Cómo determinar la actividad del agua en los excipientes farmacéuticos

Proteger los excipientes de la degradación y evitar el crecimiento microbiano

Los excipientes son ingredientes farmacéuticos inactivos que se añaden a las formulaciones farmacéuticas junto con el ingrediente farmacéutico activo (API) para mejorar el rendimiento, la estabilidad y el aspecto general del medicamento.

Los excipientes son, por tanto, componentes importantes en la mayoría de los productos farmacéuticos.

Los excipientes son, por tanto, componentes importantes en la mayoría de los productos farmacéuticos. Desempeñan un papel vital en la formulación de formas de dosificación estables para ayudar en el proceso de fabricación, proteger el API, actuar como agente de carga y mejorar la biodisponibilidad (solubilidad, disolución o permeabilidad), la Seguridad o la aceptación por parte del paciente del fármaco principal.

La mayoría de los excipientes, como los pregelificantes, se añaden a las formulaciones farmacéuticas para mejorar el rendimiento, la estabilidad y la apariencia del fármaco.

Muchos excipientes como el almidón pregelatinizado, los derivados de la celulosa, el magaldrato y la gelatina son, en diversos grados, higroscópicos; en otras palabras, absorben fácilmente la humedad del ambiente. Esto puede dar lugar a una serie de problemas potenciales que incluyen:

• Degradación y deterioro tanto del excipiente como del API
• Cambios en las propiedades químicas y físicas del producto
• El crecimiento de microorganismos y la posible contaminación del producto
• Una reducción de la potencia o eficacia del principio activo

Típicamente, los excipientes tienen una estructura de matriz cristalina o anfórica. Las estructuras cristalinas, en particular, pueden ser susceptibles a cambios en los niveles de humedad, medidos como actividad del agua (aw). Por ejemplo, las desviaciones en las aguas de hidratación o delicuescencia -la absorción o pérdida de humedad- pueden afectar a las propiedades de disolución de los comprimidos y polvos farmacéuticos y degradar la eficacia del API. En muchos casos, los cambios en la actividad del agua causados por un control deficiente de la temperatura del entorno pueden provocar cambios repentinos en las propiedades de los materiales; esto es especialmente cierto en el caso de la delicuescencia, en la que los aumentos graduales de la actividad del agua tienen un efecto mínimo, hasta que se alcanza un punto crítico en el que un pequeño aumento adicional provoca un aumento desproporcionado del contenido de humedad que crea un estado de saturación que tiene un efecto drástico en las propiedades de los materiales.

La delicuescencia es un fenómeno muy común en la industria farmacéutica.

En comparación, las estructuras de matriz amorfa existen normalmente en un estado vítreo relativamente estable y de baja humedad. No obstante, estos productos pueden ser susceptibles a los cambios de temperatura y actividad del agua, en los que un aumento del contenido de humedad provoca la transición vítrea, con lo que la matriz amorfa pasa gradualmente de un estado vítreo a uno gomoso. De nuevo, esto puede ocurrir repentinamente y tener un impacto significativo en las propiedades del material, como el colapso estructural, la reducción de las propiedades de disolución y una mayor propensión al apelmazamiento o la cristalización.

Es importante señalar que en ambas formas de excipiente un aumento de la actividad del agua por encima de un punto crítico puede crear las condiciones en las que los microorganismos pueden empezar a propagarse.

La importancia de medir la actividad del agua

Como habrá quedado claro a partir de la descripción anterior, la capacidad de medir la actividad del agua es esencial para comprender y predecir el comportamiento de los excipientes en diferentes condiciones, así como para el control de calidad, la trazabilidad y el cumplimiento de la normativa.

La medición de la actividad del agua es esencial para el control de calidad, la trazabilidad y el cumplimiento de la normativa.

Una vez que se ha probado un excipiente o un medicamento en particular en diferentes condiciones de desarrollo, fabricación y almacenamiento, es posible crear un perfil de actividad del agua, con el que se puede comparar el seguimiento posterior del control de calidad. En términos generales, la clave es comprender el punto crítico de actividad del agua en el que pueden producirse cambios en las propiedades de los materiales y, a continuación, garantizar que las condiciones del proceso o del entorno se mantienen de forma que la actividad del agua y, por tanto, el contenido de humedad, no puedan aumentar -o, en algunos casos, caer- por encima o por debajo de este nivel.

Por ejemplo, los excipientes se utilizan en la fabricación de productos farmacéuticos.

A modo de ejemplo, los excipientes utilizados como aglutinantes que permiten que los polvos se cohesionen en la formación de comprimidos tendrán perfiles de actividad del agua únicos, con un valor aw ideal que corresponde a las características óptimas deseadas del material cuando se compacta en forma de comprimido. La medición de la aw del excipiente antes de que entre en el proceso de fabricación de comprimidos indicará si está fuera de la tolerancia y, por tanto, es probable que afecte a la dureza o solubilidad de los comprimidos.

La medición de la actividad del agua puede llevarse a cabo fácilmente en el proceso de fabricación de comprimidos.

La medición de la actividad del agua puede realizarse fácilmente en el laboratorio o in situ utilizando sondas manuales y medidores de sobremesa. Los instrumentos más recientes son extremadamente precisos, fáciles de usar, producen resultados con rapidez y cuentan con el apoyo de un software avanzado de análisis e informes.

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