Tecnologias de mistura recomendadas para a produção de invólucros de cápsulas

Fonte: Charles Ross and Son Company

Por Christine Banaszek

Os produtos químicos do invólucro da cápsula hoje devem atender a uma infinidade de requisitos, incluindo aqueles afetados pelas preferências do consumidor, a necessidade de compatibilidade com ingredientes farmacêuticos ativos, as taxas de dissolução e sensibilidade à umidade de uma formulação, a permeabilidade aceitável ao oxigênio e a estabilidade geral do produto.

As mais comuns são as cápsulas de gelatina dura, normalmente feitas de material de colágeno de origem animal. As opções vegetarianas incluem cápsulas feitas de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), fécula de batata e pululano (tapioca). Agentes gelificantes secundários, como carragenina, goma gelana, pectina, ágar-ágar e goma xantana, também podem estar presentes. Os fornecedores de cápsulas também fabricam cápsulas de acetato de polivinila (PVAc) para enchimento com drogas insolúveis em água que foram dissolvidas em solventes como polietilenoglicol (PEG).

Os invólucros das cápsulas são classificados como hard ou softgel, sendo este último plastificado pela adição de glicerina, sorbitol ou poliol semelhante. Os fabricantes farmacêuticos podem encher cápsulas com pós, grânulos, pastilhas, líquidos, géis, pastas ou cápsulas menores. Com as propriedades químicas e físicas certas, as cápsulas podem acomodar uma combinação de ingredientes incompatíveis em uma única cápsula.

Dadas as diferentes matérias-primas e requisitos de aplicação em jogo, você pode simplificar a seleção do misturador para uma formulação específica de cápsula, considerando a viscosidade da formulação e o nível apropriado de cisalhamento. O perfil de viscosidade durante a mistura é função da própria formulação, mas outros fatores também influenciam, como a ordem de adição dos ingredientes, a temperatura de processamento e a entrada de cisalhamento. Na maioria das vezes, a afinidade dos componentes secos com o veículo líquido com que facilidade os pós se dispersam ou dissolvem determina a ação e intensidade de mistura adequadas.

Misturador planetário duplo

Se o lote for consideravelmente grosso, denso e/ou pegajoso, um misturador planetário duplo (DPM) é normalmente a melhor escolha (foto). Sua velocidade relativamente baixa depende da alta viscosidade de uma formulação para transmitir cisalhamento à medida que suas duas lâminas idênticas giram em eixos individuais enquanto circulam o lote, empurrando o material contra as superfícies do recipiente e entre as lâminas. Quanto maior a viscosidade, maior o cisalhamento resultante da ação de amassamento das pás DPM, que ajuda a suavizar a consistência e a desfazer os aglomerados soltos.

Certos géis de cápsula são sensíveis ao cisalhamento e um ajuste perfeito para as lâminas DPM de baixa velocidade, independentemente de a viscosidade permanecer relativamente fluida. Para ingredientes secos que são bastante fáceis de dispersar, com grumos se desintegrando facilmente sob baixo cisalhamento, a ação de mistura suave e completa do DPM é ideal. Como vantagem adicional, você pode facilmente desaerar um lote puxando o vácuo no DPM. Por outro lado, uma lâmina de alta velocidade às vezes pode micronizar o ar aprisionado no material, dificultando sua remoção mesmo sob vácuo profundo, e você pode cisalhar demais o produto, o que pode levar a uma perda permanente de viscosidade.

Misturador multi-eixo

Um misturador de eixo múltiplo é eficaz para formulações de cápsulas que requerem alto cisalhamento, mas não são extremamente viscosas. Géis lisos ou escorregadios geralmente são bons candidatos para processamento em um misturador de eixo múltiplo, que compreende dois ou mais agitadores acionados independentemente trabalhando em conjunto. Uma âncora de baixa velocidade pode complementar um ou dois dispositivos de alto cisalhamento, como uma lâmina dispersora aberta estilo disco ou um conjunto rotor/estator.

Por conta própria, uma lâmina dispersora pode produzir padrões de fluxo aceitáveis ​​em lotes de até cerca de 50.000 centipoises e o conjunto rotor/estator de até cerca de 10.000 centipoises. Para aplicações que excedem os limites de viscosidade aproximados, é necessário um agitador de âncora para garantir fluxo de volume suficiente e entregar a formulação ao dispositivo de alto cisalhamento. A âncora geralmente é equipada com raspadores para limpar a formulação das superfícies de uma embarcação e otimizar a transferência de calor. As paredes laterais e o fundo de uma embarcação são normalmente revestidos para fins de aquecimento e resfriamento.

Para maior eficiência, você pode substituir o rotor/estator convencional em um misturador multi-eixo por um conjunto modificado projetado para indução de pó subsuperficial (foto). Esses sistemas oferecem uma maneira perfeita de introduzir sólidos diretamente na zona de alto cisalhamento para dispersão imediata. Essa técnica encurta o processo de mistura, evitando que os pós flutuem na superfície do lote ou formem grumos persistentes, chamados de olhos de peixe. Ele também minimiza a formação de pó, um problema de processamento comum associado a pós leves.

Tal método de indução de sólidos é mais aplicável quando o veículo líquido está começando com uma viscosidade semelhante à água ou muito baixa. O conjunto modificado projetado para indução de pó subsuperficial em um misturador multieixo não depende de uma bomba de vácuo externa, mas requer alto fluxo de líquido para gerar uma poderosa sucção para injeção de pó. Uma variação possível neste tipo de sistema é um misturador autônomo de alto cisalhamento para processar formulações e intermediários de baixa viscosidade.

Misturador planetário híbrido

Se requisitos de alta viscosidade e alto cisalhamento se aplicarem, a melhor solução é tipicamente um misturador planetário híbrido (foto), que combina a ação de mistura completa de um agitador planetário com o benefício adicional de um dispersor de alta velocidade. Tanto a lâmina planetária quanto o dispersor de alta velocidade giram em seus próprios eixos enquanto giram em torno de um eixo central. A lâmina planetária em órbita varre continuamente as superfícies da embarcação e carrega o material em direção ao dispersor. Isso ajuda a distribuir o calor resultante da lâmina de dente de serra de rotação rápida, mantendo a temperatura e a viscosidade uniformes em todo o lote o tempo todo. A velocidade variável permite o controle preciso das taxas de cisalhamento para minimizar a degradação de quaisquer componentes sensíveis ao cisalhamento.