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El conocimiento
de la actividad acuosa en sólidos
farmacéuticos.(proteínas,
drogas, y excipientes) es esencial para
obtener una forma de dosificación
sólida con las características
óptimas del producto tanto químicas,
físicas, microbianas y vida útil.
La actividad acuosa influye sobre la estabilidad
química, estabilidad microbiana,
características del flujo, compactación,
dureza, e índices microbianos, la
disolución, formas de dosificación
de productos farmacéuticos, de proteínas,
biofarmacéuticas, nutracéuticas,
y propiedades fisicoquímicas.
La importancia de la medición de
la actividad acuosa ha sido reconocida por
la industria alimenticia. Aunque la medición
de la actividad acuosa es poco común
en la industria farmacéutica, la
actividad acuosa (aw), o humedad relativa
de equilibrio (ERH) , es una medida del
agua libre en una dosis de una formulación
farmacéutica.
Se define, como la relación entre
la presión de vapor de agua de la
sustancia (p) y la presión de vapor
del agua pura (po), a una misma temperatura
aw = p/po. La humedad relativa
en equilibrio, es la actividad acuosa expresada
en porcentaje; ERH = aw x 100.
El agua asociada con una sustancia se clasifica
como libre o ligada. El agua libre (a veces
conocida como móvil o no ligada)
es adsorbida lábilmente en la superficie
de la sustancia y tiene las propiedades
del agua a granel. El agua ligada está
directamente asociada al material y no se
encuentra disponible para interacción
química o con otras especies Adicionalmente,
cierta cantidad de agua se encuentra menos
ligada, con propiedades a nivel estructural
más elevado que el agua a granel,
pero menor que el agua ligada.
En consecuencia la cantidad de agua libre
y en mayor grado que el agua total es critica
para la estabilidad química y física
de una droga o sustancia sensible a la humedad.
En equilibrio, la actividad acuosa de un
material es igual a la humedad relativa
(RH) de la atmósfera
en la que se encuentra almacenado.
Si el agua será adsorbida o desorbida
en un componente en particular es esencial
para prevenir la degradación, especialmente
si una sustancia es sensible a la humedad.
Por ej: dos materiales por separado (inicialmente
con diferentes contenidos de agua y aw)
almacenados a 25% RH alcanzarán una
actividad acuosa de 0.25, a pesar de que
el contenido de agua de ambos sea distinto.
Si los materiales son llevados a un mayor
o menor RH, entonces la cantidad de agua
aumentará o disminuirá respectivamente
hasta que el equilibrio sea alcanzado. Similarmente,
si dos materiales que difieren en su actividad
acuosa pero tienen el mismo contenido de
agua son mezclados, entonces el agua se
ajustará entre los materiales hasta
que su actividad acuosa se encuentre en
equilibrio.
Por lo tanto, la actividad acuosa sobre
el contenido de agua provee información
muy valiosa para desarrollo de formulaciones,
condiciones de manufactura y requerimientos
de empaque.
La relación entre el contenido de
agua y la actividad acuosa es muy complejo.
Un incremento en aw se encuentra siempre
acompañado de un incremento en el
contenido de agua, pero no en forma lineal.
Estas curvas son determinadas experimentalmente.
Muchas disciplinas utilizan el contenido
de agua para regular la calidad del producto,
pero la determinación del contenido
de agua es imprecisa y lenta, especialmente
en los productos farmacéuticos.
Por ej: Un componente en particular tiene
un contenido de agua de 0.05% y su medición
en este rango es dificultosa. Para este
componente, un cambio del orden del 0.02%
en el contenido de agua corresponde a un
cambio del 0.2 en aw. Claramente la determinación
del aw permite un control mucho más
estrecho de las especificaciones del producto.
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Crecimiento
Microbiano
La actividad acuosa es un mejor indicador
del crecimiento microbiano que el contenido
de agua.
El concepto de actividad acuosa ha sido utilizado
por décadas por los microbiólogos
y técnicos en alimentos y es el criterio
más común para cuestiones de
calidad y seguridad.
Los microorganismos tienen un límite
de aw , debajo del cual no pueden desarrollarse.
El conocimiento acerca del comportamiento
de los microorganismos en productos farmacéuticos
a diferentes niveles de aw es importante para
cumplir con los requerimientos de la Federal
Food, Drug and Cosmetic.
Compatibilidad
de Componentes
La importancia de la actividad acuosa en oposición
a la totalidad del agua es utilizada en los
estudios de compatibilidad de pre formulaciones
relacionadas con las drogas sensibles a la
humedad.Excipientes hygroscópicos (Almidón,
celulosa y magaldrade) han sido exitosamente
formulados para el uso con drogas sensibles
a la humedad.Los excipientes deben preferentemente
ligar la humedad y su dosis tal que la formulación
resulte lo menos sensible a los cambios de
la humedad relativa durante su fabricación,
transporte, almacenamiento y utilización,
por ende extendiendo su vida útil.
Esto también puede aplicarse a otros
sistemas de polímeros de interés
farmacéutico, tales como proteínas
(gelatina, keratina) y varios hidrogeles sintéticos.
Estabilidad
Proteínas, enzimas y la estabilidad
biofarmacéutica están sumamente
influenciadas por la actividad acuosa debido
a su frágil naturaleza.
Un gran cuidado debe tomarse para prevenir
la agregación bajo condiciones farmacéuticas
relevantes. La mayoría de las proteínas,
encimas, y biofarmacéuticos deben también
mantener su integridad para permanecer activos.
Manteniendo niveles críticos de actividad
acuosa, se puede prevenir la disolución
y agregación.GO
Aplicaciones
adicionales
La actividad acuosa de materiales particulados
afecta su fluidez, compactación, aglutinamiento
y propiedades de dureza en las formas sólidas.
El Aw es utilizado para el estudio de la vida
útil, envejecimiento y requerimientos
de embalaje de productos farmacéuticos.
A demás la actividad acuosa se utiliza
para el diseño y desarrollo de tecnología
de recubrimiento.
Comprendiendo la respuesta de la dosis de
sólidos para modificar el ambiente,
ayuda a optimizar las formulaciones y las
necesidades de empaque. Cuando las tabletas
se encuentran en proceso de equilibrio hacia
un valor mayor o menor cuando se encuentran
recubiertas, estas deben ser quebradas para
poder obtener un nivel exacto de la humedad
libre la humedad de la tableta entera.
Estas son sólo algunas de las aplicaciones
en la industria farmacéutica.
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