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. Las investigaciones demuestran que solo tienen razón en parte.

Actividad del agua y vida útil en 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 más relacionado con las reacciones que afectan a los productos farmacéuticos. Tenga en cuenta estas tres cuestiones:

1. Hidrólisis de API
2. Cristalización que afecta a las velocidades de disolución
3. Apelmazamiento/agrupamiento de polvos

Todas estas son reacciones dependientes del tiempo, cuyas velocidades se ven influidas por la actividad del agua. Por ejemplo, la norma 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, medicamentos, cremas, polvos y excipientes) es esencial para obtener una forma farmacéutica con propiedades químicas, físicas, microbianas y de vida útil óptimas. La actividad del agua influye en la estabilidad química, la estabilidad microbiana, las propiedades de fluidez, la compactación, la dureza y la velocidad de disolución de las formas farmacéuticas de productos farmacéuticos, proteínas, productos biofarmacéuticos, 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 para los programas de liberación de medicamentos se describen en la 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 ensayos 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 parte del supuesto de que esta sequedad puede determinarse utilizando el contenido de humedad, o la cantidad de agua en un producto, normalmente mediante un análisis Karl Fischer. Sin embargo, desde el trabajo de Scott en la década de 1950, está bien establecido que es la actividad del agua, o la energía del agua, lo que realmente determina si los microorganismos pueden 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 la ICH Q6A debe medirse utilizando la actividad del agua.

Los microorganismos tienen una actividad hídrica límite por debajo de la cual no pueden crecer. Conocer el comportamiento de los microorganismos a diferentes niveles de actividad hídrica es importante para cumplir con las leyes federales sobre alimentos, medicamentos y cosméticos. Esta tabla enumera los límites de crecimiento de los microorganismos comunes en los productos farmacéuticos. Diseñar un producto con una actividad hídrica por debajo de estos límites de crecimiento mantendrá la seguridad microbiana del producto.

Productos de consumo y farmacéuticos en general dentro de este rango

Actividad del agua para la estabilidad del producto

La actividad del agua influye significativamente en la estabilidad de las proteínas, las enzimas y los productos biofarmacéuticos. Se debe tener mucho cuidado para evitar la agregación en condiciones farmacéuticamente relevantes. La mayoría de las proteínas, enzimas y productos biofarmacéuticos deben mantener su integridad para seguir siendo 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.

La importancia de la actividad del agua frente al agua total queda demostrada en los estudios de compatibilidad preformulación con fármacos sensibles a la humedad. Se han formulado con éxito excipientes higroscópicos (almidón, celulosa y magaldrato) para su uso con fármacos sensibles a la humedad. Los excipientes pueden unir preferentemente 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, lo que prolonga 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 gelatina son un ejemplo clásico de los retos que plantea la migración de humedad. A veces, las cápsulas se agrietan mientras están en el envase, lo que hace que el producto no sea apto para el consumo. Esto ocurre porque la actividad del agua del polvo y de la cápsula es diferente, por lo que la humedad sale de la cápsula de gelatina 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 en 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 la tecnología de recubrimiento. Comprender la respuesta de las formas farmacéuticas sólidas a los cambios en el 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 fácil.

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.

Maximizar la eficacia de los excipientes

¿Cómo decides qué excipiente funcionará mejor para tu producto? Hay muchos factores a tener en cuenta.

Referencias relacionadas

Enigl, Davin C. y Kent M. Sorrells. «Actividad del agua y fórmulas autoconservantes». Serie Ciencia y Tecnología Cosmética (1997): 45-74. Enlace al artículo.

Friedel, R. R. «La aplicación de la medición de la actividad del agua a las pruebas de atributos microbiológicos de las materias primas utilizadas en la fabricación de productos farmacéuticos no estériles». En Pharmacopeial forum, vol. 25, n.º 5, pp. 8974-8981. Convención Farmacopea de 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, n.º 3. (1991): 292-97. Enlace al artículo.

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

Pader, M. «La glicerina en los productos para el cuidado bucal». Serie sobre ciencia y tecnología cosmética 11 (1991): 381-393. Enlace al artículo.

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