Tecnologie Farmaceutiche: Le Polveri

Tecniche farmaceutiche

Le sostanze che hanno azione terapeutica, per poter essere usate in terapia, vanno trasformate in preparati aventi forma e dose di medicamento. Per forma farmaceutica si intende una particolare elaborazione del principio attivo al fine di dare ad esso aspetto e caratteristiche adatte alla somministrazione nella maniera più semplice, pratica ed efficace. Ai fini pratici le forme farmaceutiche vengono distinte in base allo stato fisico in:

Forme farmaceutiche solide

Sono le più numerose e preferite poiché hanno:

• Maggiore stabilità
• Semplicità di formulazione e maggiore accuratezza nel dosaggio
• Maggiore velocità di produzione e minori problemi di confezionamento e trasporto

Polveri

Le polveri sono particelle solide, secche, libere, più o meno fini che si ottengono per frantumazione con apparecchiature che permettono di ottenere il grado di finezza voluto. Alternativamente alla frantumazione, possono esser ottenute con altri procedimenti come: cristallizzazione, precipitazione, sublimazione, essiccamento o nebulizzazione. Tutte queste tecniche possono essere seguite, se necessario, dalla frantumazione e dalla stacciatura. Le polveri impiegate per uso farmaceutico possono essere polveri di principi attivi o di sostanze ausiliarie o di miscele di ambedue; queste forme farmaceutiche sono costituite da un solo medicamento o da una miscela di più medicamenti addizionati o meno di sostanze ausiliarie come i diluenti, glidanti, lubrificanti, sostanze coloranti, aromatizzanti.

A seconda del loro impiego si possono distinguere in vari tipi di polvere:

• Polveri per uso orale
• Polveri per insufflazione o per inalazione
• Polveri per uso topico
• Polveri destinate all’uso iniettabile

Le polveri possono essere già dosate, in confezioni unidose, oppure non dosate, si avranno cioè polveri in massa; di solito le prime sono destinate all’uso interno, mentre le seconde per uso esterno. La formulazione di farmaci in polvere sarebbe da preferire alle compresse, per la possibilità di adattare la dose al paziente e per la maggiore biodisponibilità che le polveri presentano; gli svantaggi sono che si possono cambiare le proprietà chimico-fisiche ed organolettiche delle sostanze usate (sapore sgradevole, igroscopia, deliquescenza, sensibilità all’ambiente esterno), per questo motivo, le polveri vanno preparate estemporaneamente (preparazioni magistrali).

Polverizzazione

Tutte le sostanze solide utilizzate per la preparazione di forme farmaceutiche solide devono essere opportunamente polverizzate fino al raggiungimento di un grado di finezza che ne permetta la migliore utilizzazione. Dovendo mescolare dei solidi, questo processo migliora l’omogeneità della miscela, mentre nel caso di solidi da sospendere, la finezza delle particelle disperse tende a far diminuire la velocità di sedimentazione; nel caso di farmaci poco solubili, la finezza delle particelle determina una più veloce dissoluzione ed un miglior e più rapido assorbimento.

Le particelle hanno una forma quasi mai sferica perfetta, ma presentano superfici irregolari; molto importante è la dimensione di queste particelle poiché si è visto, confrontando concentrazione plasmatica e dimensioni delle polveri, che minore è il diametro delle particelle e maggiore sarà l’assorbimento e la biodisponibilità. Questo può esser spiegato dal fatto che le dimensioni delle particelle vanno ad influenzare il dissolvimento, intorno alla particella solida c’è un’alta concentrazione di principio attivo che va diminuendo mano a mano che ci allontaniamo da questa; la velocità di dissoluzione di una singola particella è espressa dall'equazione di Noyes-Whitney:

(dC/dt) = D * A * (Cs - C) / δ

Dove:

• D = coefficiente di diffusione (costante a temperatura costante)
• Cs - C = gradiente di concentrazione tra lo strato di saturazione ed il bulk della soluzione
• δ = spessore dello stato diffusionale
• A = superficie specifica (l’unità di misura è l^-1 poiché è S/V)

Il processo di comminuzione (dal latino “stritolare”) può essere realizzato con: metodi fisici (e meccanica), chimici (precipitazione) e chimico-fisici (fusione in matrice).

Metodi di polverizzazione

La polverizzazione in farmacia può essere effettuata seguendo varie tecniche:

• Pestello e mortaio, è il metodo più classico.
• Confricazione: le sostanze amorfe soffici costituite da aggregati (ZnO) vengono strofinate sopra un setaccio.
• Levigazione: quando la sostanza deve esser triturata per poi essere incorporata in un veicolo grasso, ciò è effettuato impiegando una spatola.
• Precipitazione: da applicare nel caso di solidi difficilmente polverizzabili (per es. CaCO₃).
• Polverizzazione per intermedio: consiste nell’utilizzare una seconda sostanza, detta intermedio, con lo scopo di ridurre in polvere una prima sostanza che altrimenti non sarebbe polverizzabile (es. canfora, salolo).

Il processo di polverizzazione industriale (o comminuzione o triturazione o macinazione) viene messo in atto mediante l’impiego di apparecchiature denominate molini, che a seconda delle dimensioni delle particelle che producono si distinguono in: grossolani (>850μm), medi (<850μm e > 75μm) e fini (< 75 μm). Un molino è essenzialmente costituito da 3 parti: una tramoggia di alimentazione, un meccanismo di triturazione costituito da una parte fissa (lo statore) ed una rotante (rotore), ed infine da un compartimento di scarico a caduta; tutto ciò può far parte di un sistema chiuso o di un sistema aperto.

Da un punto di vista chimico-fisico, durante il processo di macinazione, entrano in gioco diverse forze che agiscono sul materiale insieme o separatamente, come:

• Forze di impatto: agiscono perpendicolarmente alla superficie del solido con una certa velocità e per un breve periodo di tempo.
• Forze di attrito: sono tangenti alla superficie.
• Forze di pressione: agiscono perpendicolarmente alla superficie del solido con una durata protratta nel tempo.
• Forze di taglio: agiscono tangenzialmente alla superficie del solido e corrispondono alle forze a cui è sottoposto un solido immerso in un fluido che scorre verso una data direzione; è come se la particella fosse sottoposta a due forze opposte per cui subisce un’azione di taglio.

Tipologie di molini

Andiamo ora a trattare le varie tipologie di molini presenti nelle industrie:

• Molino a coltelli: o “a lame”, esercita sia un’azione di taglio meccanico che di impatto (dovuta dalla superficie tagliente perpendicolarmente al solido da triturare). Fornisce polveri medie ed è adatto per droghe vegetali ed animali, mentre non si può impiegare per materiali friabili.
• Molino a martelli: esercita essenzialmente forze di impatto e dà polveri fine. I vantaggi nell’utilizzo di questo molino consistono nella rapidità di azione, capacità di macinare diversi materiali, facilità di controllo del prodotto, mentre gli svantaggi sono: produzione di calore e nel possibile danneggiamento dei martelli in presenza di oggetti estranei.
• Molino a cilindri: impartisce un’azione di compressione e taglio.