Tecnologia farmaceutica

Tecnologia Farmaceutica

01 marzo 2021

Informazioni generali

Programma del corso:

• Farmaci, forme farmaceutiche e specialità

• Vie di somministrazione, cenni di farmacocinetica e di biofarmaceutica (la biofarmaceutica è il fondamento della tecnologia).

• Eccipienti farmaceutici

• Operazioni farmaceutiche unitarie: macinazione, mescolazione, dissoluzione, distillazione, filtrazione, cristallizzazione,

essiccamento, granulazione, sterilizzazione.

• Forme farmaceutiche: polveri, granulari, capsule, compresse, confetti, suppositori, soluzioni, sciroppi, sospensioni,

emulsioni, pomate, colliri, preparazioni iniettabili, preparazioni pressurizzate, preparati per inalazione, soluzioni estrattive.

• Stabilità Che cos’è la Tecnologia Farmaceutica?

La tecnologia farmaceutica (detta anche galenica) è sostanzialmente la scienza e l’arte di preparare, conservare e presentare i prodotti

medicinali.

Il concetto di prodotto medicinale è diverso da quello di farmaco: infatti, il farmaco è il principio attivo, ossia la sostanza dotata di

attività terapeutica, diagnostica o preventiva (cioè è la sostanza che svolge l’attività biologica), mentre il prodotto medicinale è la

trasformazione del principio attivo in qualcosa che possa essere somministrato.

Quindi, il prodotto medicinale è costituito dal farmaco unito agli eccipienti che servono a costituire la formulazione, e insieme al

packaging, ossia il contenitore primario (che in alcuni casi diventa una parte essenziale del prodotto stesso, come nel caso dei prodotti

medicinali che devono essere somministrati con un erogatore).

Pertanto, la Tecnologia Farmaceutica si occupa di studiare la trasformazione di un principio attivo in un prodotto medicinale (cioè

della preparazione dei prodotti medicinali), nelle seguenti fasi:

• Caratterizzazione del principio attivo, con gli eccipienti che devono essere aggiunti (fase di preformulazione, quindi si fa ad

esempio lo studio dell’interazione tra i componenti per non avere incompatibilità, instabilità ecc… nel corso dello sviluppo).

• Sviluppo farmaceutico, ossia lo studio della forma farmaceutica (studio formulativo).

• Preparazione, ossia fabbricazione su larga o piccola scala del prodotto.

• Controlli sul prodotto, con particolare riferimento alle performances biofarmaceutiche, farmacocinetiche ecc…

• Stabilità

• Conservazione: è molto legata anche al contenitore primario, quindi anche tutti gli elementi legati al packaging sono parte

integrante dello studio della Tecnologia Farmaceutica; infatti, i prodotti medicinali sono venduti in contenitori, come ad

esempio una scatola di cartone (contenitore secondario) con un blister (contenitore primario). Questi contenitori sono fatti

in un certo modo, di un materiale che impedisce, ad esempio, l’ingresso dell’umidità e quindi il contatto della

compressa/capsula con l’ambiente esterno, che potrebbe essere deleterio ai fini della stabilità della preparazione.

Quindi la Tecnologia Farmaceutica consiste essenzialmente nello studio della trasformazione di un principio attivo in un medicinale.

Questa trasformazione può essere fatta a livello industriale dalle industrie farmaceutiche o può essere fatta su scala più ridotta da un

farmacista nel laboratorio galenico della farmacia.

Farmaco: definizione (art. 1 del D. Lgs 219/2006)

Il farmaco è il principio attivo, quindi la molecola che svolge una certa attività.

Il prodotto medicinale, o più semplicemente il medicinale, è (2 definizioni):

1. Ogni sostanza o associazione di sostanze (non è detto che sia una sola) che presenta delle proprietà curative (cioè serve per

ripristinare una determinata funzione fisiologica oppure ad alleviare un determinato problema che si manifesta in relazione

ad una malattia, come nel caso di un farmaco antidolorifico) oppure presenta funzione di profilassi (serve per prevenire

l’insorgere del problema o della malattia) oppure ancora presenta una funzione diagnostica (come nel caso di un

radiofarmaco, che è una molecola radioattiva che viene somministrata per eseguire una determinata diagnosi, oppure il solfato

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di bario, che essendo una sostanza radiopaca, viene somministrato per mettere in evidenza durante l’indagine con i raggi X

alcune parti anatomiche).

2. Ogni sostanza o associazione di sostanze che può essere utilizzata sull’uomo o somministrata all’uomo allo scopo di

ripristinare, correggere o modificare funzioni fisiologiche, esercitando un’azione farmacologica, immunologica (come nel

caso dei vaccini, che sono degli immunostimolanti che determinano una risposta immunitaria) o metabolica (sostanze che

servono per ripristinare alcune parti del metabolismo), oppure di stabilire una diagnosi medica.

Quindi, il farmaco è la molecola che ha l’attività, mentre il prodotto medicinale è il formulato che serve per poter somministrare quella

molecola con quella particolare attività.

Forma farmaceutica:

La forma farmaceutica, anche detta forma di dosaggio, indica la modalità con cui il farmaco viene presentato al paziente o al soggetto

al quale deve essere somministrato.

La forma farmaceutica permette la somministrazione del farmaco (quindi del principio attivo) nella dose voluta (ossia nella quantità

che è stata predefinita) e per la via di somministrazione prescelta (via orale, via parenterale in forma di iniezione, via topica…).

Altrimenti il farmaco da solo potrebbe non essere somministrabile nella dose che si vuole e per la via di somministrazione prescelta.

Un concetto fondamentale nel campo della Farmacologia e della Farmaceutica in generale è quello di correlazione tra la quantità di

sostanza che viene somministrata e l’effetto che si osserva, ossia il concetto di dose – risposta, che è tipicamente rappresentato

tipicamente da una curva sigmoidale.

Per questo, la dose somministrata diventa un elemento cardine e fondamentale, quindi è importante somministrare una certa dose e

garantire che questa sia somministrata nella quantità dovuta.

Anche la via di somministrazione è importante: se si può si cerca di somministrare attraverso la via orale, ma in altri casi non è possibile

(ad esempio se si ha un paziente in shock, oppure una situazione di emergenza; in questo caso si preferisce un’iniezione, magari

endovenosa, ed ecco quindi che quel farmaco deve essere disponibile nella forma liquida, sterile, somministrabile per la via

parenterale. Invece, una forma farmaceutica destinata alla via orale dovrà avere delle caratteristiche tali per cui il principio attivo venga

assorbito nel tratto gastro – intestinale, più o meno rapidamente a seconda del progetto terapeutico.

Quindi, la forma farmaceutica è costituita da due elementi:

• Sostanza farmacologicamente attiva (farmaco o principio attivo)

• Eccipienti, cioè tutte quelle sostanze che accompagnano il principio attivo e ne permettono l’attività, cioè che permettono di

svolgere l’azione farmacologica.

Le forme farmaceutiche si possono classificare in vario modo, ad esempio:

• Per forma fisica:

• Semisolide, come una pomata, una crema o un gel.

• Solide, come compresse, capsule, polveri, granulati.

• Liquide, come sciroppo, gocce per la somministrazione auricolare piuttosto che orale ecc…

• Gassose

• Per via di somministrazione: forme farmaceutiche destinate alla via orale, parenterale, nasale, polmonare, rettale, oculare,

auricolare, vaginale…

• Per modalità di liberazione del principio attivo dalla forma farmaceutica: si tratta del modo con cui il principio attivo viene

rilasciato dalla forma farmaceutica, per cui si avranno forme farmaceutiche a pronto rilascio o a rilascio modificato (le ultime

sono quelle che liberano il principio attivo con una modalità non immediata, ma legata al modo con cui la forma farmaceutica

è costituita e progettata e che servono sostanzialmente per avere un dilazionamento nella comparsa dell’azione del farmaco

piuttosto che un prolungamento nell’assorbimento e quindi livelli plasmatici più costanti).

Un punto importante nell’ambito normativo è che la vendita dei medicinali e dei farmaci (infatti in alcuni casi si vendono i principi

attivi come tali) in forma e dose di medicamento è permessa in Italia solo ai farmacisti (non solo in farmacia, perché esistono

parafarmacie, punti di vendita nei supermercati ecc… ma in ogni caso la vendita è subordinata alla presenza di un farmacista).

Vie di somministrazione e forme farmaceutiche:

Le forme farmaceutiche servono per veicolare il farmaco in un certo punto; questo dipende molto dalla via di somministrazione che

si vuole utilizzare.

È importante dire che il tecnologo farmaceutico è colui che sviluppa la forma farmaceutica, mentre la scelta del principio attivo e della

via di somministrazione dipendono dal medico; per cui, il tecnologo farmaceutico deve fare in modo che la scelta del medico si possa

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realizzare nel miglior modo possibile, quindi che il principio attivo, nella dose che il medico ha prestabilito, possa essere somministrato

per la via di somministrazione che il medico ha prescelto.

Si hanno diverse vie di somministrazione:

Via orale: è quella più comunemente utilizzata. Per questa via si possono somministrare forme farmaceutiche che possono

essere polveri, granulati, compresse, capsule, per quanto riguarda le forme farmaceutiche solide. Invece, per quanto riguarda

quelle liquide, per questa via si possono somministrare soluzioni o sospensioni: le soluzioni sono dispersioni molecolari,

quindi il principio attivo e altri componenti disciolti in un liquido, mentre le sospensioni sono costituite da un liquido nel

quale il principio attivo è disperso in forma solida.

NB: nelle soluzioni il principio attivo è disperso in forma molecolare (molecole disperse nel liquido), mentre nelle

sospensioni è disperso in forma di particelle.

Molecole e particelle non sono sinonimi, sono cose ben distinte: la molecola è una determinata sostanza caratterizzata da una

certa struttura chimica ≠ la particella è la struttura solida costituita da un aggregato di tante molecole, che si organizzano per

formare una fase solida (questa può avere una dimensione nanometrica, micrometrica o millimetrica, ma è comunque solida,

diversa da una molecola che da sola non esiste mai, se non in forma di dispersione o in fase gassosa, dispersa in altri gas).

Via parenterale (sostanzialmente si tratta di un’iniezione), si possono somministrare:

• Soluzioni acquose: sono quelle preferite, in quanto il nostro organismo è fatto di acqua; tuttavia, non può mai essere solo

acqua, altrimenti si determinerebbe uno shock osmotico, per cui si devono aggiungere altri componenti (sicuramente

principio attivo ed eventualmente altri agenti osmotici tamponanti).

• Soluzioni oleose

• Sospensioni: questo si può fare solo in alcuni casi particolari, ossia sottocute o intramuscolo questo perché se si inietta

una particella in una vena questa la occlude e provoca trombosi.

(ovviamente per via intramuscolo e sottocutanea si possono anche iniettare soluzioni, la differenza è che le sospensioni

si possono iniettare solo con queste due modalità).

Via rettale: suppositori, schiume, qualche volta soluzioni o sospensioni.

Via vaginale: ovuli, compresse (o capsule), soluzioni.

Via oftalmica (= somministrazione diretta SULL’occhio): soluzioni, sospensioni, pomate, inserti (ad esempio lenti a contatto

medicate).

Via inalatoria: è quella che si sfrutta facendo entrare un principio attivo dal naso piuttosto che attraverso la bocca e

mandandolo direttamente nell’albero respiratorio. In questo caso si possono somministrare soluzioni, sospensioni, polveri.

Via cutanea: pomate (costituite da unguenti, geli, creme e paste), soluzioni, polveri, cerotti.

Quindi, a seconda del distretto in cui si vuole “mandare” il principio attivo affinché possa essere assorbito, si utilizzeranno diverse

forme farmaceutiche (se si somministra per via endovenosa non ci sarà una fase di assorbimento, perché il principio attivo con la sua

formulazione va già direttamente in circolo).

Per quanto riguarda la classificazione delle forme farmaceutiche, queste possono essere distinte anche in:

• Forme farmaceutiche a rilascio immediato (dette anche a rilascio convenzionale): queste sono tali che la liberazione del

principio attivo e quindi la velocità con cui si presenta sulla mucosa intestinale (se per esempio se somministra per via orale),

dipende essenzialmente dalla velocità con cui il principio attivo si scioglie, per cui dipende quasi esclusivamente dalle

caratteristiche chimico – fisiche del principio attivo stesso.

• Forme farmaceutiche a rilascio modificato: sono fatte in modo che la liberazione del principio attivo dipenda da com’è fatta

la forma farmaceutica, ossia da alcune caratteristiche degli eccipienti che vengono utilizzati.

Possono essere a rilascio:

a) Prolungato in questo caso gli eccipienti permettono una lenta liberazione del principio attivo, perché magari

costituiscono una matrice dalla quale il principio attivo si libera lentamente.

b) Ritardato quando ad esempio si somministra una forma farmaceutica per la via orale e non si vuole che questo si liberi

nello stomaco (magari ha un’azione irritante nei confronti dello stomaco, oppure l’ambiente acido, gli enzimi presenti

nello stomaco possono essere dannosi per il principio attivo stesso), per cui in questo caso è bene avere una forma

ritardata, per cui il rilascio non avviene nello stomaco, ma più tardi a livello del duodeno o del piccolo intestino.

Un altro esempio in cui è utile una forma a rilascio ritardato, è quello in cui si vuole avere la liberazione del principio

attivo a livello del colon, come accade nel caso in cui si voglia trattare ad esempio il morbo di Crohn, ossia una patologia

infiammatoria cronica del colon: questa viene trattata con farmaci antinfiammatori che devono avere un’azione locale,

limitata per quanto possibile al colon stesso; per cui questi farmaci dovranno passare inalterati lo stomaco, non liberarsi

nel piccolo intestino ecc, ma si dovrà avere una liberazione ritardata del principio attivo a livello del grande intestino.

c) Ripetuto forma farmaceutica che rilascia una prima dose, poi una seconda ecc…

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Altra classificazione:

Forme farmaceutiche per uso interno ed esterno: quelle per uso esterno sono quelle cosiddette topiche (come nel caso del trattamento

topico di una rinite attraverso uno spray nasale).

Forme farmaceutiche a singola dose e a dose multipla: le più comuni sono le forme farmaceutiche a dose singola (o unica), come ad

esempio una compressa, una capsula, una fiala iniettabile è normalmente una dose singola, ma potrebbe anche essere a dose multipla

(come nel caso dei vaccini per il Coronavirus sono flaconi che contengono 5 o 6 dosi di vaccino, per cui l’operatore preleva 5/6 volte

la dose dal flacone); un altro esempio di forma farmaceutica a dose multipla è una polvere aspersoria (anche se non è corretto parlare

di dose essendo una somministrazione topica, infatti si dovrebbe parlare di concentrazione del principio attivo).

Vie di somministrazione ed effetto:

Si devono distinguere in base all’effetto che si vuole ottenere:

Effetto sistemico: si manifesta tipicamente a seguito del superamento di una o più barriere biologiche (nel caso di una compressa, il

principio attivo si scioglie nel tratto gastrointestinale, viene assorbito e quindi supererà l’epitelio intestinale che rappresenta la barriera

biologica, si distribuirà nel circolo sistemico per cui potrà avere un’azione in un distretto diverso rispetto a quello in cui è avvenuto

l’assorbimento).

Tipicamente il superamento di una barriera biologica non si manifesta se si ha a che fare con una forma farmaceutica parenterale: se

si somministra un’iniezione direttamente in vena non si deve superare una barriera, tutto si trova già nel circolo; in verità però, per

esercitare la sua azione farmacologica, quel principio dovrà poi superare delle barriere, in quanto dal circolo sistemico dovrà ripartirsi

ad esempio nel muscolo, in un’articolazione, nel SNC o nelle cellule cardiache ecc… per cui dovrà superare la membrana cellulare

(che a sua volta rappresenta una barriera biologica). Le vie di somministrazione che danno un effetto sistemico sono:

• Via orale

• Via parenterale

• Via rettale

• Via inalatoria (polmonare) in realtà la via inalatoria è utilizzata nella maggior parte dei casi per avere un effetto locale

(come nel caso dei farmaci somministrati per la cura dell’asma o per la BPCO, che devono avere un’azione a livello dei

bronchi, bronchioli); tuttavia, in alcuni casi si può avere anche un effetto sistemico, come nel caso dell’insulina

somministrata per la via inalatoria, che deve ovviamente agire su altri distretti.

• Via transdermica vale quanto detto per la via inalatoria (non affronteremo la via transdermica in questo corso).

Effetto topico:

• Via oculare

• Via cutanea

• Via inalatoria (in particolare se si usa il naso, ma anche il polmone)

• Via vaginale

• Via rettale (è già più difficile, in quanto qui l’assorbimento è piuttosto significativo).

Per la via vaginale, meglio ancora per la via rettale, attraverso l’approccio formulativo e la scelta di determinati eccipienti, si può

ottenere un effetto topico piuttosto che sistemico. 02 marzo 2021

Forma farmaceutica

• garantire la somministrazione della dose richiesta per la via prescelta

• garantire che la dose liberata presenti l’effetto terapeutico desiderato con il minimo degli effetti collaterali

• preparazione stabile dal punto di vista chimico e fisico (shelf-life)

La forma farmaceutica serve a garantire la possibilit&agr