Introdução
A lactose monohidratada é um dos excipientes mais amplamente utilizados na indústria farmacêutica. Graças à sua boa disponibilidade, propriedades de processamento favoráveis, compressibilidade e fluidez, é comumente utilizado como enchimento ou diluente em comprimidos e cápsulas. Para garantir a qualidade consistente do produto, é essencial detectar de forma confiável quaisquer possíveis alterações no material durante o armazenamento e o processamento.
O armazenamento, a absorção de umidade ou alterações estruturais podem influenciar as propriedades físicas das matérias-primas farmacêuticas em pó. Além dos métodos estabelecidos para caracterização térmica, a Análise por Flash de Luz (LFA, esquema na Figura 1) é uma técnica rápida, sem contato e não destrutiva para determinar a Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica dos materiais. Nesse método, a superfície frontal de uma amostra plano-paralela é aquecida por um breve pulso de energia; o aumento de temperatura resultante na superfície traseira é registrado por um detector infravermelho e utilizado para determinar a Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica.
Tornando visíveis os efeitos do armazenamento: lactose fresca versus vencida
Foram investigados dois pós de lactose monohidratada: uma amostra nova e uma amostra vencida. Ambos os pós foram prensados em pellets em condições idênticas (a 20 kN por 20 minutos), a fim de obter geometrias de amostra e condições de contato comparáveis. O objetivo do estudo foi revelar possíveis diferenças na Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica dos dois materiais na faixa de baixas temperaturas, que vai da temperatura ambiente até 80 °C.
Medições precisas de LFA com o LFA 717 HyperFlash®
As medições foram realizadas utilizando o LFA 717 HyperFlash®. Esse instrumento foi projetado para medições rápidas e de alta precisão da Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica em uma ampla variedade de materiais e permite a realização de análises em atmosferas definidas. Nesta série de medições, a análise foi realizada em atmosfera de argônio em pastilhas cilíndricas com diâmetro de 12,6 mm e altura de 3 mm.
Diferenças evidentes detectadas com confiabilidade
A Figura 2 mostra a Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica de ambos os pellets de lactose monohidratada em função da temperatura na faixa de 25 °C a 80 °C. Para ambas as amostras, observa-se uma diminuição na Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica com o aumento da temperatura. Esse comportamento corresponde à tendência típica observada em muitos materiais, nos quais o aumento das interações fônon-fônon em temperaturas mais elevadas afeta o transporte de calor.
A amostra de lactose nova apresenta valores mais baixos do que a amostra vencida em toda a faixa de temperatura investigada. O desvio chega a aproximadamente 16%. Essa diferença pode ser atribuída a uma maior proporção de componentes amorfos na amostra nova. As regiões amorfas podem impedir o transporte de calor dentro do pellet de forma mais intensa do que as estruturas cristalinas, resultando em menor Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica.
A LFA como uma ferramenta valiosa para a avaliação da qualidade farmacêutica
O estudo demonstra que a Análise por Flash de Luz LFA 717 HyperFlash® é sensível às diferenças relacionadas ao material entre amostras de lactose monohidratada. Mesmo na faixa de temperatura moderada entre 25 °C e 80 °C, foi possível detectar diferenças claras na Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica entre a lactose nova e a vencida. A Análise por Flash de Luz representa, portanto, um método valioso para caracterizar excipientes farmacêuticos e avaliar alterações relacionadas ao armazenamento.
Visão geral dos dados de medição
| Parâmetro | Configuração |
|---|---|
| Amostra | Lactose monohidratada, nova e vencida |
| Instrumento | LFA 717 HyperFlash® |
| Detector | MCT |
| Suporte de amostra | Ø 12,7 mm, padrão |
| Atmosfera | Argônio |
| Taxa de aquecimento | 10 K/min |
| Faixa de temperatura | 25 °C a 80 °C |
| Dimensões da amostra | Ø 12,6 mm, altura 3 mm |
| Modelo de avaliação | Padrão |
| Preparação da amostra | Submetida a compressão a 20 kN por 20 minutos |
Conclusão
A Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica determina a rapidez com que o calor se propaga no interior de um pó de lactose. Ela influencia indiretamente a estabilidade da lactose, uma vez que determina o perfil de temperatura e, consequentemente, o EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse térmico sobre o pó. Uma alta Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica resulta em aquecimento ou resfriamento mais rápido e uniforme, enquanto uma baixa difusividade térmica pode levar a gradientes de temperatura, fazendo com que diferentes áreas do pó fiquem expostas ao EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse térmico por períodos de tempo variáveis.
Além da difusividade térmica, a temperatura, o tempo de exposição e o teor de umidade também são fatores cruciais que afetam a estabilidade. Em temperaturas e umidade elevadas, podem ocorrer reações de Maillard*, descoloração e alterações na estrutura cristalina da lactose ou no teor de água cristalina.
*A reação de Maillard é uma reação química entre açúcares redutores e os grupos amino de proteínas ou aminoácidos. Ela é acelerada principalmente por temperaturas mais elevadas e, frequentemente, também pela umidade. As consequências típicas incluem a formação de pigmentos marrons e amarelados, bem como outros possíveis produtos de reação, que podem alterar as propriedades do produto.