Liofilización farmacéutica

La importancia de vigilarlo

Los blísteres y sobres de medicamentos que forman parte de nuestra vida cotidiana son el resultado de un fascinante proceso conocido como liofilización farmacéutica.

Pero, ¿por qué es tan importante la liofilización en la producción y el almacenamiento de medicamentos? ¿Y qué parámetros deben controlarse constantemente durante la liofilización de un medicamento? Eso es lo que vamos a descubrir en este artículo.

Qué es la liofilización

El objetivo del proceso de liofilización es eliminar el agua de un compuesto sin afectar a sus propiedades químicas y físicas.

Los productos liofilizados, al estar completamente libres de moléculas de agua, pueden almacenarse durante mucho tiempo en las condiciones adecuadas.

Gracias a la liofilización es posible conservar no sólo medicamentos, sino también plasma, bacterias, proteínas y tejidos biológicos.

3 etapas de liofilización

A pesar de la variedad de aplicaciones farmacéuticas, el producto a liofilizar siempre pasa por 3 etapas:

Congelación. El producto se lleva a temperaturas muy bajas, incluso de varias decenas de grados bajo cero, con presión atmosférica ambiente (lo que significa unos 1000 milibares).

Disminución de la presión. Se elimina el aire del liofilizador, alcanzando presiones atmosféricas muy bajas, del orden de unos pocos milibares. A esta presión, el agua congelada no pasa a estado líquido, sino que se sublima, convirtiéndose en vapor que será expulsado del proceso.

Secado. La temperatura aumenta gradualmente, favoreciendo el proceso de sublimación de las últimas partículas de agua.

Proceso de liofilización: qué magnitudes físicas hay que medir

Durante la liofilización intervienen dos parámetros:

1. La temperatura. La temperatura puede controlarse mediante el uso de registradores de datos que permiten medir temperaturas bajo cero, como el S-MicroW L Ultra Freeze.

2. Presión. El aire dentro de un liofilizador farmacéutico se elimina casi por completo. Por lo tanto, se pueden alcanzar presiones del orden de unos pocos milibares. El mejor registrador de datos en estos casos es sin duda el Pirani Vacuum Logger, basado en el innovador Pirani Vacuum Meter.

La base física del Vacuum Logger Pirani

El Registrador de Vacío Pirani ofrece la posibilidad de medir presiones extremadamente bajas con una precisión muy alta, en el rango de una diezmilésima de bar.

Para entender cómo funciona el Vacuum Logger Pirani, tenemos que empezar por el mundo de las pequeñas cantidades.

La física del calor

Estamos acostumbrados a pensar en las moléculas como objetos estáticos unidos entre sí. En realidad, nunca están quietas, sino que vibran. El movimiento de las moléculas libera energía en forma de calor. Por consiguiente, cuanto más vibren las moléculas de un objeto, más caliente estará éste.

Y aquí está el vacuómetro de Pirani

Dentro del vacuómetro Pirani hay un hilo metálico que funciona con electricidad que lo calienta. Las moléculas de aire más frías entran en contacto con el alambre.

Como resultado, las moléculas de aire adquieren parte de la vibración, mientras que el cable la pierde. Esto significa que la temperatura del aire aumenta, mientras que la del cable disminuye.

Cuantas más moléculas de aire haya, más contacto se producirá con las moléculas del cable. Por lo tanto, el intercambio de calor será más rápido.

Si reducimos el número de moléculas de aire, tendremos menos contacto entre ellas y las moléculas del alambre. Por lo tanto, el alambre tardará más en cambiar su temperatura.

Y entonces, si pudiéramos eliminar por completo o casi por completo las moléculas de aire, no se producirían más intercambios de calor, ya que el alambre no encontraría moléculas a las que transferir su temperatura.

Hasta aquí el sistema es perfecto. Pero el problema inicial sigue sin resolverse..

¿Cómo se mide el vacío?

Para responder a esta pregunta, volvamos a nuestro cable alimentado por corriente eléctrica. Ahora que hemos eliminado la mayor parte de las moléculas de aire, las moléculas del cable ya no tienen la capacidad de liberar calor, y por lo tanto la temperatura del cable sigue aumentando.

Al aumentar la temperatura, la resistencia eléctrica también aumenta. Este es el punto de inflexión. Pero no podemos medir este valor directamente.

La resistencia se obtiene aplicando la fórmula de la ley de Ohm, en la que

V=RI

La tensión (V) es igual al producto de la resistencia (R) por la corriente eléctrica (I)

Podemos medir fácilmente la tensión de un extremo a otro del cable. Además, ya conocemos la intensidad de la corriente eléctrica que lo atraviesa. Por tanto, podemos obtener el valor de la resistencia eléctrica aplicando una sencilla expresión algebraica.

Una vez que conocemos la resistencia eléctrica del cable, podemos calcular con mucha precisión la "cantidad de vacío" en la que está sumergido nuestro cable.

Ventajas del Vacuum Logger Pirani

Puede detectar presiones con una resolución muy alta, imposible de obtener con otros sensores de presión.

Puede registrar incluso en condiciones extremas de vacío.

Soporta fluctuaciones de temperatura muy amplias: de 85 ° C a -60 ° C.

Requiere muy poca electricidad. Por eso las baterías tienen una vida muy larga.

Además, nuestro Pirani Vacuum Logger está equipado con una rosca de ½ Gass para atornillarlo al autoclave.

Un caso real de aplicación del Pirani Vacuum Logger para la liofilización farmacéutica

Uno de nuestros clientes activos en el campo de la validación farmacéutica necesitaba obtener datos muy precisos que indicaran el éxito de todo el proceso. Inicialmente, para validar los armarios de liofilización, instaló nuestro S-MicroW L Ultra Freeze logger para medir las temperaturas criogénicas. A pesar de ello, seguían existiendo puntos críticos en el proceso.

Con el fin de seguir investigando y entender dónde estaba el problema para mejorar el resultado final del procedimiento, hemos implementado en el sistema de monitorización algunos Pirani Vacuum Loggers junto con registradores de temperatura dedicados a los ultracongeladores.

Con los datos obtenidos, el cliente pudo recalibrar el proceso, obteniendo resultados muy precisos y fiables del proceso de liofilización.