Come determinare l'attività dell'acqua negli eccipienti farmaceutici

Proteggono gli eccipienti dalla degradazione e prevengono la crescita microbica

Gli eccipienti sono ingredienti farmaceutici inattivi che vengono aggiunti alle formulazioni farmaceutiche insieme all'ingrediente farmaceutico attivo (API) per migliorare le prestazioni complessive, la stabilità e l'aspetto del farmaco.

Gli eccipienti sono quindi componenti importanti nella maggior parte dei prodotti farmaceutici. Svolgono un ruolo fondamentale nella formulazione di forme di dosaggio stabili per assistere il processo di produzione, proteggere l'API, agire come agente di riempimento e migliorare la biodisponibilità (solubilità, dissoluzione o permeabilità), la sicurezza o l'accettazione da parte del paziente del farmaco primario.

Molti eccipienti come l'amido pregelatinizzato, i derivati della cellulosa, il magaldrato e la gelatina sono, in varia misura, igroscopici; in altre parole, assorbono facilmente l'umidità dall'ambiente. Ciò può comportare una serie di potenziali problemi, tra cui:

• Degradazione e deterioramento sia dell'eccipiente che dell'API
• Cambiamenti nelle proprietà chimiche e fisiche del prodotto
• La crescita di microrganismi e la potenziale contaminazione dei prodotti
• Una riduzione della potenza o dell'efficacia dell'ingrediente attivo

In genere, gli eccipienti hanno una struttura cristallina o a matrice am orfa. Le strutture cristalline, in particolare, possono essere sensibili alle variazioni dei livelli di umidità, misurati come attività dell'acqua (aw). Ad esempio, le deviazioni nelle acque di idratazione o di deliquescenza - l'assorbimento o la perdita di umidità - possono influenzare le proprietà di dissoluzione delle compresse e delle polveri farmaceutiche e degradare l'efficacia dell'API. In molti casi, le variazioni dell'attività dell'acqua causate da uno scarso controllo della temperatura dell'ambiente circostante possono portare a cambiamenti improvvisi nelle proprietà del materiale; questo è particolarmente vero per la deliquescenza, dove gli aumenti graduali dell'attività dell'acqua hanno un effetto minimo, fino a quando non si raggiunge un punto critico in cui un piccolo aumento supplementare provoca un aumento sproporzionato del contenuto di umidità che crea uno stato di saturazione che ha un effetto drammatico sulle proprietà del materiale.

In confronto, le strutture a matrice amorfa esistono normalmente in uno stato vetroso a bassa umidità e relativamente stabile. Tuttavia, questi prodotti possono essere soggetti a variazioni di temperatura e di attività dell'acqua, dove un aumento del contenuto di umidità provoca la transizione vetrosa, con il graduale passaggio della matrice amorfa da uno stato vetroso a uno gommoso. Anche in questo caso, la transizione può avvenire improvvisamente e avere un impatto significativo sulle proprietà del materiale, come il collasso strutturale, la riduzione delle proprietà di dissoluzione e una maggiore propensione alla formazione di caking o cristallizzazione.

È importante notare che in entrambe le forme di eccipiente un aumento dell'attività dell'acqua al di sopra di un punto critico può creare le condizioni in cui i microrganismi possono iniziare a propagarsi.

L'importanza di misurare l'attività dell'acqua

Come è emerso chiaramente dalla descrizione precedente, la capacità di misurare l'attività dell'acqua è essenziale per comprendere e prevedere il comportamento degli eccipienti in diverse condizioni, nonché per il controllo di qualità, la tracciabilità e la conformità alle normative.

Una volta che un particolare eccipiente o prodotto farmaceutico è stato testato in diverse condizioni di sviluppo, produzione e conservazione, diventa possibile creare un profilo di attività dell'acqua, rispetto al quale si può confrontare il successivo monitoraggio del controllo di qualità. In termini generali, la chiave è comprendere il punto critico di attività dell'acqua al quale possono verificarsi cambiamenti nelle proprietà del materiale e quindi garantire che le condizioni di processo o ambientali siano mantenute in modo tale che l'attività dell'acqua, e quindi il contenuto di umidità, non possa aumentare - o in alcuni casi scendere - al di sopra o al di sotto di questo livello.

Ad esempio, gli eccipienti utilizzati come leganti che consentono alle polveri di compattarsi nella formazione delle compresse avranno profili di attività dell'acqua unici, con un valore aw ideale che corrisponde alle caratteristiche ottimali desiderate del materiale quando viene compattato in forma di compresse. La misurazione dell'aw dell'eccipiente prima che entri nel processo di formazione delle compresse indicherà se è al di fuori della tolleranza e quindi se può influire sulla durezza o sulla solubilità delle compresse.

La misurazione dell'attività dell'acqua può essere facilmente eseguita in laboratorio o in loco utilizzando sonde portatili e misuratori da banco. Gli strumenti più recenti sono estremamente accurati, semplici da usare, producono risultati rapidamente e sono supportati da un software di analisi e reportistica avanzato.

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