MAPAS DE CORRELACIÓN
4. METODOLOGÍA Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
4.1 METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
A lo largo de esta memoria se han analizado muestras de productos farmacéuticos que presentan distintas características físicas: muestras en polvo, granuladas, comprimidos y geles.
La determinación de parámetros de interés a partir del espectro NIR de las muestras se ha realizado mediante métodos de calibración multivariante. La metodología a seguir comprende diferentes etapas: recopilar un conjunto de muestras representativas que incluya todas las posibles fuentes de variabilidad del proceso de fabricación y que abarque un intervalo de valores del parámetro objetivo de estudio lo suficientemente amplio. El espectro NIR depende de la composición química de la muestra, pero también depende de algunas propiedades físicas tales como el tamaño, la forma, la distribución de partículas y el grado de compresión de la muestra. Estas diferencias físicas pueden dar lugar a efectos de scattering complican los modelos de calibración en detrimento de la calidad de los resultados de los análisis. Estos efectos pueden reducirse mediante la aplicación de pre-tratamientos espectrales adecuados y modelados para asegurar que el conjunto de calibración incluye todas las posibles fuentes de variabilidad en las muestras.
Preparación de muestras
Los procesos de producción de fármacos siguen unos estrictos protocolos durante su fabricación por lo que la variabilidad que puede haber entre varios lotes de producción es mínima. Como valor máximo la gran mayoría de farmacopeas permiten obtener el producto final con una variación de ± 5% de todo el valor nominal de API.
Sin embargo, uno de los requisitos para realizar calibraciones correctas y robustas consiste en obtener un conjunto de muestras de calibración que contengan un amplio intervalo de la propiedad que se quiere analizar.
Con el objetivo de obtener conjuntos de calibración válidos para poder analizar correctamente las propiedades deseadas en el producto farmacéutico, en la presente Tesis se han propuesto diferentes estrategias para ampliar la variabilidad en las muestras que se utilizaran en la construcción de los modelos de calibración y que permitirán crear modelos robustos:
Sobre e Infra dosificar muestras de la producción
Esta metodología se aplica habitualmente a muestras en polvo y consiste en añadir, a muestras de producción pequeñas cantidades de API si se quieren obtener muestras con una mayor concentración de API y de mezcla de excipientes cuando se quieren preparar muestras con un contenido inferior de API. Las adiciones de API o excipientes suelen ser reducidas, por lo que los cambios en las propiedades físicas de las muestras que producen estas adiciones no representan cambios significativos en la matriz de las muestras originales. Este es un medio eficaz y simple y permite obtener la concentración adecuada de API para cubrir el rango de concentraciones deseado. Además, las propiedades físicas de las nuevas muestras pueden suponerse esencialmente idénticas a la de las muestras de la producción.
Muestras sintéticas de laboratorio:
Se preparan por pesada de cantidades conocidas de API y de los excipientes en polvo, y mezclados hasta llegar a la homogeneidad. Este procedimiento tiene algunas ventajas. Es menos laborioso y costoso que el anterior método, pudiendo obtener fácilmente muestras con la concentración exacta de API y excipientes requeridos. El método no precisa de la utilización de un método de referencia para determinar el contenido de API y la concentración se conoce con mayor exactitud (es un método absoluto). Sin embargo, las muestras de laboratorio pueden diferir de las muestras de la producción real en algunas características físicas como consecuencia de las operaciones realizadas durante el proceso de producción. Este método permite obtener modelos simples y apropiados para estas muestras pero habitualmente conduce a errores en la predicción de muestras producción. Esta deficiencia, sin embargo, puede ser solucionada mediante la inclusión de un número suficiente de muestras de producción en el conjunto de calibración. Este procedimiento ha demostrado su eficacia en la labor realizada por los autores grupo de investigación para la determinación del contenido de API en algunos productos farmacéuticos. En algunos casos, sin embargo, las diferencias espectrales entre las muestras de laboratorio de fabricación y producción son tan grandes que los modelos resultantes son bastante complejos y poco robustos.
Para resolver el problema de las diferencias físicas entre las muestras preparadas en el laboratorio y las muestras de producción, en la presente Tesis se ha estudiado la aplicación de una simulación del proceso de producción a un conjunto de muestras preparadas en el laboratorio para obtener finalmente unas muestras de laboratorio semejantes en sus características físicas a las muestras de producción.
La preparación de muestras granuladas en el laboratorio se realizo tomando alícuotas de las muestras preparadas en el laboratorio de unos 5 gramos a las que se añadieron entre 1,5 – 3 g de agua mediante un pulverizador. La pasta húmeda obtenida se mezcló manualmente con una espátula en un mortero de vidrio durante 20 minutos hasta
obtener una masa granulada; finalmente se introdujo la masa en una estufa de vacío a unos 60 ºC durante 5 horas (VACIOTEM, P-Selecta, Abrera, Spain) para su secado. Una vez seco este granulado se molturó manualmente hasta obtener un tamaño de partícula similar al del producto comercial.
A continuación se detallan las características de las muestras de producción utilizadas en la presente tesis:
Enantyum sobres
La preparación farmacéutica es un granulado sólido, que contiene como API Dexketoprofeno Trometamol (DKP) (10 mg·g-1), Sacarosa (Suc) como excipiente mayoritario (970 mg·g-1) y otros excipientes minoritarios: Aroma de Limón (Fla), Neohesperidina dihidrochalcone (Neo), Amarillo de Quinoleína (Qui) y Glicirrinato amónico (Gly). Para analizar estas muestras fue necesario preparar muestras en polvo en el laboratorio que posteriormente fueron granuladas.
Enantyum Comprimidos
La formulación farmacéutica se presenta un contenido de 135 mg/g de Dexketoprofeno Trometamol, Celulosa Microcristalina (500 mg/g) como excipiente mayoritario y otros, en menor proporción, que incluyen Almidón de maíz, Carboximetilalmidón y Diestearato de Glicerol. La mezcla de API, celulosa microcristalina y almidón de maíz es sometida a un proceso de granulación y posterior adición de los otros excipientes. Finalmente el producto es compactado para formar comprimidos. Finalmente el comprimido se recubre de una fina película de laca (compuesta por Laca OPADRY (85 %) and Propilenglicol (15%) diluído en Agua Desionizada. En este estudio se prepararon muestras por sobre e infra dosificación.
Fastum
Las muestras de este preparado farmacéutico están constituidas por un gel hidro- alcohólico que contiene como principio activo Ketoprofeno (KET, 25 mg·g-1), dos conservantes p-hidroxibenzoato de metilo (MET, 0.8 mg·g-1) y de propilo (PRO, 0.2 mg·g-1). El agua y el etanol representan los excipientes mayoritarios (> 950 mg·g-1). En este estudio se prepararon muestras de laboratorio.
Proceso de granulación monitorizado
El proceso de granulación monitorizado en la presente Tesis se ha llevado a cabo en un reactor de lecho fluido (Fluid Bed System GLATT WSG300). El proceso habitual de granulación para este producto farmacéutico se realiza con una carga de 260 Kg de materia prima, API y los dos excipientes mayoritarios (celulosa microcristalina y almidón), en las condiciones de trabajo actualmente definidas para la obtención del granulado de las características deseadas. La carga de la materia prima se realiza por aspiración en la zona superior del reactor manteniendo un flujo de aire que mantiene la carga en agitación constante con el objeto de tener una mezcla homogénea de todos los componentes antes de iniciar propiamente el proceso.
Un 27 % del total de Almidón de Maíz es utilizado para preparar con 200 L de agua destilada la solución ligante que se añadirá durante la etapa de granulación.
Finalizada la carga de los reactivos empieza el proceso, que tiene una duración de 255 minutos, y que consta de tres etapas: agitación de la carga por un flujo de aire caliente (15 min.), adición de la solución ligante (140 min.) y finalmente la etapa de secado (100 min.) En la primera etapa, la temperatura del flujo de aire de agitación es de 60 ºC, y tiene como objetivo completar la homogeneización de toda la muestra antes de la granulación; a continuación, fijando una temperatura del aire de 80ºC se empieza la adición de solución ligante (suspensión de almidón de maíz en agua) con un flujo de 1,5 L/min por aspersión en la zona superior del reactor para evitar que se formen gránulos de gran tamaño que obturen la salida de aire y a la vez que se incorpore
lentamente la solución ligante con toda la muestra. La última etapa del proceso es el secado, que se realiza con una temperatura del aire ascendente de 90 ºC, y que tiene como finalidad evaporar el agua añadida en la etapa anterior. El flujo de aire se mantiene hasta el secado completo de la masa granulada.
En el estudio de NIR Imagen se prepararon 4 muestras binarias (Ibuprofeno y Almidón) en el laboratorio como se observa en la figura X:
Figura 4.1. Representación gráfica de las 4 muestras binarias donde se aprecian las regiones de cada analito puro y la región de mezcla con la relación de los 2 analitos.
3 muestras presentan 3 regiones perfectamente definidas: 2 para los analitos puros, y una región de mezcla donde varía la concentración en función de la muestras; la última muestra corresponde a una mezcla 65:35 Ibuprofeno y Almidón agitada correctamente.