O tamanho de partícula é um parâmetro crítico na indústria farmacêutica e precisa ser considerado em diversos aspectos. As partículas estão presentes como pós, suspensões ou emulsões, e cada estado precisa ser caracterizado e controlado de qualidade com alta rastreabilidade e precisão para evitar riscos à saúde.

 

Por um lado, o tamanho das partículas é uma grande preocupação no desenvolvimento de medicamentos, afetando a taxa de absorção e a biodisponibilidade de ingredientes farmacêuticos ativos (API). A este respeito, a taxa de dissolução e, portanto, a biodisponibilidade de APIs em pó é particularmente importante em formulações que requerem uma liberação controlada ou retardada no organismo. Sistemas de entrega de drogas, como lipossomas na faixa nanométrica, precisam ser controlados no sentido de tamanho e estabilidade, a fim de garantir alta eficiência da droga ou direcionamento de tipos específicos de células.

 

Mas, por outro lado, como para a maioria das outras aplicações, o tamanho das partículas também afeta o comportamento do fluxo de produtos farmacêuticos, influenciando as propriedades de produção, armazenamento, transporte e embalagem das formulações.

Ingredientes farmacêuticos ativos

O termo “ingredientes farmacêuticos ativos” (API) define o componente biologicamente ativo de um medicamento (comprimido, cápsula, creme, injetável) que induz os efeitos pretendidos. Além do efeito terapêutico pretendido, as propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas precisam ser consideradas.

 

Por esta razão, o tamanho das partículas é uma grande preocupação no desenvolvimento de drogas influenciando a estabilidade, a taxa de absorção e a biodisponibilidade em geral. Os ingredientes farmacêuticos ativos (API) não podem ser vinculados a um tipo especial de molécula, mas abrangem proteínas, ácidos nucleicos, uma ampla gama de pequenas moléculas, como peptídeos, derivados de ácidos graxos, esteróides, glicosídeos e muito mais. A estabilidade e a reatividade dessas moléculas geralmente dependem das condições ambientais. Temperatura, pH, concentrações de sal ou excipientes afetam sua reatividade, as cargas de superfície podem mudar ou multímeros e agregados inativos são formados. As medições de tamanho de partícula por dispersão dinâmica de luz podem ser usadas para monitorar, verificar e controlar o tamanho de partícula de APIs para avaliar a estabilidade do tamanho e otimizar formulações. O acoplamento de APIs a nanopartículas ou outros sistemas de nanoentrega podem ser monitorados e verificados quanto à eficiência e estabilidade.

 

O gráfico da Figura 1 compara a distribuição do tamanho das partículas de insulina, um hormônio peptídico, à temperatura ambiente e exposta a 80°C. À temperatura ambiente, a insulina apresenta uma distribuição monomodal com um modo em torno de 5 nm. A exposição ao calor leva à formação de multímeros inativos que aparecem como picos de ordem superior.

Medidas de potencial Zeta por espalhamento eletroforético de luz lançam mais luz sobre a estabilidade eletrostática de suspensões coloidais farmacêuticas, mas também e não menos importante sobre a carga superficial de moléculas em solventes definidos. Uma magnitude em potencial zeta superior a 30 mV é considerada eletrostaticamente estável. Como nota lateral, além da estabilização eletrostática, também a estabilização cinética e estérica pode ter grandes impactos na estabilidade da suspensão e/ou emulsão. Uma vez que a carga superficial das células é geralmente negativa, a carga superficial das moléculas que se destinam a interagir e ser absorvidas pelas células é de grande importância. O gráfico (Figura 2) mostra uma distribuição potencial zeta de um anticorpo monoclonal IgG em água. Um potencial zeta médio ligeiramente positivo de 10,5 mV pode ser obtido.

Sistemas de entrega de medicamentos

A eficácia de um determinado medicamento é muitas vezes limitada devido a barreiras fisiológicas, como transporte no sistema circulatório, cruzando a barreira hematoencefálica ou apenas células e tecidos. Efeitos colaterais graves podem ser observados causados ​​por drogas que interagem com o tecido saudável. Medicamentos com solubilidade em água muito baixa geralmente apresentam problemas de entrega, como biodisponibilidade limitada ou menor capacidade de difusão na membrana externa, o que requer dosagem mais alta (1). A terapêutica de pequenas moléculas, incluindo proteínas e peptídeos, anticorpos monoclonais (mAbs) e ácidos nucleicos, certamente forneceram novas funções terapêuticas. Mas estes também apresentaram vários desafios, incluindo estabilidade ou requisitos de entrega intracelular (2).

 

Os sistemas de entrega de drogas são projetados para superar esses problemas por entrega direcionada e/ou liberação controlada de agentes terapêuticos (3). A gama de sistemas de entrega é muito ampla e aumenta cada vez mais com o desenvolvimento de novos medicamentos e suas necessidades especiais de entrega e liberação. Apenas para citar alguns deles: micropartículas revestidas, nanopartículas à base de lipídios (micelas, lipossomas, partículas semelhantes a vírus), nanopartículas sólidas, microencapsulações, hidrogéis e implantes de liberação controlada (2). Para os sistemas de entrega em nanoescala, o tamanho das partículas é um parâmetro crítico que afeta e define a absorção corporal e celular. Aqui, a técnica de dispersão de luz dinâmica permite o desenvolvimento, otimização e controle de qualidade de sistemas de entrega em nanoescala, como lipossomas. Problemas de temperatura, pH e estabilidade podem ser monitorados e resolvidos.

Excipientes e complexos de excipientes

As formas farmacêuticas sólidas, como grânulos, comprimidos ou cápsulas, ainda são a forma farmacêutica mais prevalente no mercado. Eles consistem em uma mistura de ingredientes farmacêuticos ativos (API) e excipientes. Um excipiente é uma substância formulada juntamente com o API, garantindo a estabilização a longo prazo, aumentando o volume de formulações sólidas que contêm apenas pequenas quantidades de API ou conferindo um aprimoramento terapêutico ao API. O tipo de excipiente ou a combinação de excipientes não apenas influencia a fluidez, compactabilidade e compressibilidade do produto final, mas pode alterar os atributos das formas farmacêuticas finais, como uniformidade do conteúdo, viscosidade, solubilidade, taxa de dissolução no corpo e absorção do fármaco (4). ). A distribuição do tamanho das partículas de dois excipientes diferentes obtidos por difração a laser no modo seco é mostrada na Figura 3.