Temi concorso farmacia ospedaliera - tecnica e legislazioni farmaceutiche da 16 a 30

Essiccamento di polveri e granulati e concetti di umidità assoluta e relativa

L'essiccamento è un'operazione utilizzata in tutte le forme farmaceutiche in cui interviene una fase ad umido, come nel caso della granulazione o delle polveri sottoposte a macinazione, entrambe mediante l'utilizzo della metodica ad umido, o delle polveri per preparati iniettabili. Nella maggioranza dei casi il solvente da eliminare è l'acqua, ma se così non fosse le operazioni di allontanamento previste saranno le stesse, prendendo in più le precauzioni necessarie per evitare l'inquinamento ambientale e il rischio di esplosioni.

L'essiccamento termico rimane la metodica più utilizzata perché più sicura in quanto non prevede l'introduzione di sostanze estranee. Tra gli scopi, quello più importante è sicuramente di aumentare la stabilità chimica e microbiologica del materiale per una conseguente migliore conservabilità. I solidi cristallini e quelli amorfi si comportano diversamente all'essiccamento. Nelle sostanze cristalline l'acqua, a meno che non sia di cristallizzazione, è situata in pori superficiali, tra i cristalli, e perciò viene eliminata velocemente. Nella sostanza amorfa, invece, l'acqua è contenuta in piccoli pori e capillari per cui sarà più complesso allontanarla.

I processi di essiccamento prevedono sempre il trasferimento contemporaneo di calore e di massa. La trasmissione di calore può avvenire per convezione, conduzione o irraggiamento. Per convezione, l'allontanamento di solvente si ha ad opera di un fluido gassoso, secco e caldo che, a contatto col materiale da essiccare, cede calorie facendo evaporare l'acqua e trascinare, così, via il vapore. Gli essiccatori a convezione possono essere statici o possono comportare il movimento del materiale da essiccare. Per conduzione il calore viene trasferito attraverso una parete metallica riscaldata con cui il prodotto è a contatto. Con l'irraggiamento, invece, mediante microonde si applicano al materiale radiazioni elettromagnetiche così da aumentare la cinetica delle molecole di solvente facendole passare allo stato di vapore.

Ulteriore strategia è, infine, la liofilizzazione, particolarmente costosa, basata sul previo congelamento della soluzione e successiva sublimazione nel vuoto spinto con allontanamento di acqua, usata però soprattutto per preparati iniettabili e per prodotti biotecnologici. L'aria contiene sempre una certa quantità di umidità sotto forma di vapore acqueo e un solido umido può cedere acqua ad aria secca con la quale viene messo a contatto. L'umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo espressa in grammi contenuta in metro cubo di aria a una certa temperatura e pressione, e tende ad aumentare al crescere della temperatura. L'umidità relativa, invece, esprime in termini percentuali il rapporto tra la quantità di vapore acqueo contenuta in una massa d'aria e la quantità massima che la stessa può contenere alle stesse condizioni di temperatura e pressione. L'umidità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura e viceversa.

Liofilizzazione: descrizione del processo e caratteristiche del prodotto

La liofilizzazione è una particolare tecnica di essiccamento nella quale si ha l’allontanamento del solvente da una soluzione o sospensione, previamente congelate, mediante sublimazione nel vuoto spinto. Questa tecnica è abbastanza costosa e per questo è limitata a prodotti biotecnologici o a preparazioni da allestire estemporaneamente al momento della somministrazione. La liofilizzazione consta di tre fasi: congelamento; essiccamento primario; essiccamento secondario.

Innanzitutto, la soluzione viene congelata per raggiungere una temperatura inferiore a quella eutettica così da formare cristalli con dimensioni tali da rendere più rapida l’operazione di sublimazione nella fase successiva. Una volta ottenuto il congelamento totale della soluzione, questa, all’interno di fiale, fialoidi o flaconi, verrà portata nel liofilizzatore e grazie ad un sistema valvolare saranno raggiunti valori pressori inferiori al punto triplo dell’acqua. In questo modo, attraverso il progressivo riscaldamento della piastra, inizierà la sublimazione e all’ottenimento della temperatura finale delle piastre (50-60 °C circa), nell’essiccamento secondario, potrà essere allontanata anche l’umidità residua. Successivamente si proseguirà con la rottura del vuoto, immissione di aria o gas inerte nell’apparecchio e raccolta del prodotto finito.

In particolare, il liofilizzato, avido di solvente, occuperà lo stesso volume occupato dalla soluzione di partenza perché costituito da pori predittivi della precedente presenza dei cristalli di ghiaccio poi sublimati. Inoltre, la presenza di questi pori renderà il solido amorfo, così da consentire il rapido ingresso del solvente per un rapido passaggio in soluzione del solido, tale da rappresentare una strategia per l’ottimizzazione della velocità di dissoluzione di un farmaco.

Le macchine comprimitrici: principi di funzionamento e parametri critici per le caratteristiche tecnologiche delle compresse da produrre

Le macchine comprimitrici sono degli strumenti in grado di realizzare le compresse come forma farmaceutica e possono essere classificate in: comprimitrici alternative, a punzoni singoli o a punzoni multipli; comprimitrici rotative. In entrambe, le parti fondamentali di cui sono costituite riguardano: tramoggia di carico, la cui parte terminale è la scarpa; matrice, intesa come stampo nel quale il materiale sarà alloggiato; punzone superiore e punzone inferiore responsabili della trasmissione della forza di compressione.

Nelle comprimitrici alternative il razionale vede il passaggio del materiale di polvere o granulare dalla tramoggia, in continuo movimento, alla matrice, e di fatto il punzone superiore sarà l'unico a muoversi per imprimere la pressione tale da realizzare la compressa. Nelle comprimitrici alternative a punzoni multipli possono essere prodotte fino a 700.000 compresse l’ora ma condividono con quelle a punzoni singoli lo stesso problema legato alla demiscelazione. Infatti, la tramoggia, essendo in continuo movimento, vedrà depositare particelle più piccole verso il fondo con conseguente non riempimento omogeneo della matrice ed ottenimento di compresse non di qualità.

Diverso è il caso delle comprimitrici rotative il cui funzionamento vede la tramoggia fissa e la matrice, insieme al punzone inferiore, muoversi per riempirsi di materiale proveniente dalla tramoggia. Contemporaneamente al punzone superiore, quello inferiore si avvicinerà per ottenere il prodotto finale. Qui il problema della demiscelazione non si pone, ma possono, tuttavia, verificarsi fenomeni di picking (adesione delle particelle ai punzoni) e sticking (deterioramento delle macchine o grippaggio). Nonostante ciò tali problemi possono essere facilmente bypassati rimandando all’impiego di agenti glidanti, per ovviare al picking, o lubrificanti per lo sticking, giustificando così il maggiore impiego di tali macchine comprimitrici.

Aspetti tecnologici e biofarmaceutici nella scelta degli eccipienti per la preparazione delle compresse

Gli eccipienti sono ingredienti farmacologicamente inerti aventi lo scopo di ottenere forme farmaceutiche con le caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche desiderate e, pertanto, possono essere definiti inerti farmacologicamente ma non dal punto di vista tecnologico. Tra gli eccipienti di maggiore importanza reperibili nelle compresse troviamo i diluenti, in grado di disperdere la polvere di attivo e a dare, quindi, volume e consistenza. Devono essere ovviamente inerti e biocompatibili, nonché possedere proprietà tecnologiche adeguate per la compatibilità, in modo che non si formino crepe o deformazioni nella compressa, una volta prodotta.

I leganti sono usati allo scopo di tenere adese le particelle dei componenti della compressa, garantendo buona comprimibilità oltre a conferire proprietà meccaniche ai preparati finali. I disaggreganti servono a dare una rapida disgregazione della compressa una volta che questa abbia interagito con i fluidi acquosi. La scelta dei glidanti ricade, invece, sulla possibilità di migliorare le proprietà di scorrimento dei granuli o della polvere per favorire il riempimento della matrice in modo omogeneo ed ottenere compresse uniformi in peso.

L'importanza di questi eccipienti interessa, però, anche la comprimibilità in grado di conferire alle particelle, diminuendo la forza d'attrito che si crea quando questi sono a contatto. Esistono anche i lubrificanti per evitare il grippaggio delle macchine comprimitrici. Mentre i glidanti vanno aggiunti al granulato prima che venga compresso, è complicato stabilire se bisogna o meno aggiungere il lubrificante, per cui la scelta dipenderà dal meccanismo della compattazione.

Per quanto riguarda le compresse effervescenti, invece, essendo destinate allo scioglimento in acqua, non verranno aggiunti né glidanti, né lubrificanti, in quanto grassi e quindi non solubili in acqua. Tuttavia, i glidanti possono essere aggiunti per ovviare al fenomeno di picking (adesione delle particelle ai punzoni) e i lubrificanti per ovviare allo sticking (deterioramento delle macchine o grippaggio) particolarmente frequenti in caso di utilizzo delle macchine comprimitrici rotative. Stabilizzanti, conservanti non sono sempre presenti e se aggiunti sono necessari affinché non si verifichi la degradazione del principio attivo; i coloranti sono scelti allo scopo di conferire un aspetto visivamente attraente alla compressa.