Equipos de procesamiento de polvos inhalantes (DPI)
Los inhaladores de polvo seco (DPI) permiten administrar formulaciones farmacéuticas directamente a las vías respiratorias. Su desarrollo requiere un control preciso del tamaño de partícula, las propiedades aerodinámicas, la fluidez del polvo, la cohesión y las interacciones entre los principios activos farmacéuticos (API) y los excipientes.
Hosokawa Micron suministra equipos y sistemas integrados para la micronización, clasificación, mezcla e ingeniería de partículas de polvos inhalantes. Nuestras tecnologías ayudan a los fabricantes farmacéuticos en el desarrollo de formulaciones, la optimización de procesos y la producción, incluida la fabricación de pequeños lotes para ensayos clínicos.
Propiedades críticas de las partículas
En las formulaciones DPI basadas en un material portador, las partículas finas del principio activo suelen distribuirse sobre partículas portadoras de mayor tamaño, generalmente de lactosa. La interacción entre ambos componentes debe proporcionar suficiente adhesión durante la manipulación y el almacenamiento y, al mismo tiempo, permitir que el principio activo se desprenda durante la inhalación.
Entre los parámetros importantes de formulación y proceso se encuentran:
- Tamaño de partícula y distribución del tamaño de partícula
- Propiedades aerodinámicas de las partículas
- Forma de las partículas y rugosidad superficial
- Cohesión entre partículas finas del principio activo
- Adhesión entre las partículas del principio activo y del material portador
- Contenido amorfo y estabilidad física
- Sensibilidad a los esfuerzos mecánicos
- Riesgo de segregación durante la manipulación y el llenado
Dado que estas propiedades están relacionadas entre sí, la micronización, la clasificación y la mezcla deben considerarse conjuntamente al desarrollar una estrategia adecuada de procesamiento de polvos.
Equipos de procesamiento de polvos inhalantes (DPI)
Los principios activos utilizados en los inhaladores de polvo seco suelen requerir micronización para obtener las propiedades de partícula necesarias para la administración pulmonar. Dependiendo de la formulación y del comportamiento aerodinámico deseado, el tamaño de partícula requerido suele encontrarse en el rango de los micrómetros bajos.
La molienda por chorro de aire es una tecnología consolidada para procesar polvos farmacéuticos finos. El molino de chorro espiral Aeroplex AS permite realizar una molienda fina sin componentes mecánicos giratorios en la cámara de molienda. Su diseño facilita la inspección y la limpieza. El molino de chorro opuesto de lecho fluidizado AFG combina la molienda por chorro de aire con la clasificación dinámica, por lo que resulta adecuado para aplicaciones que requieren una distribución controlada del tamaño de partícula.
La selección de los equipos de molienda y clasificación depende de la finura requerida, la capacidad de procesamiento, las propiedades del material, la sensibilidad del producto y los requisitos de contención.
Preparación de excipientes portadores
Las partículas portadoras, como las de lactosa, suelen ser considerablemente más grandes que las partículas micronizadas del principio activo. Dependiendo de la formulación, las partículas portadoras de lactosa pueden tener tamaños aproximados de 40–200 µm.
La molienda, la clasificación y la mezcla de diferentes fracciones de partículas permiten ajustar la distribución del tamaño de partícula y el contenido de partículas finas del material portador. Los molinos de púas pueden resultar adecuados para preparar materiales portadores, mientras que los molinos clasificadores o las etapas de clasificación independientes permiten un control adicional de la distribución del tamaño de partícula.
La proporción de partículas finas en el material portador influye en la fluidez del polvo, las interacciones entre partículas y las propiedades de la formulación. Estos factores deben tenerse en cuenta al seleccionar la tecnología de procesamiento adecuada.
Mezcla controlada de principios activos y materiales portadores
La mezcla de pequeñas cantidades de principios activos micronizados con cantidades mucho mayores de material portador es una etapa crítica en numerosas formulaciones DPI.
Se necesita suficiente energía mecánica para dispersar las partículas cohesivas del principio activo y distribuirlas uniformemente por el material portador. Sin embargo, un aporte excesivo de energía puede modificar las superficies de las partículas, aumentar la adhesión o afectar a la capacidad del principio activo para desprenderse durante la inhalación. El reto consiste en encontrar el equilibrio adecuado entre dispersión, homogeneidad de la mezcla y adhesión controlada de las partículas.
El mezclador de alta cizalla Cyclomix combina el movimiento convectivo del polvo con fuerzas de impacto y cizallamiento generadas por su elemento mezclador giratorio. La velocidad de mezcla, el tiempo de procesamiento, el grado de llenado y la secuencia de incorporación de los componentes pueden ajustarse a cada formulación. La cámara de mezcla cónica y la descarga central facilitan el vaciado del producto. Según los requisitos del proyecto, pueden incorporarse distintas configuraciones de alimentación, descarga, control y limpieza.
El Cyclomix también puede utilizarse para procesos como el recubrimiento en seco de partículas portadoras, dependiendo de la formulación y de las propiedades de partícula deseadas.
Del desarrollo de formulaciones a la producción GMP
El mezclador de laboratorio Mini Cyclomix facilita el desarrollo de formulaciones DPI a pequeña escala, especialmente cuando solo se dispone de cantidades limitadas de principio activo.
Los recipientes de producto intercambiables, con volúmenes de 0,1, 1 y 2 litros, ofrecen flexibilidad para investigar los efectos de:
- Velocidad de mezcla y tiempo de procesamiento
- Grado de llenado
- Orden de incorporación de los componentes
- Concentración del principio activo
- Propiedades de las partículas portadoras
- Energía de mezcla e interacciones entre partículas
El Mini Cyclomix también está disponible con una configuración GMP opcional para la producción farmacéutica de pequeños lotes, incluida la fabricación de formulaciones DPI destinadas a ensayos clínicos. Esto permite considerar la misma tecnología de mezcla tanto para el desarrollo de formulaciones como para la fabricación de lotes clínicos, siempre que se cumplan los requisitos aplicables de cualificación, validación y GMP.
Para mayores necesidades de producción, los mezcladores Cyclomix están disponibles en diferentes tamaños y configuraciones. El escalado requiere tener en cuenta la energía de mezcla, el comportamiento de las partículas y los atributos críticos de calidad, en lugar de basarse únicamente en el volumen del lote.
Ingeniería de partículas y modificación superficial
Algunas formulaciones DPI pueden beneficiarse de técnicas de ingeniería de partículas que modifican las propiedades superficiales o las interacciones entre los componentes de la formulación.
El mezclador de cizallamiento ultraalto Nobilta puede utilizarse para procesos como el recubrimiento en seco, la modificación superficial y la formación de partículas compuestas. La tecnología Mechanofusion de Hosokawa Micron Corporation ofrece otra alternativa para modificar las superficies de las partículas y sus interacciones mediante un aporte controlado de energía mecánica.
Estas tecnologías pueden complementar la mezcla convencional durante el desarrollo de formulaciones DPI especializadas o excipientes funcionalizados. Su idoneidad depende de la formulación, la sensibilidad del material y las propiedades de partícula requeridas.
Contención e integración de procesos farmacéuticos
Los principios activos farmacéuticos micronizados pueden requerir una manipulación controlada y medidas adecuadas de contención, dependiendo de su toxicidad, los límites de exposición ocupacional y las operaciones implicadas. La molienda, la mezcla, la transferencia de materiales y la descarga pueden integrarse en sistemas de procesamiento cerrados, incluidos aisladores cuando sea necesario.
Dependiendo de la aplicación, un sistema integrado puede contemplar:
- Alimentación y transferencia de materiales en condiciones de contención
- Toma de muestras y descarga del producto
- Limpieza y descontaminación
- Recuperación del producto y minimización de pérdidas
- Prevención de la contaminación cruzada
- Supervisión y control del proceso
- Requisitos de cualificación y documentación
Hosokawa Micron suministra sistemas integrados de procesamiento de polvos diseñados en función del proceso y de los requisitos farmacéuticos aplicables.
Referencia de cliente
Intech Biopharm utiliza un mezclador de alta cizalla Cyclomix de 5 litros en su línea de producción de DPI para incorporar y distribuir una pequeña cantidad de principio activo en una cantidad considerablemente mayor de excipientes.
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Hosokawa Micron B.V. apuesta por una tecnología de proceso sostenible y responsable. Nuestro sistema de gestión ambiental cuenta con la certificación ISO 14001 y la Medalla de plata de EcoVadis nos sitúa entre el 3 % de las empresas mejor valoradas del sector de maquinaria especializada.
