Actividad del agua Norma USP 922 en farmacia

¿Por qué la actividad acuática?

En lugar de medir la cantidad total de agua en un sistema, la actividad del agua mide cuánta de esa agua no está ligada y es libre de reaccionar con otras sustancias.

Al principio, las implicaciones pueden parecer insignificantes. En la aplicación, son considerables. La actividad del agua tiene una influencia clara y directa en el crecimiento microbiano, la degradación de los API, la estabilidad del producto y las velocidades de disolución. Además, la actividad del agua suele ser un método más accesible y directo para conocer estos factores que otras mediciones analíticas que requieren más tiempo y conocimientos.

La nueva normativa reconoce la versatilidad de la actividad acuática

More than a decade ago, the USP introduced General Chapter <1112>, the pharmaceutical industry’s first significant approval of water activity. The chapter describes water activity as an aid to:

• Proporcionar una herramienta para la justificación de la reducción de la frecuencia de las pruebas de límites microbianos y el cribado de microorganismos objetables.
• Optimización de las fórmulas de los productos para mejorar la eficacia antimicrobiana de los sistemas de conservación
• Reducción de la degradación de principios activos farmacéuticos en formulaciones de productos susceptibles de hidrólisis química.
• Reducir la susceptibilidad de las formulaciones (especialmente líquidos, pomadas, lociones y cremas) a la contaminación microbiana.

El capítulo también hace referencia a varios métodos para determinar la actividad del agua en los Métodos Oficiales de Análisis de la AOAC International.

Apoyando el reconocimiento de la USP de la actividad del agua, la ICH estableció información adicional que apoya el uso de la actividad del agua en Q1A, Q6A y sus árboles de decisión asociados. 

Con el tiempo, la aceptación ha crecido, y con ella ha llegado la comprensión de que, si bien la actividad del agua ahorra un tiempo significativo en las pruebas microbianas, el potencial de aplicaciones rentables en las pruebas de calidad, I+D y otras áreas es igual de significativo.

More recently, USP has introduced two more water activity-related chapters – USP <795> and a draft of <922>. The former focuses on microbial growth and preservative efficacy, while the latter “is intended to provide guidance for performing measurements of water activity,” and will “specify methods for qualification of instruments, calibration of instruments, methods for performing water activity measurements, and reporting of results.”

Nuevas tecnologías aceptadas, nuevas aplicaciones descubiertas

Technological innovation hasn’t slowed its pace since the introduction of USP <1112>, and water activity instruments have seen the benefits. Significant advances have been made – both adding new methods for measurement and improving existing ones.

Uno de estos avances es la adopción del láser de diodo sintonizable (TDL). Capaz de aislar la firma del agua a nivel molecular, el TDL permite a los científicos de materiales realizar mediciones rápidas y directas de sustancias muy volátiles que antes eran ilegibles. Esto permite a los investigadores utilizar una mayor gama de sustancias para probar la formación de hidratos y la estabilidad de los API sin los riesgos asociados al uso de datos teóricos. 

Otros instrumentos nuevos incorporan el aprendizaje automático y la IA para proporcionar lecturas en mucho menos tiempo: mientras que los instrumentos antiguos requieren más de 20 minutos, los recientes producen mediciones precisas en poco más de un minuto. En aplicaciones que requieren mediciones repetidas, el ahorro de tiempo es significativo.

Además de reducir el riesgo microbiano y acelerar la investigación de la estabilidad de los API, la actividad del agua se utiliza ahora para maximizar la eficacia de los excipientes, desarrollar y evaluar el envasado, lograr la dureza ideal de los comprimidos, influir en las velocidades de disolución y mucho más.

Sustitución de Karl Fischer y otros métodos

A medida que se multiplican las aplicaciones de la actividad del agua, algunas empiezan a solaparse con métodos de medición más arraigados. A menudo, la inversión en formación y validación dificulta la adopción de la actividad acuática para una nueva función, pero a largo plazo, la rapidez, precisión y utilidad de la actividad acuática aportan importantes beneficios.

La sustitución de la valoración Karl Fischer es el ejemplo más obvio, pero quizá el más incomprendido. La investigación científica concluye que la actividad del agua es un indicador mucho mejor de la seguridad y estabilidad del producto que el contenido de agua Karl Fischer. Aun así, sigue habiendo malentendidos, posiblemente porque la relación entre el contenido de humedad y la actividad del agua puede ser contraintuitiva. 

Un producto con un alto porcentaje de contenido total de agua puede tener una actividad acuosa muy baja, o al revés, un factor clave cuando se trata de velocidades de reacción química y biológica.

La actividad del agua no proporciona la misma información que Karl Fischer, pero sí más útil. Los resultados tendrán un aspecto diferente, pero una vez comprendidos, proporcionan mejores correlaciones con la seguridad microbiana, la estabilidad química y las propiedades físicas. Y no sólo eso, los instrumentos de actividad del agua no suelen requerir una formación exhaustiva y dejan comparativamente pocas oportunidades para cometer errores durante las pruebas. 

Aunque la relación de la actividad del agua con otras mediciones como HPLC o GC es diferente, se aplican muchas de las mismas ventajas: menor necesidad de formación, resultados más rápidos, mediciones más directas, menor riesgo de uso indebido de los instrumentos y sin necesidad de sustancias químicas peligrosas.

Potencial para nuevas aplicaciones

La actividad del agua es más que una herramienta para cumplir las normas reglamentarias. En los últimos años, ha contribuido a impulsar la innovación, mejorar la productividad científica y acortar la cadena de producción de fármacos en muchas de las mayores empresas farmacéuticas del mundo, y aún quedan muchas más aplicaciones por descubrir.

Referencias

Enigl, Davin C., y Kent M. Sorrells. "Actividad del agua y fórmulas autoconservantes". Cosmetic Science And Technology Series (1997): 45-74.

Friedel, R. R. "The application of water activity measurement to microbiological attributes testing of raw materials used in the manufacture of nonsterile pharmaceutical products". En Pharmacopeial forum, vol. 25, no. 5, pp. 8974-8981. Convención Farmacopea de los Estados Unidos, 1999. Enlace al artículo.

Heidemann, D. R., y P. J. Jarosz. "Estudios de preformulación relacionados con la absorción en formas farmacéuticas sólidas". Pharmaceutical Research 8, no. 3. (1991): 292-97. Enlace del artículo.

Pader, Morton. Productos y práctica de la higiene bucal. Dekker, 1988. Enlace al libro.

Pader, M. "La glicerina en los productos de higiene bucal". Cosmetic science and technology series 11 (1991): 381-393. Enlace al artículo.