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Caracterización de API

La caracterización de API es el proceso de evaluación y definición de las propiedades fisicoquímicas y biológicas de un principio activo farmacéutico (API). Normalmente implica la identificación de la estructura molecular del fármaco y su estado sólido - amorfo o cristalino, y la determinación de su tamaño de partícula, solubilidad, estabilidad, viscoelasticidad, comportamiento de flujo y actividad biológica. Como paso fundamental en la formulación farmacéutica, la caracterización del API se realiza con la aplicación de diversos métodos analíticos como la espectrofotometría UV, la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), la difracción de rayos X en polvo (XRPD), las técnicas termoanalíticas y la reología.

En el campo del análisis térmico, la calorimetría diferencial de barrido (DSC) y el análisis termogravimétrico (TGA) se utilizan ampliamente para la caracterización de las propiedades moleculares y macroscópicas de las sustancias farmacéuticas, y para la investigación de la compatibilidad entre el API y los excipientes, que posiblemente se incluyan en el producto farmacéutico final; véase la tabla 1.

La reología es el estudio de las propiedades de flujo y deformación de la materia. Es esencial para comprender y determinar la viscosidad, el comportamiento de flujo, las propiedades viscoelásticas y la estabilidad de las sustancias farmacéuticas; véase la tabla 1.

La caracterización térmica y reológica de los API proporciona la información básica para apoyar el desarrollo farmacéutico descrito en diferentes farmacopeas. En la Farmacopea de EE.UU. (USP), por ejemplo, el capítulo general 891 describe el análisis térmico y los capítulos 911, 912, 913 y 1911 están dedicados a la determinación de la viscosidad y los ensayos reológicos. Organizaciones internacionales de normalización como la Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM) y la Organización Internacional de Normalización (ISO) también describen métodos de ensayo normalizados de dichas técnicas.

Tabla 1: Análisis térmico aplicado en la caracterización de APIs

	Propiedad	DSC	TGA	Reología
Propiedades moleculares	solubilidad ideal	x
	higroscopicidad		x
	Estabilidad térmicaUn material es térmicamente estable si no se descompone bajo la influencia de la temperatura. Una forma de determinar la estabilidad térmica de una sustancia es utilizar un TGA (analizador termogravimétrico). estabilidad térmica		x
	estabilidad oxidativa		x
	inicio de descomposición	x	x
Propiedades macroscópicas	Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).punto de fusión	x		x
	entalpía de fusión	x
	temperatura de transición vítrea	x		x
	cribado de polimorfismos	x
	detección de sal	x
	pureza eutéctica	x
	viscosidad			x
	propiedades viscoelásticas			x
	estabilidad de la formulación			x
	Tensión de fluenciaEl límite elástico se define como la tensión por debajo de la cual no se produce flujo; literalmente, se comporta como un sólido débil en reposo y como un líquido cuando cede.límite elástico			x
Interacciones entre sustancias	liberación de volátiles	x	x
	efecto plastificante	x
	compatibilidad	x	x
	cinética (térmica)	x	x	x

*Las propiedades moleculares son intrínsecas y vienen determinadas por la estructura molecular, mientras que las macroscópicas son las derivadas de las interacciones intermoleculares.