L'industrie pharmaceutique mesure l'humidité depuis des décennies, car la plupart des formulateurs considèrent l'eau comme l'ennemi de la stabilité des API. Les recherches montrent qu'ils n'ont que partiellement raison.

Activité de l'eau et durée de conservation des produits pharmaceutiques

L'humidité correspond à la quantité d'eau contenue dans un produit. L'activité de l'eau (aw) mesure le niveau d'énergie de l'eau. Le niveau d'énergie est beaucoup plus corrélé aux réactions qui affectent les produits pharmaceutiques. Considérez ces trois questions :

1. Hydrolyse API
2. Cristallisation affectant les vitesses de dissolution
3. Agrégation/agglomération des poudres

Toutes ces réactions dépendent du temps et leur vitesse est influencée par l'activité de l'eau. Par exemple, la norme USP 1112 stipule spécifiquement que l'activité de l'eau peut être utilisée pour réduire la dégradation des formulations d'API sensibles à l'hydrolyse.

Il est essentiel de connaître l'activité de l'eau des produits pharmaceutiques (protéines, médicaments, crèmes, poudres et excipients) pour obtenir une forme posologique présentant des propriétés chimiques, physiques, microbiennes et de conservation optimales. L'activité de l'eau influence la stabilité chimique, la stabilité microbienne, les propriétés d'écoulement, le compactage, la dureté et la vitesse de dissolution des formes posologiques des produits pharmaceutiques, des protéines, des produits biopharmaceutiques, des nutraceutiques et des phytochimiques.

Corrélation avec la croissance microbienne

L'objectif de la Conférence internationale sur l'harmonisation (ICH) est de fournir des orientations pour la mise en place de programmes de contrôle qualité et de libération des lots (Hussong 2009). Elle souligne que les programmes de contrôle qualité doivent être fondés sur les risques et étayés par des données scientifiques. Les procédures de test et les critères d'acceptation pour les programmes de libération des médicaments sont décrits dans la norme ICH Q6A. Les instructions relatives aux meilleures méthodes pour déterminer les attributs microbiologiques se trouvent dans les arbres de décision n° 6 et n° 8. Dans ces deux arbres de décision, la nécessité de tester les limites microbiennes dépend du fait que le produit est intrinsèquement suffisamment « sec » pour ne pas favoriser la croissance microbienne.

Souvent, l'industrie pharmaceutique part du principe que cette sécheresse peut être déterminée à partir de la teneur en humidité, ou quantité d'eau dans un produit, généralement par une analyse Karl Fischer. Cependant, depuis les travaux de Scott dans les années 1950, il est bien établi que c'est l'activité de l'eau, ou l'énergie de l'eau, qui détermine en réalité si les micro-organismes peuvent ou non accéder à l'eau dans un système (Scott 1957). Par conséquent, la « sécheresse » mentionnée dans les arbres de décision de la norme ICH Q6A doit être mesurée à l'aide de l'activité de l'eau.

Les micro-organismes ont une activité hydrique limite en dessous de laquelle ils ne peuvent pas se développer. Il est important de connaître le comportement des micro-organismes à différents niveaux d'activité hydrique afin de respecter les lois fédérales américaines sur les aliments, les médicaments et les cosmétiques. Ce tableau répertorie les limites de croissance des micro-organismes courants dans les produits pharmaceutiques. Concevoir un produit dont l'activité hydrique est inférieure à ces limites de croissance permettra de garantir la sécurité microbienne du produit.

Produits de consommation et pharmaceutiques généralement compris dans cette gamme

Activité de l'eau pour la stabilité du produit

La stabilité des protéines, des enzymes et des produits biopharmaceutiques est fortement influencée par l'activité de l'eau. Il convient de prendre toutes les précautions nécessaires pour éviter l'agrégation dans des conditions pharmaceutiques pertinentes. La plupart des protéines, enzymes et produits biopharmaceutiques doivent conserver leur intégrité pour rester actifs. Afin de maintenir le dosage correct et d'éviter la dissolution, l'agrégation et les changements conformationnels, il est important de maintenir des niveaux d'activité de l'eau critiques.

Établir la compatibilité des composants

L'importance de l'activité de l'eau par opposition à la teneur totale en eau est démontrée par des études de compatibilité préformulation portant sur des médicaments sensibles à l'humidité. Des excipients hygroscopiques (amidon, cellulose et magaldrate) ont été formulés avec succès pour être utilisés avec des médicaments sensibles à l'humidité. Les excipients peuvent se lier préférentiellement à l'humidité et rendre la forme posologique moins sensible aux variations de l'humidité relative pendant la fabrication, le transport, le stockage ou l'utilisation par le patient, prolongeant ainsi la durée de conservation. Cela s'applique également à d'autres systèmes polymères présentant un intérêt pharmaceutique, tels que les protéines (gélatine, kératine) et divers hydrogels synthétiques.

Empêcher la migration de l'humidité

La migration de l'humidité est un autre problème de qualité qui peut être expliqué et résolu à l'aide de l'activité de l'eau. Les gélules constituent un exemple classique des défis posés par la migration de l'humidité. Il arrive parfois que les gélules se fissurent dans leur emballage, rendant le produit impropre à la consommation. Cela se produit parce que l'activité de l'eau de la poudre et de la gélule est différente, de sorte que l'humidité quitte la gélule et pénètre dans la poudre. C'est l'activité de l'eau, et non la teneur en humidité, qui est le moteur de la migration.

Améliorer les propriétés de résistance des formes posologiques solides

L'activité de l'eau dans les poudres influe sur les propriétés d'écoulement, d'agglomération, de compactage et de résistance des formes posologiques solides. L'activité de l'eau est utilisée dans l'étude de la durée de conservation, du vieillissement et des exigences d'emballage des produits pharmaceutiques. Elle est également utilisée dans la conception et le développement de technologies d'enrobage. Comprendre la réaction des formes posologiques solides aux changements environnementaux aide à définir les exigences en matière de formulation et d'emballage.

Activité de l'eau : une meilleure façon de mesurer l'humidité

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.

La mesure de l'activité de l'eau est rapide et facile

La série 4TE permet de mesurer rapidement l'activité de l'eau dans les poudres, les granulés, les crèmes, les fluides ou les comprimés destinés à l'industrie pharmaceutique, biopharmaceutique, nutraceutique et phytochimique.

Optimiser l'efficacité des excipients

Comment déterminer quel excipient convient le mieux à votre produit ? De nombreux facteurs doivent être pris en compte.

Références connexes

Enigl, Davin C. et Kent M. Sorrells. « Water activity and self-preserving formulas » (Activité de l'eau et formules auto-conservatrices). Cosmetic Science And Technology Series (1997) : 45-74. Lien vers l'article.

Friedel, R. R. « Application de la mesure de l'activité de l'eau aux tests microbiologiques des matières premières utilisées dans la fabrication de produits pharmaceutiques non stériles ». Dans Pharmacopeial forum, vol. 25, n° 5, pp. 8974-8981. United States Pharmacopeial Convention, 1999. Lien vers l'article.

Heidemann, D. R., et P. J. Jarosz. « Études de préformulation portant sur l'absorption dans les formes posologiques solides ». Pharmaceutical Research 8, n° 3. (1991) : 292-97. Lien vers l'article.

Pader, Morton. Produits et pratiques d'hygiène bucco-dentaire. Dekker, 1988. Lien vers le livre.

Pader, M. « Glycérine dans les produits d'hygiène bucco-dentaire ». Série Science et technologie cosmétiques 11 (1991) : 381-393. Lien vers l'article.

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