Proceso de recubrimiento por película en la industria farmacéutica

El proceso de recubrimiento es una etapa fundamental en la fabricación de comprimidos farmacéuticos modernos. El propio recubrimiento puede cumplir diversas funciones: fortalecer el comprimido, controlar la liberación de los principios activos, mejorar su sabor, proporcionar color, facilitar su envasado y manipulación, y protegerlo de la humedad. El recubrimiento con azúcar fue uno de los primeros métodos desarrollados para recubrir comprimidos y aún se utiliza en algunos productos, especialmente en la industria de confitería. Entre otros métodos destacan el recubrimiento en lecho fluidizado y el recubrimiento en seco; sin embargo, el método más empleado hoy en día en la industria farmacéutica y nutracéutica es el recubrimiento por película. Este artículo describe las etapas esenciales del proceso y el equipo necesario para realizar el recubrimiento por película de los comprimidos. Equipo básico para el recubrimiento por película En el corazón de una instalación moderna de recubrimiento por película se encuentran la bandeja o tambor de recubrimiento y un sistema de pulverización. Asimismo, son indispensables una unidad de tratamiento de aire y un colector de polvo, junto con sus correspondientes sistemas de control. Dependiendo de la aplicación, también puede ser necesario un humidificador o un deshumidificador. La bandeja de recubrimiento moderna suele consistir en un tambor perforado que gira y está alojado dentro de una cabina. Esta cabina permite controlar las condiciones ambientales dentro del tambor, como la temperatura y la presión, así como el caudal de aire y la velocidad de rotación del tambor. El proceso de recubrimiento por película comienza cargando un lote de comprimidos en el tambor de recubrimiento. Los comprimidos se calientan mediante un flujo de aire y se deja tiempo suficiente para que el polvo se asiente y se alcance una temperatura estable en la salida del aire (normalmente entre 40 y 46 °C). Esto suele tomar alrededor de 15 minutos. A continuación, se activan las pistolas de pulverización situadas dentro del tambor, generando una fina niebla de solución de recubrimiento que se seca al contacto con la superficie de los comprimidos. A medida que el agua o el disolvente de la niebla se evaporan, quedan los sólidos, formando una delgada película. El secreto del recubrimiento por película es muy similar al de la pintura por pulverización: conviene aplicar la solución de manera ligera y uniforme, permitiendo que se acumulen capas sucesivas y finas hasta obtener una capa densa y resistente sobre la superficie del comprimido. El tiempo necesario para lograr esto puede variar desde unos pocos minutos hasta varias horas, y depende de las características específicas del material de recubrimiento, así como de parámetros del proceso como la velocidad del tambor, la temperatura, la presión y la tasa de pulverización. Sobre todo, todos estos parámetros deben controlarse cuidadosamente durante toda la duración del proceso de recubrimiento. Por ejemplo, cualquier alteración en la tasa de pulverización suele dar lugar a comprimidos defectuosos. Pulverización y distribución La primera exigencia durante el proceso de recubrimiento es que la suspensión de recubrimiento se distribuya de manera uniforme sobre el lecho de comprimidos. Para ello se utilizan pistolas de pulverización. Con frecuencia, estas son atomizadores que emplean aire comprimido para atomizar la solución o suspensión de recubrimiento. Existen tres tipos comunes de pistolas atomizadoras: de dos puertos, de tres puertos y de cuatro puertos. La sencilla pistola de dos puertos cuenta con un puerto para la solución líquida de recubrimiento y otro para el aire atomizador. El único ajuste disponible en esta pistola es la presión del aire en el puerto correspondiente. En el sistema de tres puertos, las presiones de atomización y de activación de la pulverización pueden controlarse de forma independiente, lo que permite regular el ancho de la pulverización. En la pistola de cuatro puertos, tres puertos están destinados al aire y uno a la solución líquida, lo que posibilita el control independiente de la presión de activación, la presión de atomización y el ancho de la pulverización. Tasa de pulverización – Proceso de recubrimiento por película

El proceso de recubrimiento constituye una etapa fundamental en la fabricación de comprimidos farmacéuticos modernos. El propio recubrimiento puede cumplir diversas funciones: fortalecer el comprimido, controlar la liberación de los principios activos, mejorar su sabor, conferir color, facilitar su envasado y manipulación, y protegerlo de la humedad. El recubrimiento con azúcar fue uno de los primeros métodos desarrollados para recubrir comprimidos y sigue empleándose en determinados productos, especialmente en la industria de confitería. Entre otros métodos se encuentran el recubrimiento en lecho fluidizado y el recubrimiento en seco; sin embargo, el método más utilizado actualmente en la industria farmacéutica y nutracéutica es el recubrimiento por película. Este artículo describe las etapas esenciales del proceso y el equipo necesario para el recubrimiento por película de comprimidos.

Equipo básico de recubrimiento de películas

En el corazón de una moderna instalación de recubrimiento por película se encuentran la bandeja o tambor de recubrimiento y un sistema de pulverización. Asimismo, son necesarios una unidad de tratamiento de aire y un colector de polvo, junto con sus correspondientes sistemas de control. Según la aplicación, también puede ser preciso un humidificador o un deshumidificador. La bandeja de recubrimiento moderna suele consistir en un tambor perforado que gira y está alojado dentro de un armario. Este armario permite regular las condiciones ambientales dentro del tambor, como la temperatura y la presión, así como el caudal de aire y la velocidad de rotación del tambor.

El proceso de recubrimiento por película comienza con la carga de un lote de comprimidos en el tambor de recubrimiento. Estos se calientan mediante una corriente de aire en movimiento y se deja transcurrir el tiempo necesario para que el polvo se asiente y se alcance una temperatura estable en el aire de salida (normalmente entre 40 y 46 °C). Esto suele requerir aproximadamente 15 minutos. A continuación, se activan las pistolas pulverizadoras situadas dentro del tambor, generando una fina niebla de solución de recubrimiento que se seca en cuanto alcanza la superficie de los comprimidos. A medida que el agua o el disolvente se evaporan de la niebla, quedan los sólidos, que forman una delgada película. El secreto del recubrimiento por película es muy similar al de la pintura por pulverización: conviene aplicar la solución de manera ligera y uniforme, de modo que los sucesivos recubrimientos finos vayan acumulándose hasta conformar una capa densa y resistente sobre la superficie del comprimido. El tiempo necesario para lograrlo puede oscilar entre unos pocos minutos y varias horas, y está determinado por las características específicas del material de recubrimiento, así como por parámetros del proceso, tales como la velocidad del tambor, la temperatura, la presión y la tasa de pulverización. Sobre todo, todos estos parámetros deben controlarse cuidadosamente durante toda la duración del proceso de recubrimiento. Por ejemplo, una interrupción en la tasa de pulverización suele dar lugar a comprimidos defectuosos.

Pulverización y distribución

El primer requisito durante el proceso de recubrimiento es que la suspensión de recubrimiento se distribuya de manera uniforme sobre el lecho de comprimidos. Para ello se utilizan pistolas de pulverización. Con mayor frecuencia, se trata de atomizadores que emplean aire comprimido para atomizar la solución o suspensión de recubrimiento. Existen tres tipos comunes de pistolas atomizadoras: de 2 puertos, de 3 puertos y de 4 puertos. La sencilla pistola de 2 puertos cuenta con un puerto para la solución líquida de recubrimiento y otro para el aire atomizador. El único parámetro de control disponible en una pistola de 2 puertos es la presión del aire en dicho puerto. En un sistema de 3 puertos, las presiones de atomización y de activación de la pulverización pueden ajustarse de forma independiente, lo que permite regular el ancho de la pulverización. En la pistola de 4 puertos, tres puertos están destinados al aire y uno a la solución líquida, lo que posibilita el control independiente de la presión de activación, la presión de atomización y el ancho de la pulverización.

Tasa de pulverización – Proceso de recubrimiento por película

El monitoreo de la tasa de aplicación del spray es fundamental, especialmente en el recubrimiento con película acuosa, ya que las variaciones en la velocidad de pulverización durante el proceso pueden provocar diversos problemas, como el levantamiento y el pegado, el efecto de “piel de naranja”, el escarchado y la erosión, todos ellos causados por un exceso de humedad en los comprimidos. La tasa de pulverización o la tasa de suministro de la solución de recubrimiento suele controlarse mediante bombas peristálticas. Este tipo de bomba permite un control preciso de la velocidad, que depende únicamente del diámetro del tubo utilizado en la bomba y de la velocidad de rotación de la misma. Las bombas peristálticas son muy fáciles de limpiar y los tubos pueden cambiarse con facilidad, lo que minimiza la contaminación cruzada entre distintos materiales de recubrimiento.

La velocidad de pulverización puede controlarse mediante la monitorización del consumo de la solución de recubrimiento (por ejemplo, siguiendo la variación de peso de un depósito a lo largo del tiempo). Al verificar así los primeros 3 a 5 lotes, se puede comprobar la velocidad de rotación de la bomba peristáltica.

Durante el proceso de recubrimiento, la bandeja debe estar completamente o óptimamente cargada para evitar que el aire se dirija directamente al lecho y luego al conducto de escape, lo que conlleva una pérdida de energía y una reducción de la eficiencia del secado. La eficiencia de mezcla de la bandeja de recubrimiento también disminuye cuando la bandeja está parcialmente cargada, lo que requiere aumentar la velocidad de rotación del tambor de recubrimiento. Esto resulta especialmente importante en recubrimientos funcionales, como los entericos, donde un aumento de la velocidad de rotación puede provocar el desgaste de los bordes de los comprimidos, lo que a su vez ocasiona fallos en los ensayos de disolución.

Para evitar problemas derivados de una carga no óptima del tambor de recubrimiento, los fabricantes suelen emplear un enfoque multitambor, en el que se utilizan tambores de distintos tamaños para adaptarse a diferentes tamaños de lote.

Pistola de pulverización – Posición y configuración

Varias pistolas de pulverización pueden ubicarse en el tambor de recubrimiento, y cada una de ellas debe ajustarse correctamente. Para obtener el ancho de pulverización requerido, es fundamental optimizar la distancia entre pistolas y la distancia entre la pistola y la bandeja. Si las pistolas están demasiado próximas, el ancho de pulverización resultará estrecho, lo que provocará un recubrimiento no uniforme. Por el contrario, si las pistolas y los anchos de pulverización son excesivamente amplios, se producirá solapamiento del área de pulverización; parte del producto podría alcanzar zonas no destinadas, como la puerta o la pared del tambor. Esto conlleva un desperdicio del material de recubrimiento y puede dar lugar a otros problemas, como el arrastre y el pegado. Idealmente, el patrón de pulverización debe abarcar la superficie del comprimido y cubrir casi toda la bandeja del tambor.

Antes de iniciar el proceso de pulverización, es importante configurar correctamente las pistolas y realizar la validación de las aplicaciones para asegurarse de que exista una variación mínima entre ellas. Al comienzo de las operaciones, se debe verificar y registrar la tasa de pulverización de cada pistola. Las pistolas deben ajustarse si la diferencia en la tasa de pulverización supera el 10 % entre ellas.

Durante el proceso de recubrimiento, la presión en el tambor debe mantenerse siempre por debajo de la presión del aire de entrada. Sin embargo, deben evitarse presiones negativas excesivas para garantizar que no se pierda pulverización a través del puerto de escape de aire. Por ello, es fundamental monitorear la presión dentro del tambor durante la operación de recubrimiento. Al mismo tiempo, también debe evitarse una presión positiva en el tambor, ya que esto podría provocar la contaminación del entorno al abrirse la puerta del tambor, debido a la liberación de partículas de polvo y de aire caliente, ambos prohibidos según las normas GMP.

Parámetros de proceso a observar durante la puesta en marcha de las máquinas de recubrimiento y durante el propio proceso de recubrimiento:

· Presión de aire de atomización

· Tamaño del lote

· Temperatura de la cama

· Carga del tambor: al cargar los comprimidos por primera vez, inspeccione si hay comprimidos rotos, con tapón o astillados. ¿Se presentan defectos al iniciar la carga del tambor o durante su rotación?

· Temperatura de escape

· Distancia del arma a la cama

· Distancia entre armas

· Boquillas de pistola: deben mantenerse limpias y libres de acumulación de producto.

· Temperatura de entrada

· Presión negativa en la bandeja

· RPM de la bandeja de recubrimiento

· Preparación de la solución

· Calibración de la pistola pulverizadora

· Tasa de pulverización

· Calidad de la tableta