Tema 4. Aspectos fundamentales de los sistemas farmacéuticos. SISTEMAS FARMACÉUTICOS Concepto SÓLIDOS PULVERULENTOS. I.

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1 Tema 4. Aspectos fundamentales de los sistemas farmacéuticos SISTEMAS FARMACÉUTICOS Concepto SÓLIDOS PULVERULENTOS I. Introducción II. Análisis granulométrico 1. Tamaño de partícula diámetros equivalentes 2. Distribución de tamaños de partículas métodos cualitativos: Histogramas y Curvas de frecuencias (incrementales y acumuladas) métodos cuantitativos: curvas de distribución normal y log normal método Probit 3. Forma de las partículas métodos directos métodos indirectos 4. Técnicas de análisis granulométrico Tamización convencional tamices especiales Sedimentación por gravedad centrífuga Método Coulter Difracción luz láser angular correlación fotónica Microscopía óptica electrónica III. Reología de los sólidos pulverulentos 1. Propiedades de flujo Métodos de evaluación de las propiedades de flujo angulares flujo a través de orificios determinación de la fuerza de cizalla métodos de compactación 2. Propiedades de deformación

2 A. SÓLIDOS PULVERULE TOS Materia prima en la elaboración de distintas formas farmacéuticas Sistemas discontinuos (formados por partículas individuales) características intrínsecas Comportamiento especial propiedades asociadas (tamaño, forma,...) Cohesión Caracterización Reología Deformación Partículas (conceptos básicos) Técnicas de análisis granulométrico Fragmentación Geometría de empaquetamiento

3 MEDIDA DEL TAMAÑO DE PARTÍCCULA: DIÁMETROS ESFÉRICOS EQUIVALE TES Consiste en ASIMILAR una propiedad de la partícula irregular (VOLUMEN, ÁREA SUPERFICIAL, etc.) a la de una PARTÍCULA ESFÉRICA.; la partícula esférica que tiene una propiedad común con la partícula irregular se denomina esfera equivalente y su diámetro: DEE de tamización diámetro de la mayor esfera que atraviesa el mismo tamiz que la partícula DEE de Stokes (o de sedimentación) Diámetro de una esfera con igual densidad que la partícula que sedimenta en un fluido a igual velocidad que la partícula DIÁMETRO ESFÉRICO EQUIVALE TE (DEE) DEE de volumen Diámetro de una esfera con igual volumen que la partícula DEE de superficie Diámetro de una esfera con igual superficie que la partícula DEE de superficie volumen Diámetro de una esfera con igual superficie específica que la partícula Diámetro de MARTIN distancia entre dos puntos extremos de la partícula, sobre un eje de medida previamente establecido Diámetro de FERET distancia que existe entre dos tangentes a la partícula, paralelas entre sí y perpendiculares al eje de medida Distribución (cualitativa) de tamaños aproximación representación gráfica que conduce a histogramas de frecuencias representamos la frecuencia con la que aparece cada tamaño en función de ese tamaño da lugar a un diagrama de barras o a una curva de frecuencias

4 DISTRIBUCIÓ DE TAMAÑOS Moda Mediana Media Moda Mediana Media Moda es el valor más frecuente de la distribución Mediana Ø que divide la distribución por la mitad Media Ø medio aritmético de las partículas

5 ESTUDIO COMPARATIVO DE LA HOMOGE EIDAD CUA TIFICACIÓ DEL TAMAÑO Y DISTRIBUCIÓ DEL TAMAÑO P + 5 pendiente : 1 DE () magnitud diferencia tamaños ordenada origen : + 5 media () tamaño medio partículas

6 A ÁLISIS DE LA FORMA DE LAS PARTÍCULAS P P P P ' ) ( ' ; ' 5 ' 6 ' 6 ; 5 5; la abscisa del valor probit 5 es el tamaño medio de las partículas la diferencia de tamaños correspondiente a una unidad probit es la DE de la distribución

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8 TÉCNICAS DE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO TAMIZACIÓ CO VE CIO AL Diámetro de la mayor esfera que atraviesa un tamiz de igual luz de malla que el atravesado por la partícula. Se relaciona con la dimensión intermedia, anchura, de las partículas. LIMITACIONES CALIBRADO DE TAMICES TIEMPO DE TAMIZACIÓN -Muestra: 100 g -Tamaño mínimo partícula: m -Dos juegos de tamices, uno de referencia. -Uso de sustancias patrón -Forma partículas -Carga tamices -Sistema agitación Análisis cinético TAMICES ESPECIALES -Tamización por ultrasonidos -Tamización por corriente de aire - Fotograbado: orificios circulares - Tamización húmeda: útil en productos con gran tendencia a la aglomeración SEDIMENTACIÓN Diámetro de una esfera de igual densidad que la partícula que sedimenta a igual velocidad en un medio determinado POR GRAVEDAD Se fundamenta en la ley de Stokes: v 2. 9 r 2 g 2 ( ρ ρ ) D g ( ρs ρl) s η l obien v 18η *Esta ley asume: -partículas esféricas -no interacción entre partículas suspensiones muy diluidas: 1-2% p/v -viscosidad del medio constante -sedimentación según régimen laminar *Mide partículas de m a 2 m

9 SEDIMENTACIÓN CENTRÍFUGA Usa pipetas centrífugas : cámaras cilíndricas sometidas a rotación ( rpm) en las que se impulsa la sedimentación por una acción ajena a la gravedad: g ω 2 r (aceleración centrípeta) Mide partículas de hasta 0,5 m PIPETA DE LADAL, 1ª mercado PIPETA LADAL MODIFICADA, introduce una fuente emisora de rayos en sistema extracción muestras MÉTODO COULTER Se aplica para determinar partículas entre 0, m Requiere: Suspensión diluida y homogénea partículas, (1-2%) Dispersión suspensión en solución electrolitos Tubo de vidrio con orificio de diámetro conocido Dos electrodos, uno dentro y otro fuera del tubo Desarrollo: Medida tamaños por aplicación corriente eléctrica entre electrodos Aplicación vacío entrada suspensión orificio obturación parcial resistencia eléctrica pulsos de voltaje (amplitud) volumen equivalente de las partículas. DIFRACCIÓN LUZ LÁSER DIFRACCIÓN ANGULAR Detecta tamaños entre 0,5 900 m Cuanto < es el tamaño de la partícula, > es el ángulo de dispersión lumínica. Limitaciones: válida para formas regulares en especial esféricas. Más de una partícula dispersión múltiple CORRELACIÓN FOTÓNICA Mide tamaño medio de un conjunto de partículas con tamaño coloidal (0,01-0,1 m). Requiere movimiento Browniano apreciable que provoque fluctuaciones en luz dispersa, cuanto < sea tamaño, > fluctuación MICROSCOPÍA Medida directa del tamaño de las partículas y no a través de una propiedad relacionada. Ofrece una posibilidad única de la forma de las partículas. Se recomienda siempre su aplicación, aunque se seleccione otra técnica. Microscopios con micrómetro diámetros de Feret y MA UAL Martín o con gratículos área proyectada Método laborioso SEMIAUTOMÁTICA Con sistemas adecuados facilita el recuento de partículas ÓPTICA Mide tamaños de hasta 1 m Muestras: Suspensión partículas en líquido con índice de refracción adecuado AUTOMÁTICA Las imágenes registradas por videocámara son digitalizadas y almacenadas, para posteriormente ser caracterizadas tanto por su tamaño como forma ELECTRÓNICA Junto a difracción luz láser detecta partículas de tamaño coloidal Usa tecnología parecida a métodos automáticos de la MO en el tratamiento de imágenes. Requiere un tratamiento especial de las muestras(metalización): Recubrimiento partículas con Au material se hace conductor aplicación corriente eléctrica salto o movimiento electrónico partículas registro imágenes de las partículas.

10 Métodos de evaluación de las propiedades de flujo USP 29 25º-40º: fluidez de excelente a adecuada, 41º-55º: de aceptable a pobre y de 56º- >66º de muy pobre a extremadamente pobre CLASIFICACIÓ DE LAS PROPIEDADES DE FLUJO DE LOS SÓLIDOS PULVERULE TOS E FU CIÓ DE LOS VALORES DE FACTOR DE FLUJO FACTOR DE FLUJO > ,6-4 < 1,6 CLASIFICACIÓN DEL MATERIAL FLUJO LIBRE FLUJO FÁCIL COHESIVO MUY COHESIVO

11 MÉTODOS DE COMPACTACIÓ Vo V C% V.100 %C FLUIDEZ IH >38 ECELE TE BUE A ADECUADA ACEPTABLE POBRE MUY POBRE ETREMADAME TE POBRE USP 29 1,00-1,11 1,12-1,18 1,19-1,25 1,26-1,34 1,35-1,45 1,46-1,59 >1,60 PROPIEDADES DE DEFORMACIÓ DEFORMACIÓN FRAGMENTACIÓN La deformación provocada se mantiene en el material una vez PLÁSTICA cesa la fuerza que la produce. Los materiales muestran una recuperación volumétrica cuando ELÁSTICA se deja de aplicar la fuerza que produjo tal deformación. Supone la ruptura de las partículas originando, al igual que en pulverización, otras de tamaño más reducido.