Aplicação da Técnica de Adsorção de Gases na Caracterização de Pós Farmacêuticos

Os pós de medicamentos são o corpo principal da maioria das formulações farmacêuticas e a sua eficácia depende não apenas do tipo de medicamento, mas também, em grande medida, das propriedades dos pós que compõem as formulações farmacêuticas. Numerosos estudos demonstraram que parâmetros físicos como área superficial específica, distribuição de tamanho de poros e densidade real de pós de medicamentos estão relacionados às propriedades das partículas de pó, como tamanho de partícula, higroscopicidade, solubilidade, dissolução e compactação, e desempenham um papel importante na capacidades de purificação, processamento, mistura, produção e embalagem de produtos farmacêuticos. Especialmente para APIs e excipientes farmacêuticos, parâmetros como área superficial específica são indicadores importantes de seu desempenho.

A área superficial específica do API, como ingrediente ativo de um medicamento, afeta suas propriedades como solubilidade, tamanho de partícula e solubilidade. Sob certas condições, quanto maior a área superficial específica do mesmo peso de API, menor o tamanho da partícula, a dissolução e a taxa de dissolução também são aceleradas. Ao controlar a área superficial específica do API, também é possível obter uma boa uniformidade e fluidez, para garantir a distribuição uniforme do conteúdo do medicamento.

Excipientes farmacêuticos, como excipientes e agentes adicionais utilizados na produção de medicamentos e prescrições, a área superficial específica é um dos importantes indicadores funcionais, importante para diluentes, aglutinantes, desintegrantes, auxiliares de fluxo e principalmente lubrificantes. Por exemplo, para lubrificantes, a área superficial específica afeta significativamente o seu efeito de lubrificação, porque o pré-requisito para que os lubrificantes desempenhem um efeito lubrificante é poder ser dispersos uniformemente na superfície das partículas; de um modo geral, quanto menor o tamanho da partícula, maior a área superficial específica e mais fácil será sua distribuição uniforme durante o processo de mistura.

Assim, testes precisos, rápidos e eficazes de parâmetros físicos, como área superficial específica e densidade real de pós farmacêuticos, sempre foram uma parte indispensável e crítica da pesquisa farmacêutica. Portanto, os métodos para a determinação da área superficial específica e da densidade sólida de pós farmacêuticos estão claramente definidos na Farmacopeia dos Estados Unidos USP<846> e USP<699>, na Farmacopeia Europeia Ph. Eur. 2.9.26 e Ph. Eur. 2.2.42, bem como nas segundas adições dos conteúdos de análise física e química 0991 e 0992 às quatro regras gerais da Farmacopeia Chinesa, edição 2020.

01 Técnica de adsorção de gases e sua aplicação

A técnica de adsorção de gás é um dos métodos importantes para caracterização das propriedades da superfície do material. Com base na análise de adsorção, ele pode analisar com precisão a área de superfície específica, volume de poros e distribuição de tamanho de poros, densidade real e outros parâmetros de APIs, excipientes farmacêuticos e formulações de medicamentos. Por sua vez, pode fazer algumas análises básicas sobre o desempenho da data de validade do medicamento, taxa de dissolução e eficácia, e ajudar no desenvolvimento rápido e de alta qualidade da indústria farmacêutica.

Área de superfície específica : tem principalmente uma influência importante na validade, taxa de dissolução e eficácia dos medicamentos. De um modo geral, com uma grande área superficial específica, a dissolução e a taxa de dissolução serão aceleradas em conformidade, garantindo assim a distribuição uniforme do conteúdo do medicamento; no entanto, uma área de superfície específica muito grande fará com que o medicamento adsorva mais água, o que não conduz à preservação e estabilidade da eficácia do medicamento.

Volume de poros e distribuição de tamanho de poros : tem uma influência fundamental na desintegração, liberação e biodisponibilidade do medicamento. Um volume maior de poros pode carregar vários medicamentos no canal dos poros e pode desempenhar um efeito de liberação lenta no medicamento para melhorar a durabilidade do efeito do medicamento; além disso, o tamanho dos poros aumenta dentro de uma certa faixa, a taxa de liberação do medicamento será correspondentemente acelerada.

Densidade verdadeira : tem uma influência importante na fluidez, uniformidade, compressibilidade, dissociação, cristalinidade, etc. do medicamento em pó. O tamanho da densidade verdadeira pode ser usado como um julgamento do estado de cristalização do material e da porcentagem de conteúdo sólido na mistura binária; além disso, tem um certo efeito orientador na otimização dos parâmetros do processo, como velocidade e pressão do rolo.

02 Casos práticos de aplicação na caracterização de área superficial específica e distribuição de tamanho de poros

(1) Caracterização da área superficial específica da dispersão de montmorilonita API

A montmorilonita, obtida pela purificação e processamento da bentonita, apresenta vantagens únicas em farmacologia devido à sua estrutura cristalina em camadas especiais que a faz ter boa capacidade de adsorção, capacidade de troca catiônica e absorção de água e capacidade de inchaço. Seu mecanismo de ação está intimamente relacionado à sua grande área superficial específica. Devido à sua grande área superficial específica, pode assim ter um forte efeito de adsorção em substâncias tóxicas; além disso, liga-se eletrostaticamente às proteínas do muco do trato digestivo e desempenha um papel protetor e reparador na mucosa do trato digestivo.

A seguir é apresentado um estudo de caso da caracterização do material em pó de dispersão de montmorilonita usando o analisador específico de superfície e tamanho de poros da série CIQTEK EASY-V. De acordo com a Farmacopeia Chinesa 2020 versão IV, o nitrogênio é usado como adsorvente, a área da amostra a ser testada é de pelo menos >1m2, e recomendamos não menos que 0,1g, que é aquecido e desgaseificado sob vácuo a 105°C por 2 horas antes do teste. A área superficial dos diferentes tipos de dispersões de montmorilonita apresenta uma grande diferença, 76,57 m2/g, 47,67 m2/ge 29,32 m2/g, respectivamente. O pesquisador pode utilizar os resultados do teste de área superficial específica para avaliar as propriedades medicinais básicas e então selecionar o tipo de matéria-prima correspondente de acordo com as reais necessidades de ação do medicamento.

O analisador específico de superfície e tamanho de poros da série EASY-V adota o princípio de teste de método de volume estático, com operação totalmente automática, interface de operação humanizada, fácil de aprender. A tecnologia do produto foi aprovada na avaliação de desempenho científico e tecnológico da Federação da Indústria de Máquinas e foi adquirida e utilizada por universidades e laboratórios de pesquisa na Europa e nos Estados Unidos, recebendo elogios unânimes.