Criterios de Elección de Materiales de Empaque Farmacéutico (PDF)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos Universidad del Perú. Decana de América Facultad de Farmacia y Bioquímica Escuela Profesional de Farmacia Departamento de Farmacotécnia y Administración Farmacéutica Asignatura: Farmacotécnia I Criterios de elección del material de empaque primario y proceso de acondicionado de formas farmacéuticas sólidas Alfredo Alonzo Castillo Calle [email protected] Lima, 06 de julio de 2024 1 Influencia del envase La estabilidad de los productos farmacéuticos terminados depende por una parte de factores ambientales, tales como la temperatura, la humedad y la luz ambiental; y por otra parte , de factores relacionados con el producto, tales como las propiedades físicas y químicas de la sustancia activa y de los excipientes, la forma farmacéutica, el proceso de fabricación y el material de empaque. El material de empaque primario es definido como el envase que contiene el medicamento y está en contacto directo durante toda la vida útil de este, por lo que cualquier interacción física o química con el contenido puede alterar su potencia, pureza y/o calidad. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 2 Requerimientos de barrera Muchos productos farmacéuticos, especialmente aquellos que contienen éster o grupos funcionales amida, tienden a la hidrólisis. La hidrólisis de estos grupos descompone las moléculas en ácido y alcohol o en ácido y especies amidas. Para estos productos es necesario emplear una barrera final contra humedad como la proporcionada por un empaque blister fabricado de pvc/pvdc o pvc/Aclar. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 3 Requerimientos de barrera Muchos medicamentos (por ejemplo, algunas vitaminas, esteroides y antibióticos) son afectados negativamente por reacciones de oxidación. A menudo sólo basta con una pequeña cantidad de oxígeno, pues el oxígeno actúa como un iniciador que da lugar a una reacción en cadena (de radical libre). Para estos productos se requiere muy buenas propiedades de barrera contra oxígeno. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 4 Requerimientos de barrera Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 5 Requerimientos de barrera La luz es una fuente de energía. Cuando se expone a la luz una molécula orgánica, aumenta el nivel de energía de la molécula. Las longitudes de onda de luz más cortas poseen mayores niveles de energía. La luz ultravioleta (UV) posee mayor energía que la luz visible y puede romper enlaces químicos para formar radicales libres. Los radicales libres pueden promover una reacción en cadena, seguida de la degradación. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 6 Requerimientos de barrera Las reacciones de oxidación generalmente se inician fotoquímicamente cuando la luz UV y el oxígeno están presentes. De todos los colores, el ámbar, verde, rojo ofrecen un buen filtro a la luz UV. La opacidad de un material plástico a la luz visible no necesariamente significa que es opaco a la luz UV. En plásticos empleados para preparados fotosensibles, se debe incorporar pigmentos específicos de barrera contra luz UV. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 7 Requerimientos de barrera Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 8 Influencia del envase Gran variedad de materiales Vidrio. Blíster. Aluminio/politileno. Envases de plástico. Envases de metal. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 9 Vidrio Material de empaque de uso predominante. Ventajas: Excelente protección contra el vapor de agua y permeabilidad de gases. Desventajas: Alta fragilidad y su elevado peso. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 10 Blister Amplia gama de diseño, funcionabilidad y aspecto. Diversos tipos de materiales de empaque. Los componentes básicos del material de empaque blister son: Lámina: cavidad formada que sostiene el producto. Tapa: material que sella a la cavidad formada. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 11 Blister – Aspectos a considerar Integridad del producto: Evidencia del producto: Cada tableta se encuentra en una Protección individual hasta su uso. cavidad que lo protege del medio ambiente. Reducción de posible mal uso No presenta problemas de ser re- accidental: envasado. Diseños de protección contra el empleo accidental de niños. Protección del producto: Contra los factores del medio Satisfacción del paciente: ambiente. Menor riesgo por confusión. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 12 Películas para blister farmacéutico Mono PVC PVC / PVDC Laminaciones PCTFE (ACLAR®) Folio Formado en Frío (Alu-Alu) Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 13 PVC – Policloruro de vinilo Polimerización del cloruro de vinilo. El PVC rígido es un material claro. H H Tiene baja transmisión de vapor de agua (WVTR). C C Proporciona poca barrera contra la H Cl n humedad. Excelentes propiedades termoformables. Buena resistencia química. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 14 PVC – Policloruro de vinilo Baja permeabilidad a los aceites, a las grasas y a los saborizantes. Gran capacidad de aditivación. H H Formulado para bloquear longitudes de onda ligeras específicas. C C El grosor del PVC usado se determina H Cl n por la profundidad y el tamaño de la cavidad que se va a formar. Las láminas comunes usadas en la industria farmacéutica se extienden de 7,5 a 15 milipulgadas (190 a 380 micras). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 15 PVDC – Policloruro de vinilideno Polímero producido por la copolimerización del monómero de cloruro de vinilideno (CH2=CCl2) con otros co-monómeros como el cloruro de H Cl vinilo. Utilizado como copolímero (lámina C C donde el PVC esta cubierto con una H Cl n emulsión del cloruro del polivinililideno). Representa poco volumen en la lámina. Reduce la permeabilidad al oxígeno y al vapor de agua entre 5 a 10 veces, comparado con la lámina de PVC. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 16 PVDC – Policloruro de vinilideno En contacto con el producto y al material de sellado. Los films de PVC/PVDC son transparentes, blandos, fuertes, con excelentes propiedades de barrera al H Cl oxígeno y otros gases y con muy C C buenas características de adherencia. H Cl La capa de PVDC se especifica en n gramo por m2 (g/m2) y se puede elaborar para proporcionar protección media a alta contra la humedad. Las más usadas son 40, 60 y 90 g/m2. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 17 PVDC Película de PV C / PV DC Grado Farmacéutico Termoformable Aprobada por FDA Propiedades Físicas Típicas General Construcción 250m PVC / 60 g per m 2 PVdC 9.8 mil PVC / 60 g per m 2 PVdC Color Clear Tint Clear Tint Opacidad 5% 5% 3 Gravedad Específica 1,42 g / cm 1.42 g / cm 3 Espesor Total 285m 0.0112² Tolerancia de Espesor ± 7% ± 7% Ancho de Rollo Máximo 1,3 m 51² Tolerancia de Ancho de Rollo ± 1 mm ± 1/25² 2 Rendimiento Nominal 2,469 m / kg 1736 in2 / lb Mecánicas 6 2 Resistencia a la Tensión 37,92 x 10 N / m 5500 psi Térmicas Estabilidad Dimensional ± 4% (30 minutes @ 140°C) ± 4% (30 minutes @ 284°F) Rango de termoformado 100 – 160°C 212 – 320°F Barrera 2 2 Transmisión de Vapor de 0,40 g / m / 24 hrs 0.026 g / 100 in / 24 hrs Agua (38°C, 90% RH) Tasa de Transmisión de O2 0,55 cm 3 / m 2 / 24 hrs 0.035 cm 3 / 100 in2 / 24 hrs (23°C, 50% RH) Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 18 PCTFE (ACLAR) Es una lámina termoplástica hecha de fluoropolímero policloro-trifluoroetileno. F F La película de PCTFE es laminada al PVC C C por una capa adhesiva entre el PVC y la F Cl n película de PCTFE (estructura a dos caras); o por una capa de polietileno entre el PVC y el PCTFE (estructura simple). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 19 PCTFE (ACLAR) Las láminas de PVC/PCTFE tienen más baja permeabilidad al vapor de agua que las láminas de PVC y PVC/PVDC. Dependiendo de la cantidad de PCTFE, F F se obtiene una barrera media a C C extrema contra la humedad. F Cl n Comparando la permeabilidad al vapor de agua de una lámina de PVC 250 micras y, una lámina de PVC/PCTFE (200/19 micras), la segunda lámina es 15 veces menos permeable. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 20 PCTFE (ACLAR) Propiedades Claves: Barrera a la humedad Resistencia Química Aislamiento Eléctrico Claridad Aplicaciones: Envasado Blister Farma luminación Luminescente Envasado Militar Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 21 Alu/Alu (Folio formado en frío) Buena elección para drogas extremadamente sensibles a la humedad y la luz 25 µ Nylon film Adhesivo 45 µ Aluminum foil 60 µ PVC Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 22 Alu/Alu (Folio formado en frío) No hay visibilidad del producto Limitada profundidad de la Cavidad (perfil inclinado) Se necesita mas área por unidad comparado con las películas basadas en PVC No requiere calor para formar las cavidades Se emplea para productos que son extremadamente higroscópicos o sensibles a la luz. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 23 Aluminio/polietileno (Alupol) Folia de Aluminio + Polietileno La capa de aluminio hace de barrera protectora de la humedad y los vapores. Lleva adherida en la parte interior una capa de polietileno, la cual le va a servir como medio de sellado, por acción de la temperatura. Se usa para envasar productos sensibles a la humedad. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 24 Envases de plástico Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 25 Envases de plástico Los plásticos permiten envasar, conservar y distribuir alimentos, medicamentos, bebidas, agua, artículos de limpieza, de tocador, cosmetología, y un sinnúmero de productos más. Son livianos, lo que implica facilidad en la manipulación, optimización de costos y reducción del impacto ambiental. Los envases plásticos se fabrican a bajas temperaturas y son capaces de adoptar diferentes formas: bolsas, botellas, frascos, sachets, films, blísters, etc. Los plásticos tiene afinidad entre sí y con otros materiales, admitiendo diversas combinaciones (por ej., los envases “tetrabrik”). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 26 Envases de plástico Cualidades.- Inertes. Livianos. Maleabilidad a baja temperatura. Resistente a la rotura. Versatilidad. Higiénicos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 27 Envases de plástico El envase plástico especialmente diseñado para productos de aplicación en el campo de la salud, es utilizado en diversos sectores: farmacéutico, médico, hospitalario, cosmético y veterinario. Puesto que las necesidades de los servicios de atención de la salud son cada vez mayores, las numerosas cualidades del envase plástico ayudan a satisfacer los requerimientos de cada sector, tales como: Los materiales plásticos son productos orgánicos de alto peso molecular que por la plasticidad que presentan en determinadas condiciones pueden ser fácilmente moldeables (entendiéndose por plasticidad la capacidad de un sólido para las deformaciones permanentes). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 28 Envases de plástico Se preparan partiendo de compuestos simples (monómeros) que por reacciones de condensación y polimerización forman largas cadenas que dan por resultado productos de alto peso molecular. Suelen considerarse dos tipos de materiales plásticos: los termoplásticos y los termo- endurecidos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 29 Envases de plástico Los termoplásticos tiene la propiedad de plastificarse en caliente y endurecerse en frío. Los termoendurecidos son materiales que en un principio con de consistencia plástica, lo que permite su moldeo, sufriendo por acción del calor una modificación química que los torna rígidos, no pudiendo luego invertirse el proceso. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 30 Envases de plástico Es poco común que un material plástico se presenta como un polímero totalmente puro, sino que su composición, además del polímero, presenta: estabilizantes: aseguran la conservación de los plásticos, o evitan su descomposición plastificantes: influyen directamente sobre las propiedades físicas de las resinas, transformando una resina rígida en una pastosa lubricantes: tienen por objeto facilitar el moldeo final antioxidantes, catalizadores de polimerización y cargas: materiales inertes que se usan para aumentar la resistencia del material colorantes Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 31 Envases de plástico Se desprende de todo esto que, cuando se emplea plástico para confeccionar envases de uso farmacéutico, es muy importante conocer la naturaleza de tales aditivos, pues ellos pueden migrar hacia el producto envasado y modificar el olor, el color y en muchos casos conferir toxicidad a la par de provocar reacciones no deseadas. Por tal motivo, lo principal de las exigencias previas para la utilización farmacéutica de un plástico son relativamente simples pero muy rigurosos: ausencia de toxicidad, inercia e inocuidad respecto del contenido. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 32 Envases de plástico Clasificación.- Cloruro de polivinilo (PVC). Poliestireno (PS). Polietileno (PE). Polipropileno (PP). Tereftalato de polietileno (PET). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 33 Cloruro de polivinilo (PVC) Muy raramente se usa puro, se le adicionan plastificantes para hacerlo flexible. La principal aplicación es la fabricación de tubos para la administración de sangre, soluciones inyectables y para la recolección de sangre. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 34 Poliestireno (PS) Es duro, de apariencia de vidrio, pero más liviano. No es esterilizable (solo es estable debajo de 70-75 °C). Resiste a los ácidos y bases de mediana concentración, a los alcoholes, a las grasas y los aceites, pero es atacado por ácidos fuertes, solventes aromáticos, hidrocarburos, éteres, acetonas, ésteres. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 35 Polietileno (PE) Resina de mayor empleo en la industria farmacéutica. Viene en varias densidades (baja, media y alta). Es resistente a la mayoría de los ácidos, bases y solventes (a temperaturas inferiores a 60 °C) y también a productos químicos generales a temperatura ambiente. Es relativamente permeable. Se usa para la fabricación de frascos, tubos, jeringas, sacos para la administración de soluciones y sangre, etc. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 36 Polietileno (PE) La característica fundamental del PE es su facilidad de transformación, lo que le hace ser utilizable en amplios sectores del mercado. Las características físicas son: resistencia flexibilidad color ligeramente translúcido sin aditivos de color. Principales desventajas.- Tienen alta permeabilidad a los halógenos (yodo, cloro, etc) y a algunos aceites o aceites de esencias. No puede ser empleado para productos que son sensibles al oxígeno. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 37 Polietileno (PE) Las características principales de uno y otro son: PELD PEHD Densidad 0,92/0,94 0,94/0,96 Rigidez Moderada Bastante Cristalinidad Moderada Bastante Cadenas Muy ramificadas Poco ramificadas Código de reciclado 4 2 Resistencia química Buena Buena Ambos tipos son aprobados por la FDA. Tanto el PEHD, como el PELD admiten esterilización por óxido de etileno y rayos gamma. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 38 Tereftalato de Polietileno (PET) Excelente estética, brillo y transparencia. Las características intrínsecas del PET permiten obtener unos envases con una claridad similar a la del cristal. Envase irrompible: Gran resistencia mecánica a la compresión y a las caídas. Es un envase rígido ó semirrígido según el espesor de las paredes del envase. Buen comportamiento frente al "stress cracking". Buenas propiedades de barrera y de compatibilidad farmacológica. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 39 Tereftalato de Polietileno (PET) Buena barrera frente al alcohol y los disolventes, también frente a gases, menor barrera frente a la humedad. En general es una buena barrera química excepto para ácidos y bases fuertes. Perfecta estanqueidad de aromas La estructura del PET permite preservar el olor y sabor de su contenido. Menor peso de los envases. Ello se traduce en una reducción de los costes tanto en producción como en transporte. Exactitud en las dimensiones, volumen y peso de los envases. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 40 Tereftalato de Polietileno (PET) La tecnología de inyección permite asegurar en los cuellos una perfecta estanqueidad en el cierre del envase, a la vez que posibilita unas altísimas cadencias de producción en la línea de llenado. Es fácilmente moldeable. Apto para la coloración (translúcida u opaca) y decoración (serigrafía, termograbado, barnizado, etc.). Sin aditivos es incoloro y transparente. Su código de reciclado es el número -1-. La reciclabilidad del PET (100 %), el reducido peso de sus envases y la ausencia de emisiones contaminantes al ser incinerado, le confirman como uno de los materiales más idóneos para la conservación del medio ambiente. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 41 Ensayos Los materiales plásticos "envejecen" por causas internas (continuación de reacciones fisico-químicas lentas, tensiones internas) o derivadas de medio circundante (radiaciones, temperatura, humedad, tensioactivos, etc.) o aún del orden mecánico, eléctrico o a otras eventuales. Los ensayos que adquieren más relevancia e interés son los que se refieren a la permeabilidad del envase y los que determinan la medida en que sus componentes se liberan por volcarse en la solución que constituye su contenido. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 42 Ensayos Los más comunes son: Aspecto, caracteres organolépticos, identificación pH Residuo seco Permeabilidad (al vapor de agua, a los gases, a las radiaciones, a los micro- organismos, a los antisépticos). Ensayos químicos Aditivos Se suman a estos ensayos los que corresponden a la presión, a la rotura, a la elasticidad, la tracción, pruebas biológicas y fisiológicas Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 43 Ensayos Interacciones.- Uno de los problemas más graves en la industria plástica, es la reacción entre el medicamento y el plástico empleado en el envase. Otro es el de adsorción, por retener sobre la superficie plástica agentes solubles del medicamento envasado. Esto adquiere mayor significado en el caso de las drogas que se incrustan y se encuentran a baja concentración, pues de esta manera puede reducirse un alto porcentaje de la sustancia y perder el medicamento sus propiedades terapéuticas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 44 Ensayos - Esterilización Para esterilización por AUTOCLAVE se recomiendan ciclos de 121ºC a 15 psi durante 20 minutos. Es necesario tomar precauciones al restaurar la presión atmosférica para evitar dañar los envases. La esterilización por OXIDO DE ETILENO suele usarse cuando no es posible usar temperatura o presión. Los productos esterilizados con este procedimiento deben ser puestos en cuarentena durante 14 días para asegurar la ausencia de EtO residual. Durante la esterilización por IRRADIACION los envases son expuestos a radiación gamma ionizante de alta energía de una fuente de Cobalto 60, en recintos especiales a temperatura ambiente. La dosis habitual es de 2,5 Mrads (Megarads). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 45 Ensayos - Impresión Etiquetado Galvanización Estampado en caliente Etiqueta termocontraible Impresión en cuadro (silk screen printing) Cubierta UV (ultravioleta) Etiquetado en matriz Offset Metalizado Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 46 Envases de plástico - Ventajas Adaptable No reactivo con los contenidos, por lo que garantiza la conservación de la sustancia activa. Hermético (asegura la resistencia a la apertura) Impermeable a los gases y al vapor de agua Estable Esterilizable Irrompible (una ventaja para hospitales y consumidores) Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 47 Envases de plástico - Ventajas Flexible o rígido, según la necesidad Transparente, translúcido u opaco Variedad de formas Fabricación a medida de cada necesidad Liviano Económico Ocupa poco lugar al ser almacenado (apilable, formas optimizadas) Cumple con los estándares de la farmacopea francesa, europea y norteamericana. Resistente a la temperatura. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 48 Envases de plástico Los tapones y las tapas también tiene un papel importante. Facilitar el uso del medicamento (tapas fáciles de abrir para los ancianos o tapas a prueba de niños) pueden contribuir a la conservación del producto (tapones deshidratantes absorbedores de oxígeno) o facilitar la medición de la dosis (tapitas medidoras, pipetas, cucharitas medidoras...). La calibración, la dosis y la economía son los 3 factores que hacen que este sistema dispensador se adapte a las necesidades de los usuarios. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 49 Envases de metal Plomo Estaño Hojalata Aluminio El aluminio es usado en la producción de pomos, tapas y envases para aerosoles y junto con materiales plásticos para envasar comprimidos, cápsulas, polvos, etc. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 50 Envases de metal Brecha de rendimiento – Ventajas.- Plástico vs. Aluminio Flexibilidad. Buena conductividad térmica. Impermeabilidad al aire y al agua. Reciclable. Liviano. Higiénico. No produce chispas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 51 Envases de metal Tapa Boca y Decorado exterior hombro Recubrimiento interior Cierre de falda compresibilidad capacidad Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 52 Envases de metal Control de calidad.- Aspecto Grado de polimerización Espesor de la película Porosidad Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 53 Envases de metal Envases para aerosoles.- Se utiliza el aluminio para envasar productos medicinales como los antiasmáticos. Estos son de una sola pieza. Se recubre con barnices para protegerlos de la acción de ácidos o álcalis. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 54 Envases de metal Hojas o láminas de aluminio.- El aluminio es un metal liviano, maleable, que se transforma muy fácilmente en una hoja extremadamente delgada lográndose espesores próximos a los 9 micrones. Una lamina de 530 m de 0,7 mm de espesor nos proporciona 40 Km. de una lamina de 9 micrones de espesor. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 55 Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 56  ¿Preguntas? Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAFAF-FyB-UNMSM 57