Secado por aspersión en la industria farmacéutica

El secado por pulverización es una de las tecnologías más notables que se aplican actualmente a los productos farmacéuticos. Es un proceso continuo que convierte, en un solo paso, una alimentación líquida en polvo y es un proceso ideal cuando se requieren atributos precisos como el tamaño de partícula, la morfología y la estabilidad. Esta revisión describe la tecnología, las aplicaciones actuales y futuras y cómo el nivel actual de comprensión y las herramientas de modelado permiten una etapa de desarrollo de procesos que es sencilla y sin riesgos.

Secado por aspersión

El secado por pulverización es un método de secado que se describió por primera vez hace más de 140 años como una mejora en el secado y la concentración de líquidos1. Pero no fue hasta principios del siglo XX que el nivel de sofisticación y conocimiento del proceso permitió su uso industrial. La producción de leche en polvo fue la primera aplicación comercial y sigue siendo uno de los usos más importantes de la tecnología.

El secado por pulverización implica la atomización de una alimentación líquida en gotas muy pequeñas dentro de un gas de secado caliente que conduce al secado instantáneo de las gotas en partículas sólidas. Las partículas se separan luego del gas de secado, usando un ciclón y / o una bolsa de filtro, como producto final secado por pulverización. La alimentación puede ser una solución, una suspensión o una emulsión y el producto resultante puede clasificarse como polvo, gránulos o aglomerados.

Por lo tanto, en un solo paso continuo, el secado por pulverización convierte una materia prima líquida en un polvo con propiedades bien definidas. Las propiedades tales como el nivel de humedad o solvente residual en el polvo, la morfología de las partículas o el tamaño y la densidad del polvo pueden manipularse en gran medida a los niveles deseados. La notable flexibilidad en la adaptación de las propiedades del polvo final, la suavidad del proceso y su economía en comparación con tecnologías de la competencia como la liofilización condujeron a su proliferación en múltiples aplicaciones industriales, incluyendo cosméticos, productos químicos finos, detergentes, polímeros, excipientes y productos farmacéuticos. .

El uso del secado por pulverización en productos farmacéuticos fue explorado por primera vez por Bullock y sus colaboradores en la década de 1940 y se aplicó a infusiones, extractos, sales medicinales inorgánicas, adrenalina y vitamina C. Le siguieron muchas más aplicaciones, y particularmente relevante fue la producción de excipientes farmacéuticos y El aislamiento de ingredientes activos que eran termosensibles o difíciles de cristalizar. Contrariamente a la percepción común, el secado por pulverización es, de hecho, un método de secado muy suave: en primer lugar, la exposición a la temperatura se limita a segundos o como máximo unos minutos, y en segundo lugar, el efecto de enfriamiento que resulta del proceso de evaporación protege los materiales secados por pulverización. de las mayores temperaturas a granel. Pero a pesar de la multiplicidad de usos, no fue sino hasta comienzos de este siglo que el uso del secado por atomización en aplicaciones farmacéuticas aumentó significativamente.

El impulsor clave de esta expansión fue la necesidad de formular medicamentos orales en estado amorfo como un medio para aumentar la biodisponibilidad de muchos medicamentos modernos. Debido al proceso de evaporación rápida del secado por pulverización, se ha convertido en una forma ideal de precipitar medicamentos de soluciones en un estado amorfo. Esta plataforma de formulación, conocida como "dispersiones sólidas amorfas", es el enfoque de formulación de más rápido crecimiento para superar la escasa biodisponibilidad de muchos medicamentos. El secado por pulverización y la extrusión de fusión en caliente son el principal proceso de fabricación para obtener estos materiales amorfos. Otros impulsores para el uso más extendido del secado por atomización en la industria farmacéutica incluyen la producción de medicamentos inhalables, como Exubera de Pfizer o Afrezza de Mannkind (ambos, insulina en polvo inhalada), microcápsulas para formulaciones de liberación controlada o enmascaramiento del sabor y formas avanzadas de polvo como el directo polvos compresibles y fácilmente humectables. Por lo tanto, no es sorprendente ver que cada dos años, o más recientemente cada año, se formula una nueva entidad química utilizando la tecnología de secado por pulverización. Algunos ejemplos de algunos de estos incluyen Cesamet (nabilona, Valeant Pharmaceuticals), Intelence (etravirine, Janssen Therapeutics) e Incivek (telaprevir, Vertex Pharmaceuticals). Las características habilitadoras del secado por pulverización también se están aplicando en la reformulación de medicamentos existentes y para fines de gestión del ciclo de vida.