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TECNOLOGIA FARMACÉUTICA I 2015

SESIÓN N° 3

SÓLIDOS PULVERULENTOS

Los sólidos pulverulentos son de gran importancia, ya que constituyen las materias primas para la elaboración de numerosas formas farmacéuticas.

Superficie específica.- la superficie de las partículas que constituyen un sólido pulverulento presenta una gran importancia en la Tecnología Farmacéutica, ya que condiciona propiedades como: su velocidad de disolución, o sus propiedades de flujo.Una característica común de los sólidos pulverulentos es su capacidad para fijar superficialmente moléculas de gases. Esta capacidad de adsorción constituye el fundamento del procedimiento al que se acude con mayor frecuencia para determinar la superficie específica de las partículas de los sólidos pulverulentos, procedimiento que se conoce con el nombre de adsorción de gases.

Reología de los sólidos pulverulentos.- la reología se encarga del estudio de las propiedades de flujo y de deformación de los materiales. El flujo y la deformación deben considerarse de manera conjunta, ya que, en el caso de los sólidos pulverulentos, el que ocurra un desplazamiento o una deformación de sus partículas depende, fundamentalmente, de la intensidad de las fuerzas que, al ser aplicadas, promueven estos procesos.Las propiedades reológicas condicionan la aplicación de operaciones básicas numerosas en la elaboración de formas farmacéuticas sólidas como: comprimidos, cápsulas, granulados, etc.Dentro de las operaciones básicas que se encuentran condicionadas por las propiedades reológicas de los sólidos tenemos:

- Transporte.- Pulverización.- Tamización.- Mezclado.- Compresión.

Dentro de las propiedades de los sólidos pulverulentos que condicionan su comportamiento reológico tenemos:

- Estructura molecular.- Composición química.- Densidad y porosidad de las partículas,- Tamaño y distribución de tamaño de las partículas.- Forma de las partículas.

Mg. Q. F. Martha Adriana Sánchez Uceda


- Textura superficial.- Cargas electrostáticas.- Contenido en humedad.

Algunas propiedades como la estructura molecular, la composición química o la densidad real, que son inherentes al material, no pueden ser alteradas, en tanto que otras, como el tamaño y la forma de las partículas o el contenido en humedad del sólido, son susceptibles de ser manipuladas, y constituyen la base de diferentes recursos tecnológicos dirigidos a modificar su comportamiento reológico.Es conveniente por tanto, presentar los dos tipos de fenómenos de forma más detallada:

2.1. Propiedades de flujo.-

La mayor parte de los sólido pulverulentos presenta, como característica común, la de oponer resistencia a movilizarse cuando son sometidos a la acción de una fuerza externa. Esto se debe a la actuación de una serie de fuerzas de distinta naturaleza que se agrupan, bajo el nombre de “fuerzas de cohesión”. Por lo tanto cohesión es la tendencia de las partículas de un material a permanecer unidad entre sí.Básicamente se pueden distinguir cuatro tipos de fuerzas de atracción que actúan sobre las partículas:

- Fuerzas de Van der Waals, cuyo valor está muy ligado al tamaño de partícula, de manera que su intensidad experimenta fuertes incrementos al disminuir éste.

- Fuerzas electrostáticas.- Fuerzas capilares debidas a la presencia de películas acuosas en los espacios

interparticulares o a la humedad adsorbida sobre la superficie de las partículas, con la consiguiente formación de puentes líquidos de unión.

- Fuerzas de fricción que resulta del entrecruzamiento de partículas de forma irregular y de la fricción de sus superficies en los puntos de contacto.

Dado que todas las fuerzas indicadas son atractivas, dificultan el desplazamiento relativo de las partículas. Por eso para que éste tenga lugar, se debe aplicar una fuerza externa de intensidad superior a la de cohesión. En estas condiciones, las propiedades de flujo de un sólido pulverulento son el resultado de la interacción entre las fuerzas de tipo cohesivo y las aplicadas externamente.

Debido a que las partículas que constituyen un sólido pulverulento son irregulares y de distintos tamaños, sus posibilidades de empaquetamiento dependen de múltiples factores: tamaño y distribución de tamaño de las partículas, forma y textura de las partículas, propiedades superficiales, tratamientos anteriores, etc. Las propiedades de flujo se pueden dividir en dos grupos:

- Sustancias de flujo libre.



- Sustancias cohesivas.Las propiedades de flujo de una sustancia pulverulenta están afectadas por los cambios de tamaño de las partículas, la densidad, la forma, las cargas electrostáticas y la humedad absorbida, factores que pueden producirse durante la etapa de formulación o en el curso de la fabricación.Para medir la fluidez se pueden utilizar mecanismos más o menos complicados que permitan evaluar la velocidad de caída de la masa pulverulenta a través de orificios de diferentes diámetros.La densidad aparente, el ángulo de reposo y la compresibilidad son parámetros íntimamente relacionados con la fluidez de una masa pulverulenta.

a) Densidad aparente.- depende del método de cristalización empleado en su purificación y del grado de pulverización. Cuando la densidad aparente de una sustancia no es la adecuada, se puede modificar por pulverización o mediante la incorporación de sustancias con densidad diferente a la del p.a. Para evaluar la densidad aparente, debe distinguirse entre la densidad aparente de la masa sólida sin manipular y la densidad aparente de la masa sólida apelmazada:

da = m/va daa = m/vaa

b) Angulo de reposo.- Cuando una masa pulverulenta se deja caer libremente, las partículas de sólido se agrupan formando un cono. El ángulo formado por la horizontal y la generatriz del cono se denomina “ángulo de reposo” y su valor numérico indica la capacidad de fluir de la masa pulverulenta. Así, se considera que las sustancias con ángulo inferior a 25º C fluyen libremente, mientras que las que tienen un ángulo superior a 45º C son sustancias cohesivas en las que se tiene que mejorar su fluidez..

c) Compresibilidad.- se refiere a la capacidad de las sustancias pulverulentas para compactarse. Numéricamente es una relación de densidades aparentes de la masa sin apelmazar y apelmazada, según la expresión:

Compresibilidad % = (daa – da/daa) 100

La compresibilidad de una masa pulverulenta está en relación inversa a su fluidez.

Características de fluidez y compresibilidad de algunos excipientes de uso farmacéutico



MATERIAL COMPRESIBILIDAD FLUIDEZCelutabEmcompressLactosa monohidratadaAlmidón de maízEstearato magnésicoDióxido de titanioTalco

11151926313449

excelenteexcelenteaceptabledébildébilmalomalo

2.2. Propiedades de deformación.-

A través de procesos de reordenación se pueden alcanzar grados de empaquetamiento máximos. Sin embargo, esta reordenación no permite la eliminación total de los espacios interparticulares. Por lo tanto, si se desea reducir más el volumen ocupado por el sólido, es necesario provocar la aparición de otros fenómenos. Estos fenómenos tienen lugar cuando se aplican fuerzas de intensidad elevado y son, fundamentalmente, procesos de deformación y de fragmentación de partículas.La deformación puede ser plástica o elástica, según tenga o no carácter permanente.

Deformación plástica.- es aquella que se mantiene una vez que cesa la aplicación de la fuerza externa que la produjo.Deformación elástica.- es aquella en la cual los materiales muestran una recuperación volumétrica cuando se deja de aplicar la fuerza que produjo la deformación. Fragmentación.- supone la rotura de las partículas originando partículas de tamaño más pequeño.Para estudiar las características de deformación de los materiales, es posible utilizar aparatos con distinta estructura. Estos equipos deben estar dotados de sistemas de medida y registro de la fuerza aplicada y del desplazamiento del pistón en el interior de la cámara de compresión.

2.3. Procedimientos tecnológicos para mejorar las propiedades reológicas.-

En primer lugar, debemos tener en cuenta que propiedades de flujo y deformación nos convienen. De forma general, es conveniente que los sólidos pulverulentos fluyan con libertad.Entre las propiedades básicas que condicionan el comportamiento reológico de un sólido, sólo algunas son susceptibles de ser modificadas para alcanzar los objetivos. Dentro de las más importantes desde este punto de vista tenemos:

Tamaño.



Distribución de tamaños. Forma. Textura superficial. Contenido en humedad.

La granulación por ejemplo es una operación frecuente para adaptar los p.a. para fabricar formas sólidas. En esta operación la mejora de las propiedades reológicas tiene que ver con:El aumento del tamaño de partícula, homogeneización de la distribución de tamaños, regularización de la forma de las partículas y corrección de su rugosidad superficial. Además la adición de sustancias auxiliares adecuadas produce mejoras en la plasticidad del producto.La adición de excipientes denominados “lubricantes”, reduce de una manera notable las fuerzas de atracción interparticular, lo que convierte a estas sustancias en coadyuvantes de uso casi obligado para mejorar las propiedades de flujo.La desecación conduce también a la obtención de sólidos formados por partículas casi esféricas y de tamaño muy homogéneo, por tanto, es una técnica útil para obtener productos que fluyen libremente.

ACTIVIDADES

1. Cada estudiante de manera individual elabora un organizador visual sobre el tema, utilizando el método indicado ´por el docente. La información organizada será enviada al correo [email protected]

2. En grupos responden a las siguientes preguntas:a. Explicar de qué manera el transporte, la pulverización, la mezcla y la

compresión; influyen en la reología de los sólidos y qué tipo de deformación se produce en ellos.

b. Indicar de qué manera se podría modificar la forma y superficie de las partículas para mejorar las propiedades de los sólidos pulverulentos que serán empleados en la formulación de medicamentos.

c. ¿Por qué es importante el estudio de la fluidez de los sólidos y qué métodos se pueden emplear?

d. ¿Qué significa fuerzas de cohesión? ¿son importantes en las operaciones farmacéuticas? Explique.

e. ¿Qué factores influyen en la fluidez de los sólidos? ¿De qué manera influye cada uno de ellos?

3. Cada grupo debe suponer que forma parte del equipo de la Industria Farmacéutica y que debe estudiar las propiedades de un nuevo principio activo que deberá ser utilizado en la elaboración de un medicamento. Se sabe que el medicamento a fabricar necesita que el sólido tenga un flujo excelente. Sin embargo, el principio activo escogido es un sólido amorfo, con superficie irregular y pésimo flujo.


mailto:[email protected]


Proponga usted el método o métodos para evaluar al sólido. El método o métodos para mejorar la fluidez y los excipientes que deberán usarse para asegurar las propiedades requeridas en el medicamento a fabricar.


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