Atividade da água: norma USP 922 na indústria farmacêutica

Por que a atividade da água?

Em vez de medir a quantidade total de água em um sistema, a atividade da água mede a quantidade dessa água que está livre e disponível para reagir com outras substâncias.

À primeira vista, as implicações podem parecer insignificantes. Na prática, porém, são consideráveis. A atividade da água exerce uma influência clara e direta sobre o crescimento microbiano, a degradação do API, a estabilidade do produto e as taxas de dissolução. Além disso, a atividade da água é, em geral, um método mais acessível e direto para compreender esses fatores do que outras medições analíticas, que exigem mais tempo e conhecimento especializado.

Novas regulamentações reconhecem a versatilidade da atividade da água

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:

• Fornecer uma base para justificar a redução da frequência dos testes de limites microbianos e da triagem de microrganismos indesejáveis
• Otimização das formulações de produtos para melhorar a eficácia antimicrobiana dos sistemas conservantes
• Reduzir a degradação dos ingredientes farmacêuticos ativos em formulações de produtos suscetíveis à hidrólise química
• Reduzir a suscetibilidade das formulações (especialmente líquidos, pomadas, loções e cremes) à contaminação microbiana

O capítulo também menciona vários métodos para determinar a atividade da água, conforme descrito nos Métodos Oficiais de Análise da AOAC International.

Em apoio ao reconhecimento da atividade da água pela USP, a ICH apresentou informações adicionais que fundamentam o uso da atividade da água nas seções Q1A e Q6A e nas árvores de decisão associadas.

Com o passar do tempo, a aceitação tem crescido e, com isso, surgiu a constatação de que, embora a atividade da água economize tempo significativo nos testes microbiológicos, o potencial para aplicações lucrativas em testes de qualidade, P&D e outras áreas é igualmente 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.”

Novas tecnologias adotadas, novas aplicações descobertas

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.

Um desses avanços é a adoção do laser de diodo sintonizável (TDL). Capaz de identificar a assinatura da água em nível molecular, o TDL permite que os cientistas de materiais realizem medições rápidas e diretas de substâncias altamente voláteis, antes impossíveis de analisar. Isso permite que os pesquisadores utilizem uma gama mais ampla de substâncias para testar a formação de hidratos e a estabilidade do API, sem os riscos associados ao uso de dados teóricos.

Outros instrumentos novos incorporam aprendizado de máquina e IA para fornecer resultados em muito menos tempo – enquanto os instrumentos mais antigos levam mais de 20 minutos, os mais recentes produzem medições precisas em pouco mais de um minuto. Em aplicações que exigem medições repetidas, a economia de tempo é significativa.

Além de reduzir o risco microbiano e acelerar as pesquisas sobre a estabilidade dos princípios ativos farmacêuticos (API), a atividade da água está sendo utilizada atualmente para maximizar a eficácia dos excipientes, desenvolver e avaliar embalagens, obter a dureza ideal dos comprimidos, influenciar as taxas de dissolução e muito mais.

Substituindo o método de Karl Fischer e outros métodos

À medida que as aplicações da atividade da água se multiplicam, algumas começam a se sobrepor a métodos de medição já estabelecidos há mais tempo. Muitas vezes, o investimento em capacitação e validação dificulta a adoção da atividade da água para uma nova função, mas, a longo prazo, a rapidez, a precisão e a utilidade da atividade da água trazem retornos significativos.

A substituição da titulação de Karl Fischer é o exemplo mais óbvio, mas talvez o mais mal compreendido. Estudos científicos concluem que a atividade da água é um indicador muito mais preciso da segurança e estabilidade do produto do que o teor de água determinado pela titulação de Karl Fischer. Mesmo assim, os equívocos persistem — possivelmente porque a relação entre o teor de umidade e a atividade da água pode ser contraintuitiva.

Um produto com uma alta porcentagem de teor total de água pode apresentar uma atividade de água muito baixa, ou o contrário — um fator determinante no que diz respeito às taxas de reação química e biológica.

A atividade da água não fornece as mesmas informações que o método de Karl Fischer, mas oferece dados mais úteis. Os resultados podem parecer diferentes, mas, uma vez compreendidos, proporcionam melhores correlações com a segurança microbiana, a estabilidade química e as propriedades físicas. Além disso, os instrumentos de medição da atividade da água geralmente não exigem treinamento extensivo e oferecem relativamente poucas possibilidades de erros durante os testes.

Embora a relação da atividade da água com outras técnicas de análise, como a HPLC ou a GC, seja diferente, muitas das mesmas vantagens se aplicam: menor necessidade de treinamento, resultados mais rápidos, medições mais diretas, menor risco de uso indevido dos instrumentos e ausência de produtos químicos perigosos.

Potencial para novas aplicações

A atividade da água é mais do que uma ferramenta para cumprir normas regulatórias. Nos últimos anos, ela tem ajudado a impulsionar a inovação, melhorar a produtividade científica e acelerar o desenvolvimento de medicamentos em muitas das maiores empresas farmacêuticas do mundo — e há muitas outras aplicações a serem descobertas.

Referências relacionadas

Enigl, Davin C. e Kent M. Sorrells. “Atividade da água e fórmulas autosservidas.” Série Ciência e Tecnologia Cosmética (1997): 45-74.

Friedel, R. R. “A aplicação da medição da atividade da água aos testes de atributos microbiológicos de matérias-primas utilizadas na fabricação de produtos farmacêuticos não estéreis.” Em Pharmacopeial Forum, vol. 25, n.º 5, pp. 8974-8981. Convenção Farmacopeia dos Estados Unidos, 1999. Link do artigo.

Heidemann, D. R., e P. J. Jarosz. “Estudos de pré-formulação envolvendo a absorção em formas farmacêuticas sólidas.” Pharmaceutical Research 8, n.º 3. (1991): 292-97. Link do artigo.

Pader, Morton. Produtos e práticas de higiene bucal. Dekker, 1988. Link para o livro.

Pader, M. “A glicerina em produtos de higiene bucal.” Série Ciência e Tecnologia Cosmética 11 (1991): 381-393. Link do artigo.

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