Extrusión y esferización

La extrusión/esferización es un proceso de fabricación ampliamente utilizado en la industria farmacéutica que permite producir las esferas o los gránulos que contienen los fármacos. Por lo general, los gránulos producidos por el sistema de esferización se suelen introducir en cápsulas. Los pasos necesarios en el proceso de esferización incluyen mezclado en seco, concentración en húmedo, extrusión, esferización, secado y revestido. Previo a la encapsulación puede realizarse una selección que optimice el rango de distribución del tamaño de las partículas.

En primer lugar, el principio activo y los excipientes se mezclan juntos en un granulador y, a continuación, se les añade un líquido de granulación. La concentración húmeda resultante se pasa por una rejilla de material extruído blando y maleable. El tamaño de los gránulos finales (esferas) se determina principalmente por el diámetro del orificio de la rejilla que se utilice en el paso de extrusión.

El material extruído se carga en el esferonizador, un dispositivo compuesto por una centrífuga de placa/disco que gira a una velocidad de 400–500 rpm en el interior de un cuenco de esferización. El material extruído se rompe en trozos cilíndricos de una longitud aproximadamente igual, y relacionada directamente con el diámetro de extruído. Estos segmentos cilíndricos se van redondeando poco a poco como resultado de las colisiones contra las paredes del recipiente, con la placa y entre sí. Cuando han alcanzado el nivel de esfericidad deseado, las partículas se descargan del esferonizador. Los gránulos húmedos se recogen y se secan, generalmente, en un secador de lecho fluidizado (FBD por sus siglas en inglés). El FBD se puede utilizar también para revestir los gránulos, en caso necesario.

Retos del proceso de esferización

Si bien la esferización es una operación de fabricación establecida en la industria farmacéutica, la formación real de los gránulos a partir del material extruído no siempre es bien comprendida cuando se trata de aplicarla a todos los procesos de fabricación. De igual modo que no siempre se comprende el impacto que la variabilidad de la material prima puede tener en la calidad del producto y los problemas que puede originar. Los atributos de calidad críticos (CQA) identificados para los gránulos son una distribución de tamaño de partículas uniforme y una buena esfericidad sumados a características de forma y superficie. Estos atributos de calidad críticos son especialmente importantes cuando se trata de gránulos que deben ir revestidos con el fin de controlar la liberación de las sustancias. Comprender el proceso de formación de los gránulos y el impacto de la variabilidad de la materia prima en cada parte del proceso de esferización puede ser un factor decisivo para el éxito y la consistencia de los productos. Por lo tanto, la distribución del tamaño de las partículas medidas y su forma pueden ser determinantes para el éxito de cualquier negocio.

Análisis del tamaño de las partículas: Análisis granulométrico

A pesar de que las partículas son tridimensionales, los resultados de los análisis granulométricos se basan solamente en una dimensión. Debido a las vibraciones mecánicas aplicadas durante las pruebas del análisis granulométrico, las partículas se pueden orientar de tal forma que puedan pasar a través de los tamices dependiendo de su segunda dimensión más pequeña. Por lo tanto y si no se controlan correctamente, las pruebas del análisis de granulometría pueden generar resultados sesgados hacia el extremo más bajo. Algunos materiales (como los higroscópicos o electrostáticos) pueden ser difíciles de analizar granulométricamente, en especial si se utilizan tamices de tamaño pequeño. Las pruebas de análisis de granulometría deben realizarse solamente en serie, ya que no son adecuadas para análisis en línea.

Análisis del tamaño de las partículas: Caracterizador de partículas 3D Eyecon

Combinado con sistemas GEA Nica™, el Eyecon controla el proceso de formación de gránulos y la distribución de partículas en tiempo real. Las imágenes directas en tiempo real se facilitan para ayudar a comprender mejor el proceso. El conocimiento y la experiencia en procesos acumulados a lo largo de años de trabajo ayudará a los fabricantes a comprender los procesos de esferización e identificar los parámetros críticos, así como a evaluar el impacto que la variabilidad de las materias primas puede tener sobre sus procesos.

Las funciones de software avanzadas permiten establecer límites de tamaño para las partículas de un producto basados en un estándar/estado ideal definido para el proceso de esferización. Como las medidas se generan en tiempo real, esta función de alarma única permite identificar cualquier problema, desviación o variación justo en el momento en que se produce. De esta forma, el fabricante puede aplicar la acción necesaria para corregir el problema tan pronto como surge, y consigue no solo reducir la cantidad de material desaprovechado, sino mantener la calidad general del producto y garantizar la seguridad del paciente.

El Eyecon es único porque no entra en contacto directo con el producto (no hay riesgo de contaminación), no es necesario preparar la muestra (reduce la variabilidad resultante de la variación durante la preparación) y utiliza la tecnología de medición directa de la muestra (menos complejidad en el cálculo de logaritmos). La misma unidad se puede utilizar como analizador de referencia y como analizador de procesos en línea.

Caso de estudio 1

El dispositivo Eyecon se ha utilizado para medir el tamaño de partículas esferoides y la forma de los esferoides liberados sostenidos (Figura X). El uso del Eyecon fue decisivo en la identificación y consiguiente reducción de la variación de causa común en el proceso de fabricación. Este cliente constató un ahorro anual de 1 millón de euros gracias a la optimización del proceso de fabricación de esferoides.

Caso de estudio 2

El Eyecon se puede utilizar tanto en su formato en línea como de referencia para medir el tamaño y la forma de las partículas. Además de controlar los procesos de esferización rutinarios, un ejemplo alternativo permite que el usuario pueda utilizar el mismo proceso de referencia en varios centros de fabricación. Esto ha demostrado ser muy ventajoso para controlar la calidad del producto, mejorando los resultados de fabricación y el fortalecimiento del proceso en general.