Introduzione
Il lattosio monoidrato è uno degli eccipienti più diffusi nell’industria farmaceutica. Grazie alla sua ampia disponibilità, alle proprietà di lavorazione favorevoli, alla comprimibilità e alla scorrevolezza, viene comunemente impiegato come riempitivo o diluente in compresse e capsule. Per garantire una qualità costante del prodotto, è essenziale rilevare in modo affidabile eventuali alterazioni del materiale durante lo stoccaggio e la lavorazione.
Lo stoccaggio, l’assorbimento di umidità o i cambiamenti strutturali possono influenzare le proprietà fisiche delle materie prime farmaceutiche in polvere. Oltre ai metodi consolidati per la caratterizzazione termica, l’analisi a flash ottico (LFA, schema in Figura 1) rappresenta una tecnica rapida, senza contatto e non distruttiva per determinare la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica dei materiali. In questo metodo, la superficie anteriore di un campione piano-parallelo viene riscaldata da un breve impulso di energia; l’aumento di temperatura che ne deriva sulla superficie posteriore viene registrato da un rilevatore a infrarossi e utilizzato per determinare la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica.
Rendere visibili gli effetti della conservazione: lattosio fresco e lattosio scaduto
Sono state esaminate due polveri di lattosio monoidrato: un campione fresco e un campione scaduto. Entrambe le polveri sono state compresse in pellet in condizioni identiche (a 20 kN per 20 minuti) al fine di ottenere geometrie dei campioni e condizioni di contatto comparabili. Lo scopo dello studio era quello di evidenziare eventuali differenze nella Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica dei due materiali nell’intervallo di basse temperature compreso tra la temperatura ambiente e gli 80 °C.
Misurazioni LFA precise con il LFA 717 HyperFlash®
Le misurazioni sono state effettuate utilizzando l’ LFA 717 HyperFlash®. Questo strumento è progettato per effettuare misurazioni rapide e altamente accurate della Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica su un’ampia gamma di materiali e consente di effettuare analisi in atmosfere definite. In questa serie di misurazioni, l’analisi è stata eseguita in atmosfera di argon su pellet cilindrici con un diametro di 12,6 mm e un’altezza di 3 mm.
Differenze evidenti rilevate in modo affidabile
La Figura 2 mostra la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica di entrambi i pellet di lattosio monoidrato in funzione della temperatura nell’intervallo compreso tra 25 °C e 80 °C. Per entrambi i campioni si osserva una diminuzione della Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica all’aumentare della temperatura. Tale comportamento corrisponde all’andamento tipico riscontrato in molti materiali, in cui l’aumento delle interazioni fonone-fonone alle temperature più elevate influisce sul trasporto di calore.
Il campione di lattosio fresco presenta valori inferiori rispetto al campione scaduto nell’intero intervallo di temperatura esaminato. La differenza raggiunge circa il 16%. Tale differenza può essere attribuita a una maggiore percentuale di componenti amorfi nel campione fresco. Le regioni amorfe possono ostacolare il trasporto di calore all’interno del pellet in misura maggiore rispetto alle strutture cristalline, determinando una minore Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica.
La LFA come strumento prezioso per la valutazione della qualità dei prodotti farmaceutici
Lo studio dimostra che l’analisi della diffusione termica LFA 717 HyperFlash® è sensibile alle differenze legate al materiale tra i campioni di lattosio monoidrato. Anche nell’intervallo di temperatura moderato compreso tra 25 °C e 80 °C, è stato possibile rilevare chiare differenze nella Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica tra il lattosio fresco e quello scaduto. L’analisi a lampo (Light Flash Analysis) rappresenta pertanto un metodo prezioso per la caratterizzazione degli eccipienti farmaceutici e per la valutazione dei cambiamenti legati alla conservazione.
Panoramica dei dati di misurazione
| Parametro | Impostazione |
|---|---|
| Campione | Lattosio monoidrato, fresco e scaduto |
| Strumento | LFA 717 HyperFlash® |
| Rivelatore | MCT |
| Portacampioni | Ø 12,7 mm, standard |
| Atmosfera | Argon |
| Velocità di riscaldamento | 10 K/min |
| Intervallo di temperatura | da 25 °C a 80 °C |
| Dimensioni del campione | Ø 12,6 mm, altezza 3 mm |
| Modello di valutazione | Standard |
| Preparazione del campione | Pressato a 20 kN per 20 minuti |
Conclusione
La Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica determina la velocità con cui il calore si diffonde all’interno di una polvere di lattosio. Essa influenza indirettamente la stabilità del lattosio, poiché determina il profilo termico e, di conseguenza, Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress termico a cui è sottoposta la polvere. Un’elevata Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica comporta un riscaldamento o un raffreddamento più rapido e uniforme, mentre una bassa Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura. diffusività termica può determinare gradienti di temperatura, con la conseguenza che diverse aree della polvere siano esposte a sollecitazioni termiche per periodi di tempo variabili.
Oltre alla Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura. diffusività termica, anche la temperatura, il tempo di esposizione e il contenuto di umidità sono fattori cruciali che influenzano la stabilità. A temperature e umidità elevate, possono verificarsi reazioni di Maillard*, scolorimento e alterazioni della struttura cristallina del lattosio o del contenuto di acqua cristallina.
*La reazione di Maillard è una reazione chimica tra gli zuccheri riducenti e i gruppi amminici delle proteine o degli aminoacidi. Essa viene accelerata principalmente dalle temperature elevate e spesso anche dall’umidità. Tra le conseguenze tipiche figurano la formazione di pigmenti marroni e giallastri, nonché altri possibili prodotti di reazione, che possono alterare le proprietà del prodotto.