Fresagem úmida vs. Moagem a Seco na Indústria Farmacêutica

Fonte: Ascendia Pharma

A moagem é usada em vários setores diferentes e pode ser dividida em dois tipos: moagem úmida e moagem a seco.

Quando se trata da fabricação de produtos farmacêuticos , o tamanho das partículas dos ingredientes é fundamental para o desempenho e a eficácia de um medicamento, de modo que os riscos são muito maiores do que na moagem de alimentos ou outros bens de consumo. Escolher entre moagem úmida e moagem a seco para um ingrediente farmacêutico ativo específico (API) requer uma consideração cuidadosa e um profundo conhecimento de ambos os métodos de redução do tamanho de partícula.

Moagem para Redução do Tamanho de Partículas na Fabricação Farmacêutica

A moagem é, simplesmente, aplicar energia através de forças mecânicas para quebrar as partículas em tamanhos menores. Isso pode ser feito usando mídia de moagem, telas, pinos, seixos ou varetas; o processo também pode ser descrito como moagem, granulação, redução de tamanho, cominuição ou pulverização.

A moagem é uma abordagem de cima para baixo que quebra partículas maiores em menores, em comparação com um método como a precipitação, que é um método de baixo para cima que constrói moléculas a partir de um estado dissolvido.

À medida que as partículas são forçadas através do moinho, elas são rasgadas ou esmagadas, reduzindo assim seu tamanho. A moagem é usada para vários propósitos diferentes em diferentes indústrias, mas na indústria farmacêutica, esse tipo de redução mecânica de tamanho é usado para controlar o tamanho de APIs, reagentes e excipientes para otimizar a entrega e o desempenho de um medicamento.

APIs são comumente isolados via cristalização , então os sólidos são filtrados e secos. Às vezes, os cristais isolados são adequados para uso em uma droga como está, mas quando a distribuição de tamanho de partícula (PSD) não é ideal, é necessário processamento adicional, o que geralmente significa que o material deve ser moído.

Seja úmido ou seco, a moagem aumenta a área de superfície de um sólido, o que aumenta sua taxa de dissolução e, por sua vez, sua biodisponibilidade. Ele garante que as formulações sejam consistentes de um lote para o outro e pode melhorar a capacidade de um API de misturar com excipientes. A moagem é uma das técnicas mais comuns usadas para tratar a baixa solubilidade em um novo composto de droga, não apenas porque é eficaz, mas também porque é barata em comparação com outros métodos.

As partículas pequenas são particularmente desejáveis ​​em formulações para uso respiratório, transdérmico e parenteral . À medida que a tecnologia de moagem avança, os fabricantes são capazes de produzir micropartículas e nanopartículas de forma fácil, eficiente e acessível. Nanossuspensões , por exemplo, estão sendo investigadas para liberação de órgãos e células no tratamento de várias doenças e condições, incluindo malária, HIV/AIDS e outras doenças infecciosas. Dito isto, mesmo formulações orais líquidas e sólidas geralmente exigem um API para passar pelo processo de moagem.

Existem, no entanto, algumas situações em que a moagem não é uma técnica adequada de redução de tamanho de partícula. Se a moagem produz uma grande quantidade de finos ou partículas menores do que o desejado, a moagem não é ideal, pois pode criar obstáculos no processamento; por exemplo, se a moagem úmida for usada, os finos podem passar pelo filtro e resultar em um rendimento menor.

Moagem úmida versus moagem a seco: qual é a diferença?

Quando o tamanho de partícula de uma API é alterado, suas propriedades mudam. Ao escolher entre moagem úmida ou seca, é importante levar em consideração quaisquer possíveis mudanças na segurança e eficácia terapêutica, bem como as propriedades físicas e químicas de um API. A escolha entre moagem a seco versus moagem úmida é tipicamente feita durante as fases iniciais do desenvolvimento do medicamento, uma vez que as propriedades do API são definidas e os excipientes são escolhidos.

Moagem Úmida Farmacêutica

A moagem úmida envolve a suspensão de um sólido em um líquido; às vezes também é chamado de moagem de polpa. À medida que a pasta é circulada através de um moinho úmido, o tamanho das partículas é reduzido; a pasta continua a recircular até que o tamanho de partícula desejado seja alcançado. De um modo geral, a moagem úmida é preferida à moagem a seco e tem várias vantagens distintas.

Vantagens dos produtos farmacêuticos de moagem úmida

Primeiro, a moagem úmida pode ser usada com isolamento terminal para remover impurezas por meio de decantação ou filtração. O resultado é um processo de fabricação mais simplificado que reduz o tempo necessário para produzir um medicamento. Além disso, a moagem úmida oferece mais flexibilidade na forma como o processo de cristalização é realizado, e os mesmos solventes usados ​​como líquidos para formar a pasta na moagem úmida podem ser usados ​​a jusante para o processamento da formulação.

A moagem úmida também é ideal quando um API ou excipiente é sensível ao calor e não pode ser submetido a temperaturas mais altas. Seja úmida ou seca, a moagem cria calor, mas na moagem úmida, o líquido funciona para dissipar rapidamente esse calor, de modo que as temperaturas de operação não são tão altas. Isso protege a API de ser comprometida por altas temperaturas.

A moagem úmida também evita algumas das desvantagens da moagem a seco; ou seja, evita alterações indesejadas nas propriedades físicas e químicas do API, como alterações no fluxo, estabilidade, dissolução e solubilidade . A moagem úmida produz um produto mais consistente, com maior homogeneidade de um lote para outro. A moagem a seco, por outro lado, pode ter um impacto negativo nas propriedades físicas de um API, criando defeitos de superfície e material amorfo  .

Como um sistema fechado, há pouca ou nenhuma perda de rendimento com moagem úmida, enquanto algumas técnicas de moagem a seco podem ter perdas significativas de rendimento. Esse sistema fechado também protege o produto de contaminantes externos e protege os operadores da exposição a APIs potentes , o que é uma séria preocupação de segurança na fabricação de produtos farmacêuticos.

Tipos de moagem úmida

Existem alguns tipos diferentes de máquinas que podem ser usadas no processo de moagem úmida:

• Moinhos de rotor-estator dentado – Esses moinhos possuem um rotor, ou eixo giratório, e um estator concêntrico fixo; à medida que a pasta passa, o tamanho das partículas é reduzido por colisões e alto cisalhamento.

• Moinhos colóides – Os moinhos colóides são uma forma de moinhos rotor-estator que envolvem um rotor cônico que gira dentro de um estator cônico. Alterar o intervalo e a taxa de rotação altera o tamanho da partícula criada.

• Moinhos de mídia – Também conhecidos como moinhos de pérolas ou grânulos, os moinhos de mídia possuem uma câmara de moagem, eixo e câmara de recirculação. Dentro da câmara está o meio de fresagem esférico; à medida que o eixo gira, o meio de fresamento se move e cria altas forças de cisalhamento. As partículas são moídas por meio de colisões partícula-partícula, partícula-meio e partícula-parede. Este método pode ser usado para criar nanopartículas.

Moagem a Seco Farmacêutica

A moagem a seco envolve a colocação de sólidos em um funil de alimentação; a tremonha de alimentação fornece então um fluxo constante através de um dispositivo de alimentação e, em seguida, da unidade de moagem. Os mecanismos de moagem podem variar, mas as partículas são reduzidas em tamanho colidindo com outras partículas (partícula-partícula) ou colidindo com meios de moagem ou paredes. Concluída a moagem a seco, as partículas saem da câmara de moagem e são encaminhadas para a coleta do produto ou para um classificador, que pode retornar partículas maiores para a tremonha de alimentação para passar pela moagem uma segunda vez. (Apesar disso, a moagem a seco ainda é considerada um processo de passagem única, pois não é um circuito fechado como a moagem úmida.)

Vantagens da moagem a seco

Como mencionado acima, quando os APIs são cristalizados, às vezes eles são adequados para formulação no estado em que se encontram, enquanto outras vezes as partículas são maiores do que o desejado e devem ser submetidas à redução do tamanho das partículas. Há também um terceiro cenário: um fabricante farmacêutico pode aumentar deliberadamente partículas maiores do que o PSD alvo em um esforço para reduzir o tempo de filtração necessário durante o isolamento. Nesses casos, a moagem úmida pode reduzir a pureza do API e a moagem a seco é usada.

De um modo geral, a moagem úmida é preferível à moagem a seco na maioria dos cenários, mas isso nem sempre é o caso. Às vezes, um solvente de processamento é incompatível com certos tipos de equipamentos de moagem úmida e tem o potencial de causar corrosão ou outros danos. A moagem a seco pode ter uma vantagem de processo para certos isolamentos, como a remoção ou rejeição de impurezas resultantes da cristalização seletiva e da rápida remoção de licores.

Outras vantagens da moagem a seco incluem o menor espaço necessário para o equipamento de moagem a seco , custos mais baixos (embora isso possa ser compensado pelo custo das perdas de material) e escalabilidade mais fácil ao passar do desenvolvimento para a produção.

Tipos de moagem a seco

Quando a moagem a seco é usada na fabricação de medicamentos, normalmente envolve um dos seguintes equipamentos:

• Moinhos de martelos – Estas máquinas alimentam os sólidos através de uma série de martelos giratórios que reduzem o tamanho das partículas esmagando-as.

• Moinhos de pinos – Os moinhos de pinos operam de maneira semelhante aos moinhos de martelos, mas trabalham em velocidades mais rápidas e têm menos espaço entre os pinos rotativos e estacionários.

• Moinhos a jato – Os moinhos a jato micronizam as partículas usando fluxos de gás de alta velocidade para criar colisões partícula a partícula.

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Com um número cada vez maior de medicamentos pouco solúveis em água chegando ao pipeline de descoberta de medicamentos, a parceria com uma organização de desenvolvimento e fabricação de contrato (CDMO) que tem experiência no trabalho com esses materiais é mais importante do que nunca.