Impianti per l'industria farmaceutica - capsule forme farmaceutiche

Capsule corso di impianti dell'industria farmaceutica anno accademico 2006 - 2007

Un po' di storia

• - 1833, il farmacista francese Mothes brevetta le capsule di gelatina molle; queste venivano preparate immergendo uno stampo a forma di oliva in una soluzione calda di gelatina contenente zucchero e gomma acacia. Il film così ottenuto veniva staccato, essiccato, riempito e sigillato con una goccia di soluzione di gelatina.

• - 1848, l'inglese Murdoch brevetta le capsule di gelatina rigida formate da due parti.

• - 1836, la compagnia americana Planten & Son inizia la produzione di capsule di gelatina molle e rigida.

• - Tra il 1850 e il 1900 negli USA vengono brevettati 80 metodi di riempimento con polveri delle capsule di gelatina rigida, mentre nello stesso periodo in Inghilterra vengono brevettati solo 15 processi.

• - Nel 1874 il farmacista francese Taetz suggerisce l'inclusione di glicerina nella formulazione per rendere le capsule più flessibili e più facili da deglutire.

• - Nello stesso anno il farmacista americano Hubel, a Detroit, inizia la prima produzione industriale di capsule di gelatina rigida in due pezzi.

• - Nel 1932 Scherer, negli Stati Uniti, brevetta l'omonimo processo per ottenere le capsule di gelatina molle.

• - Le due maggiori ditte produttrici di opercoli vuoti, la Eli Lilly e la Parke Davis iniziano la produzione di opercoli vuoti su larga scala rispettivamente nel 1897 e nel 1901.

• - Queste forme farmaceutiche si sviluppano in Europa dopo la Seconda Guerra mondiale.

• - Attualmente sono una delle forme farmaceutiche più diffuse.

Capsule di gelatina rigida: Snap-Fit

Le odierne capsule di gelatina rigida (o opercoli) sono formate da due parti, il corpo e la testa, che si infilano l'una sull'altra. Sono in genere realizzate in modo tale da evitare l'apertura accidentale dopo il riempimento.

• Corpo
• Testa
• Corpo chiusa
• Testa chiusa
• Semiaperta
• Aperta

Capsule di gelatina rigida: Coni-Snap e Posilok

Questi tipi di capsule sono caratterizzati non solo dalla presenza di due scanalature (una nel corpo e una nella testa) che si incastrano ma anche da una seconda scanalatura presente in basso nella testa che rende la chiusura più sicura.

• Capsula Posilok
• Capsula Coni-Snap

Capsule di gelatina rigida: Uni-Lock

Questo tipo di capsule è destinato a contenere liquidi e materiali pastosi ed è caratterizzato dalla presenza di due scanalature ad incastro e di 6 "fossette" per aumentare la sicurezza della chiusura. Sono sigillate facendo fondere delicatamente i due strati di gelatina e poi scaldando per saldarli.

Dimensioni delle capsule di gelatina rigida per uso umano

Capsule di gelatina rigida per uso veterinario

Per i piccoli animali si usano in genere le stesse capsule destinate all'uso umano.

Capsule di gelatina rigida per uso veterinario

Per gli animali più grandi sono disponibili formati specifici; la massima capacità è di 28 ml.

Mini-capsule di gelatina rigida per usi di laboratorio (topi e ratti)

Esistono anche capsule molto piccole (prodotte dalla Torpac) usate per somministrare farmaci a piccoli roditori per scopi di ricerca.

Contenuto delle capsule di gelatina rigida

Uno dei motivi del grande successo delle capsule di gelatina rigida è costituito dalla loro versatilità: esse possono contenere diverse combinazioni di prodotti solidi, nonché prodotti liquidi o pastosi.

Materiali incompatibili con le capsule di gelatina rigida

Le limitazioni relative ai materiali di riempimento sono poche e ben definite:

• Non si possono usare sostanze che reagiscono con la gelatina (es., aldeidi come la formaldeide, che cross-linkano la gelatina e ne riducono la solubilità).
• Non si possono usare formulazioni con un elevato contenuto di umidità.
• Non si possono usare principi attivi che devono essere somministrati ad alte dosi e che hanno una bassa densità bulk, perché la massa da incapsulare sarebbe troppo voluminosa.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

Le capsule di gelatina rigida e di gelatina morbida sono costituite dalle stesse materie prime: gelatina, acqua, coloranti, tensioattivi, conservanti e plasticizzanti; le capsule di gelatina morbida contengono una quantità di plasticizzante significativamente maggiore.

La gelatina deriva dal collagene, proteina che si trova nella pelle, nelle ossa e nel connettivo; essendo insolubile, viene solubilizzata per idrolisi, che può essere condotta in ambiente acido (gelatina di tipo A) o basico (gelatina di tipo B). Posta in acqua al di sotto di 30°C la gelatina rigonfia ma non si scioglie, mentre oltre 30°C si solubilizza velocemente. La gelatina è edibile, non pone problemi di tossicità e finora non è stata soggetta ad alcun tipo di restrizione in alcun paese.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

Per la preparazione degli opercoli di gelatina rigida viene preparata una soluzione concentrata di gelatina in acqua demineralizzata calda, che viene poi sottoposta ad un certo grado di vuoto per eliminare le bolle d'aria. La soluzione contiene anche plasticizzanti, coloranti (pigmenti o coloranti idrosolubili), conservanti (parabeni, bisolfito di sodio, acido sorbico, acido benzoico), opacizzanti. La soluzione finale contiene di solito il 25-30% p/vol di gelatina. Si preparano 20-30 litri di soluzione per volta.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

La soluzione viene versata in appositi contenitori dotati di un sistema che mantiene il suo livello costante. La temperatura della miscela è tenuta tra 50 e 55°C.

Nei contenitori vengono immersi i perni metallici (in una sezione della macchina quelli che origineranno i corpi, in un'altra quelli che formeranno le teste), che sono fissati ad un supporto metallico rettangolare. Nel momento dell'immersione la temperatura dei perni è di circa 22°C.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

La differenza di temperatura tra perni e soluzione fa sì che la gelatina gelifichi immediatamente sulle superfici metalliche. I set di perni vengono quindi sollevati lentamente dalla soluzione; essi sono rivestiti di una certa quantità di gelatina, che è proporzionale alla viscosità della soluzione. L'eccesso di soluzione gocciola via.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

A questo punto i supporti con i perni vengono lentamente ruotati di 180° in modo tale che il film di gelatina ancora fluido si distribuisca uniformemente sulla superficie di ciascun perno, e vengono trasferiti nella zona di essiccamento, dove l'aria ha una temperatura ed un'umidità relativa controllate.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

Alla fine dell'essiccamento il contenuto d'umidità dei film di gelatina è passato dal 70% p/p al 16-17% p/p.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

I film di gelatina essiccati sono a questo punto rimossi individualmente dai perni da pinze metalliche... ...e teste e corpi sono tagliati alla lunghezza richiesta ruotando contro una lama. L'eccesso di gelatina viene riciclato.

Produzione industriale di opercoli di gelatina rigida

Infine i corpi e le teste vengono uniti automaticamente. La chiusura non è completa, ma è tale da consentire,