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Análise térmica de materiais farmacêuticos

As técnicas analíticas térmicas são métodos inestimáveis para caracterizar as propriedades e a estrutura de materiais farmacêuticos. Estas técnicas analisam a mudança em uma propriedade específica do analyte em função da temperatura. Este tipo da análise fornece introspecções valiosas no termodinâmica e na cinética envolvidos e assim as propriedades do analyte.

As técnicas principais da análise térmica usadas no sector farmacêutico são calorimetria de exploração diferencial (DSC), análise térmica diferencial (DTA), análise thermogravimetric (TGA), e análise mecânica dinâmica (DMA).

Propriedades diferentes do estudo diferente das técnicas do material - DSC estuda a entalpia, trilhas de DTA a diferença na temperatura do analyte contra uma referência, medidas de TGA a massa do material, e o acesso directo da memória analisa a deformação.

Calorimetria de exploração diferencial

DSC é a técnica a mais de uso geral da análise térmica em ciências farmacêuticas. É usado para determinar a diferença na taxa de fluxo de calor na amostra e em um material de referência. Os instrumentos de DSC estão disponíveis em uma escala das sensibilidades para aplicações robustas da selecção e do controle da qualidade.

Inicialmente, dois tipos de instrumentos de DSC estavam disponíveis - o calor-fluxo DSC (hf-DSC) e a compensação de potência DSC (PC-DSC). Contudo, os avanços recentes em DSC causaram duas mais versões - Tzero DSC™ e DSC modulado (M-DSC®) - com melhoria significativa na sensibilidade e na definição.

  • M-DSC® - Um M-DSC® difere de DSC tradicional no perfil de temperatura aplicado à amostra e à separação do sinal resultante do fluxo de calor. DSC tradicional dá um único sinal para todos os eventos térmicos que ocorrem dentro da variação da temperatura experimental, fazendo o resistente para interpretar os dados. M-DSC® mede a capacidade de calor e os componentes cinéticos da diferença, assim fazendo a fácil interpretar os resultados.
  • Tzero DSC™ - Melhorias significativas das ofertas da tecnologia de Tzero DSC™ na definição da sensibilidade e da temperatura das transições devido a seu projecto da pilha que dá duas medidas diferenciais e permite a calibração da capacidade do calor e a resistência térmica dos sensores em função da temperatura.

As tecnologias avançadas de DSC permitem a caracterização exacta de uma vasta gama de materiais farmacêuticos amorfos e cristalinos que incluem tabuletas, proteínas, e soluções congeladas.

Análise Thermogravimetric

As façanhas de TGA mudam na massa para identificar e medir os processos físicos e químicos que ocorrem na aplicação de calor à amostra. Esta técnica é útil em analisar todos os processos cinéticos que envolverem a perda de massa.

É usada em ciências farmacêuticas para a caracterização dos hidratos e a determinação da vaporização, da decomposição, ou das temperaturas da sublimação. Os instrumentos que permitem a análise de TGA e de DSC ao mesmo tempo para uma única amostra são disponíveis no comércio e oferecem resultados exactos ao ganhar o tempo.

Aplicações

As técnicas da análise térmica são usadas na caracterização de circuito integrado em uma escala de aplicações na pesquisa farmacêutica. Estes incluem:

  • Estudo de propriedades físico-químicas de sólidos cristalinos
  • Identificação de formulários polimorfos de uma substância
  • Estudo da cinética de circuito integrado tal como a estabilidade acelerada, a decomposição, e os efeitos do envelhecimento em formulações farmacêuticas diferentes
  • Formulações e ciclos óptimos tornando-se para o lyophilization
  • Analisando os efeitos do lyophilization

Os Polymorphs têm propriedades físico-químicas muito diferentes e a identificação da formação de polymorphs é muito crucial durante o desenvolvimento de produtos. DSC foi usado com sucesso para identificar as transições polimorfos devido a sua capacidade para analisar amostras sob uma vasta gama de temperaturas que são necessários para a formação do polymorph. DSC pode igualmente ser usado na monitoração da revelação do polymorph durante as condições diferentes do armazenamento ou da fabricação que incluem o aquecimento, a moedura, e a secagem.

DSC foi usado para caracterizar um sistema contínuo da dispersão de polyvinylpyrrolidone e de felodipine. DSC revelou a miscibilidade parcial entre os componentes que conduziram à melhoria significativa na dissolução dos felodipine e na cinética da liberação. DSC foi combinado igualmente com outras técnicas para analisar a dissolução de dispersões contínuas do PEG 15000 e do ketoprofen.

M-DSC foi amplamente utilizado na optimização do lyophilization e no estudo de partículas projetadas amorfas do itraconazole com phthalate do acetato de celulose e phthalate do acetato de polyvinyl. Diversos estudos publicados mostram o uso de M-DSC caracterizar uma vasta gama de dispersões contínuas e de formulações polímero-baseadas tais como hydrogels droga-carregados, pelotas filme-revestidas, e dispersões contínuas do itraconazole.

Referências

  1. http://www.americanpharmaceuticalreview.com/Featured-Articles/36776-Thermal-Analysis-A-Review-of-Techniques-and-Applications-in-the-Pharmaceutical-Sciences/
  2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12176296

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Last Updated: Feb 26, 2019

Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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