Perspectiva del mercadoMETE
Actividad del agua en aplicaciones farmacéuticas
La actividad del agua mide el estado energético del agua, y el estado energético es una forma mejor de predecir y evaluar las reacciones relacionadas con la humedad que dañan los productos farmacéuticos.
La industria farmacéutica lleva décadas midiendo la humedad porque la mayoría de los formuladores piensan que el agua es el enemigo de la estabilidad de los API. La investigación demuestra que solo tienen razón en parte.
Actividad del agua y caducidad de los productos farmacéuticos
La humedad es la cantidad de agua que contiene un producto. La actividad del agua (aw) mide el nivel de energía del agua. El nivel de energía está mucho mejor correlacionado con las reacciones que afectan a los productos farmacéuticos. Considere estas tres cuestiones:
- Hidrólisis API
- Cristalización que afecta a la velocidad de disolución
- Apelmazamiento/aglomeración de polvos
Todas estas reacciones dependen del tiempo y su velocidad depende de la actividad del agua. Por ejemplo, la USP 1112 establece específicamente que la actividad del agua puede utilizarse para reducir la degradación de las formulaciones de API susceptibles a la hidrólisis.
Conocer la actividad del agua de los productos farmacéuticos (proteínas, fármacos, cremas, polvos y excipientes) es esencial para obtener una forma farmacéutica con propiedades químicas, físicas, microbianas y de conservación óptimas. La actividad del agua influye en la estabilidad química, la estabilidad microbiana, las propiedades de flujo, la compactación, la dureza y la velocidad de disolución de las formas farmacéuticas, proteínas, biofármacos, nutracéuticos y fitoquímicos.
Correlación con el crecimiento microbiano
El objetivo de la Conferencia Internacional sobre Armonización (ICH) es proporcionar orientación para establecer programas de pruebas de calidad y liberación de lotes (Hussong 2009). Hace hincapié en que los programas de pruebas de calidad deben basarse en el riesgo y estar respaldados por la ciencia. Los procedimientos de ensayo y los criterios de aceptación de los programas de liberación de fármacos se describen en ICH Q6A. Las instrucciones sobre los mejores métodos para determinar los atributos microbiológicos se encuentran en los árboles de decisión n.º 6 y n.º 8. En ambos árboles de decisión, la necesidad de realizar pruebas de límites microbianos se basa en si el producto es intrínsecamente lo suficientemente "seco" como para no favorecer el crecimiento microbiano.
A menudo, en la industria farmacéutica se asume que esta sequedad puede establecerse utilizando el contenido de humedad, o cantidad de agua en un producto, normalmente mediante un análisis de Karl Fischer. Sin embargo, desde el trabajo de Scott en la década de 1950, ha quedado bien establecido que es la actividad del agua, o la energía del agua, lo que realmente determina si los microorganismos pueden o no acceder al agua en un sistema (Scott 1957). Por lo tanto, la "sequedad" a la que se hace referencia en los árboles de decisión de ICH Q6A debe medirse utilizando la actividad del agua.
Los microorganismos tienen una actividad del agua límite por debajo de la cual no pueden crecer. El conocimiento del comportamiento de los microorganismos a diferentes niveles de actividad del agua es importante para cumplir la legislación federal sobre alimentos, medicamentos y cosméticos. Este cuadro enumera los límites de crecimiento de microorganismos comunes en productos farmacéuticos. El diseño de un producto con una actividad del agua por debajo de estos límites de crecimiento mantendrá un producto microbiológicamente seguro.
Productos de consumo y farmacéuticos en general dentro de esta gama
| Gama de aw | Microorganismos generalmente inhibidos por el aw más bajo de esta gama | Productos de consumo y farmacéuticos en general dentro de esta gama |
| 0.91-0.87 | Muchas levaduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococcus | Suspensión antiinflamatoria, antitusígeno, elixir mucolítico , spray nasal, líquido oral |
| 0.80-0.75 | La mayoría de las bacterias halófilas, aspergilli micotoxigénico | Jarabe de maíz de alta fructosa, jabón (normal) |
| 0.87-0.80 | La mayoría de los mohos (micotoxigénicos penicillia), Staphyloccocus aureus, la mayoría de Saccharomyces (bailii) spp., Debaryomyces | Crema antiinflamatoria, crema bactericida, afta gel (oral), citrobioflavonoide y vitamina C jarabe, epiléptico jarabe, lactulosa jarabe (laxante) |
| 0.60-0.50 | Sin proliferación microbiana | Analgésico (cápsulas de gelatina) líquido, analgésico (cápsulas de gelatina ) gelatina, antimicótico polvo |
| 0.50-0.40 | Sin proliferación microbiana | Analgésico, antialérgico, antibiótico píldoras (cefacilina), antimigrañoso píldoras, aspirina, tos gota (centro líquido), polvo seco inhalador, pancreatina comprimidos |
| 0.40-0.30 | Sin proliferación microbiana | Pastilla comprimida, bálsamo labial, cápsula rellena de líquido , cápsula rellena de polvo , cápsula de gelatina blanda rellena de líquido , comprimidos multivitamínicos , comprimidos de vitamina C. |
| 0.30-0.20 | Sin proliferación microbiana | Cápsula de cubierta dura, supositorios rectales , pomada rectal |
| <0.10 | Sin proliferación microbiana | Inhalador dosificador con propelente |
| 0.65-0.60 | Levaduras osmofílicas (Saccharomyces rouxii), pocos mohos (Aspergillus echinulatus, Monascus bisporus) | Miel |
| 1.00-0.95 | Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigells, Klebsiella, Bacillus, Clostridium perfringens, algunas levaduras | Suspensión antiácida, gel capilar, pomada antiinflamatoria, gel de clorhexidina, jarabe para la tos, crema tópica, suspensión líquida oral, champú |
| 0.95-0.91 | Salmonella, C. botulinum, Serratia, Lactobacillus, Pediococcus, algunos mohos, levaduras (Rhodotorula, Pichia), Vibrio parahaemolyticus | Gel antiinflamatorio (uso tópico), laxante, jarabe neurotónico, gluconato potásico (elixir) |
| 0.75-0.65 | Mohos xerófilos (Aspergillus chevalieri, A. candidus, Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus | Pomada tópica, jabón (con glicerina) |
Actividad del agua para la estabilidad del producto
La estabilidad de proteínas, enzimas y biofármacos se ve influida significativamente por la actividad del agua. Hay que tener mucho cuidado para evitar la agregación en condiciones farmacéuticas relevantes. La mayoría de las proteínas, enzimas y biofármacos deben mantener su integridad para permanecer activos. Para mantener la dosis correcta y evitar la disolución, la agregación y los cambios conformacionales, es importante mantener niveles críticos de actividad del agua.
Establecer la compatibilidad de los componentes
Los estudios de compatibilidad previos a la formulación de medicamentos sensibles a la humedad demuestran la importancia de la actividad del agua frente al agua total. Se han formulado con éxito excipientes higroscópicos (almidón, celulosa y magaldrato) para su uso con fármacos sensibles a la humedad. Los excipientes pueden unirse preferentemente a la humedad y hacer que la forma farmacéutica sea menos susceptible a los cambios de humedad relativa durante la fabricación, el transporte, el almacenamiento o el uso por parte del paciente, prolongando así su vida útil. Esto también es aplicable a otros sistemas poliméricos de interés farmacéutico, como las proteínas (gelatina, queratina) y diversos hidrogeles sintéticos.
Evitar la migración de humedad
La migración de humedad es otro problema de calidad que puede explicarse y resolverse utilizando la actividad del agua. Las cápsulas de gel son un ejemplo clásico de los problemas que plantea la migración de humedad. A veces, las cápsulas se agrietan mientras están envasadas, lo que hace que el producto no sea apto. Esto ocurre porque la actividad del agua del polvo y de la cápsula son diferentes, por lo que la humedad sale de la cápsula de gel y entra en el polvo. La actividad del agua, y no el contenido de humedad, es la fuerza motriz de la migración.
Mejorar las propiedades de resistencia de las formas farmacéuticas sólidas
La actividad del agua en los polvos afecta a las propiedades de fluidez, apelmazamiento, compactación y resistencia de las formas farmacéuticas sólidas. La actividad del agua se utiliza en el estudio de la vida útil, el envejecimiento y los requisitos de envasado de los productos farmacéuticos. También se utiliza en el diseño y desarrollo de tecnologías de recubrimiento. Comprender la respuesta de las formas farmacéuticas sólidas a los cambios del entorno ayuda a establecer los requisitos de formulación y envasado.
Actividad del agua: una forma mejor de medir la humedad
Water activity is an alternative water measurement that provides essential information about the energy or availability of water in a product. Numerous scientific investigations demonstrate that water activity is a better predictor of product safety and stability than total amount of water. And with the publication of USP Method <1112>, water activity is now considered a viable option in the pharmaceutical industry.
Medir la actividad del agua es rápido y sencillo
La Serie 4TE proporciona una medición rápida de la actividad del agua en polvos, granulados, cremas, fluidos o comprimidos para productos farmacéuticos, biofarmacéuticos, nutracéuticos y fitoquímicos.
Más información sobre la actividad del agua en los productos farmacéuticos
El Dr. Brady Carter explica cómo utilizar la actividad del agua en los productos farmacéuticos para controlar la estabilidad de las píldoras y prolongar su vida útil.
Los temas tratados incluyen:
- Cómo evaluar la estabilidad de una píldora
- Fundamentos de la actividad acuática
- Contenido de humedad frente a la actividad del agua
- Cómo medir la actividad del agua
- Isotermas de sorción de humedad y cómo utilizarlas
- Prevención de la proliferación microbiana
- Prevención de la degradación de las API
- Integridad del revestimiento de gel
- Migración de humedad en cápsulas
- Determinación de la higroscopicidad relativa
- Actividad del agua y transición vítrea
- Determinación del punto de delicuescencia
- Excipientes
- Humedad de almacenamiento
- Envasado para prolongar la vida útil
- Un procedimiento acelerado de pruebas de estabilidad
Maximizar la eficacia de los excipientes
¿Cómo se decide qué excipiente funcionará mejor para su producto? Hay muchos factores a tener en cuenta.
Referencias relacionadas
Enigl, Davin C., y Kent M. Sorrells. "Actividad del agua y fórmulas autoconservantes". Cosmetic Science And Technology Series (1997): 45-74. Enlace del artículo.
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.
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