutica, el principio activo se mezcla con excipientes. Los excipientes facilitan la administración y liberación del principio activo y protegen el API del entorno. Sin embargo, cualquier interacción física o química entre el API y un determinado excipiente puede afectar tanto a la biodisponibilidad como a la estabilidad de la forma farmacéutica. El análisis térmico desempeña un papel importante en los estudios de compatibilidad y se emplea con frecuencia para evaluar rápidamente la incompatibilidad fisicoquímica. De estas técnicas, la calorimetría diferencial de barrido (DSC) es actualmente la dominante, aunque el análisis termogravimétrico (TGA) también puede ayudar. La principal ventaja de la DSC es su capacidad para comprobar rápidamente las incompatibilidades de excipientes potenciales, derivadas de la aparición/desaparición o desplazamiento de picos y/o variaciones en las entalpías de transición correspondientes.

Del laboratorio a la producción

Durante la fase de desarrollo del medicamento, la tecnología de fabricación se elabora en el laboratorio. Después, sin embargo, el proceso de fabricación debe trasladarse a la escala de producción. Para ello se necesita un profundo conocimiento de las propiedades físicas de todos los API y excipientes implicados, junto con todos los productos intermedios. La calorimetría diferencial de barrido (DSC), por ejemplo, puede utilizarse para obtener la temperatura crítica de la formulación durante la liofilización de una sustancia termolábil que esté próxima a la temperatura de transición vítrea de la solución de máxima concentración (_Tg'), un valor específico de la sustancia o la formulación. Una forma muy eficaz de producir comprimidos es el tableteado directo, mientras que las propiedades de compactación de los polvos farmacéuticos dependen de su compresibilidad y compactibilidad. La compresibilidad describe el cambio relativo en el volumen de una muestra resultante de un cambio de presión. Dado que la compresión de un API o de un producto farmacéutico puede dar lugar a una conversión en otra modificación, su compresibilidad también puede verse influida. El DSC es un método rápido y sencillo para controlar si se producen cambios estructurales durante el procesamiento.

Garantizar la calidad del producto

Aunque las comprobaciones periódicas durante la producción forman parte del control durante el proceso, el término control de calidad suele utilizarse después de la producción. Sin embargo, a menudo se incluyen las pruebas y la liberación de materias primas. En función de los atributos definidos mediante análisis térmico, pueden aplicarse pruebas similares a las realizadas durante el proceso de desarrollo. Esto implica la determinación de temperaturas de fusión o CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización, entalpías de fusión (calores de fusión) o temperaturas de transición vítrea mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) para la identificación de una sustancia concreta o su forma polimórfica. Los medicamentos deben tener una fecha de caducidad impresa en su envase. Esto requiere un programa de pruebas de estabilidad para determinar su vida útil y garantizar así que la seguridad y la eficacia del fármaco no cambian dentro de este periodo. En consecuencia, es necesario realizar pruebas que requieren mucho tiempo. Para obtener una primera información sobre la vida útil de un fármaco mucho más rápidamente, el análisis termogravimétrico (TGA) junto con la evaluación cinética pueden ser de gran ayuda.