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Análisis térmico de materiales farmacéuticos

Las técnicas analíticas térmicas son métodos inestimables para caracterizar las propiedades y la estructura de materiales farmacéuticos. Estas técnicas analizan el cambio en una propiedad específica del analito en función de temperatura. Esta clase de análisis ofrece discernimientos valiosos en la termodinámica y la cinética implicadas y así las propiedades del analito.

Las técnicas principales del análisis térmico usadas en el sector farmacéutico son calorimetría de exploración diferencial (DSC), análisis térmico diferencial (DTA), análisis termogravimétrico (TGA), y análisis mecánico dinámico (DMA).

Diversas propiedades de diverso estudio de las técnicas del material - DSC estudia la entalpía, carriles de DTA la diferencia en la temperatura del analito contra una referencia, dimensiones de TGA la masa del material, y el acceso directo de memoria analiza la deformación.

Calorimetría de exploración diferencial

DSC es la técnica más de uso general del análisis térmico de ciencias farmacéuticas. Se utiliza para determinar la diferencia en el índice de flujo del calor en la muestra y un material de referencia. Los instrumentos de DSC están disponibles en un alcance de las sensibilidades para los usos robustos de la investigación y del control de calidad.

Inicialmente, dos tipos de instrumentos de DSC estaban disponibles - el calor-fundente DSC (hf-DSC) y la remuneración de potencia DSC (PC-DSC). Sin embargo, los avances recientes en DSC han dado lugar a dos más versiones - Tzero DSC™ y DSC modulado (M-DSC®) - con la mejoría importante en sensibilidad y la resolución.

  • M-DSC® - Un M-DSC® difiere de DSC tradicional en el perfil de temperatura aplicado a la muestra y a la separación de la señal resultante del flujo del calor. DSC tradicional da una única señal para todas las acciones térmicas que ocurren dentro de la gama de temperaturas experimental, haciéndolo resistente para interpretar los datos. M-DSC® mide la capacidad de calor y los componentes cinéticos de la diferencia, así haciéndola fácil interpretar los resultados.
  • Tzero DSC™ - Mejorías importantes de las ofertas de la tecnología de Tzero DSC™ en la resolución de la sensibilidad y de la temperatura de las transiciones debido a su diseño de la célula que da dos mediciones diferenciadas y habilita la calibración de la capacitancia del calor y la resistencia térmica de los sensores en función de temperatura.

Las tecnologías avanzadas de DSC permiten la caracterización exacta de una amplia gama de materiales farmacéuticos amorfos y cristalinos incluyendo las tablillas, las proteínas, y las soluciones congeladas.

Análisis termogravimétrico

Las hazañas de TGA cambian en masa para determinar y para medir los procesos físicos y químicos que ocurren en el uso del calor a la muestra. Esta técnica es útil en analizar cualquier proceso cinético que implique la baja de Massachusetts.

Se utiliza en las ciencias farmacéuticas para la caracterización de hidratos y la determinación de la vaporización, de la descomposición, o de las temperaturas de la sublimación. Los instrumentos que permiten análisis de TGA y de DSC al mismo tiempo para una única muestra son disponibles en el comercio y ofrecen resultados exactos mientras que salvan tiempo.

Usos

Las técnicas del análisis térmico se utilizan en la caracterización de estado sólido en un alcance de usos en la investigación farmacéutica. Éstos incluyen:

  • Estudio de las propiedades fisicoquímicas de macizo cristalinos
  • Identificación de formas polimórficas de una substancia
  • Estudio de la cinética de estado sólido tal como estabilidad acelerada, descomposición, y los efectos del envejecimiento sobre diversas formulaciones farmacéuticas
  • Formulaciones y ciclos óptimos que se convierten para la liofilización
  • Analizar los efectos de la liofilización

Los organismos polimorfos tienen propiedades fisicoquímicas muy diversas y la identificación de la formación de organismos polimorfos es muy crucial durante el desarrollo de productos. DSC se ha utilizado con éxito para determinar las transiciones polimórficas debido a su capacidad de analizar muestras bajo una amplia gama de temperaturas que son necesarias para la formación polimorfa. DSC se puede también utilizar en la supervisión del revelado polimorfo durante diversas condiciones del almacenamiento o de la fabricación incluyendo la calefacción, esmerilando, y secándose.

DSC se ha utilizado para caracterizar un sistema sólido de la dispersión de polividona y de felodipine. DSC reveló miscibilidad parcial entre los componentes que llevaron a la mejoría importante en la disolución de los felodipine y la cinética de la baja. DSC también se ha combinado con otras técnicas para analizar la disolución de dispersiones sólidas de la ESPIGA 15000 y del ketoprofen.

M-DSC ha sido ampliamente utilizado en la optimización de la liofilización y el estudio de partículas dirigidas amorfas del itraconazole con ftalato del ftalato del acetato de celulosa y del acetato de polivinilo. Varios estudios publicados muestran el uso de M-DSC de caracterizar una amplia gama de dispersiones sólidas y de formulaciones polímero-basadas tales como hidrogeles droga-cargados, bolitas película-revestidas, y dispersiones sólidas del itraconazole.

Referencias

  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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