Los films de empaquetado farmacéuticos se someten a pruebas de barrera mediante dos métodos complementarios. La transmisión de vapor de agua se mide utilizando métodos gravimétricos, electrolíticos y de detección por infrarrojos. Esto se realiza generalmente a 23 °C ± 0.5 °C y a una humedad relativa del 90 %. Se espera que las láminas compuestas de alta barrera mantengan una transmisión de gas inferior a 2.5 g/(m²·24h). La transmisión de gases se mide principalmente mediante el método de presión diferencial, a 23 °C ± 2 °C y a una humedad relativa del 50 % ± 5 %. La transmisión de oxígeno en las láminas de alta barrera se limita a 30 cm³/(m²·24h·0.1 MPa).
¿Por qué el envase de productos farmacéuticos debe someterse a pruebas de barrera?
Las formas de dosificación sólidas son sensibles a la humedad: las tabletas se ablandan y se hidrolizan, mientras que los envases de cápsulas se vuelven frágiles, ya sea que gocen o pierdan agua. Las preparaciones líquidas y los activos son sensibles al oxígeno: su entrada en contacto con el oxígeno provoca la oxidación y degradación del principio activo. Por lo tanto, la tasa de transmisión de vapor de agua y la tasa de transmisión de gases son pruebas obligatorias para el registro y la liberación de lotes de envases farmacéuticos hechos de plástico, como las hojas duras de PVC/PVDC. Estos datos determinan directamente la vida útil del producto.
2. Normas de los materiales de envasado de medicamentos: dos normas de método pilares
Los estándares nacionales de China para los materiales de empaque de medicamentos se consolidaron en el año 2015. En ese momento, la autoridad nacional encargada de la regulación de los productos farmacéuticos publicó 130 estándares relacionados con los materiales de empaque, que entraron en vigor el 1 de diciembre de 2015. Dentro de este sistema, los estándares relacionados con la transmisión de vapor de agua y la transmisión de gases definen cómo se miden las propiedades de transmisión de vapor de agua y gases. Estos son los dos estándares más utilizados en las pruebas de registro y en el control rutinario de los lotes de productos farmacéuticos.
Transmisión de vapor de agua: un estándar, varios métodos
El método estándar WVTR combina varias técnicas: el método de la copa gravimétrica, el método de análisis electrolítico y el método del detector infrarrojo. Este último se utiliza como método de decisión en caso de resultados contradictorios. La selección de los materiales se basa en su nivel de transmisión: los materiales que transmiten aproximadamente 2 g/(m²·24h) o más son adecuados para el uso del método de la copa. En cambio, los materiales con transmisión media o baja son tratados de manera más rápida y con mayor precisión mediante los métodos electrolítico o infrarrojo. En casos de resultados dudosos, se utiliza el método del detector infrarrojo para resolver las disputas.
| Método | Principio de funcionamiento | Más adecuado para |
|---|---|---|
| Método de la taza gravimétrica | Aumento de humedad en el desecante, medido con balanza | Películas y láminas que transmiten aproximadamente ≥2 g/(m²·24h) |
| Método electroquímico | El vapor se electrolyza en hidrógeno y oxígeno en los electrodos; la corriente determina la velocidad de transmisión | Películas de transmisión media/baja |
| Método del detector infrarrojo | El vapor es transportado por un flujo de gas hasta un detector infrarrojo | Todas las películas, láminas y envases; utilizado como referencia en casos de disputas |
El método de la taza en la práctica
En el método de la copa, el espécimen se sella en un plato de prueba que contiene cloruro de calcio anhidro. Antes de su uso, el desecante se seca en horno a 200 °C ± 2 °C durante 2 horas. El tamaño del desecante debe estar entre 0,60 y 2,36 mm. El plato de prueba debe cubrir al menos 25 cm² de área del espécimen. La precisión de medición debe ser de 0,1 mg.
El producto se somete a un ambiente de humedad controlada. La primera pesada se realiza después de 16 horas de exposición y 30 minutos de equilibración en un desecador. Las siguientes pesadas se realizan cada 24, 48 o 96 horas. El test finaliza cuando la diferencia entre las masas de dos pesajes consecutivos no supera el 5%. La cera selladora no debe cambiar en más de 1 mg en 24 horas, a una temperatura de 38 °C y una humedad relativa del 90%.
Análisis electroquímico y método de detección por infrarrojos
En el método electrolítico, el vapor que pasa por el espécimen se divide en hidrógeno y oxígeno en los electrodos. La corriente de electrólisis es proporcional al índice de transmisión del vapor. Se logra una estabilidad cuando las tres lecturas consecutivas de la corriente varían en un rango de no más del 5%. En el método infrarrojo, el vapor penetra desde la célula de alta humedad hacia la célula de baja humedad. Luego, el vapor es transportado por un flujo de gas hasta un detector infrarrojo. La señal obtenida por este detector en estado estacionario indica el índice de transmisión del vapor.
6. Condiciones, limitaciones y evaluación de los resultados
Para las láminas duras compuestas, la condición de referencia es de 23 °C ± 0.5 °C y un humedad relativa del 90% ± 2%. Los métodos electrolíticos e infrarrojos también permiten utilizar condiciones de 38 °C ± 0.5 °C y un humedad relativa del 90% ± 2%. Los resultados se presentan como la media aritmética de tres muestras. Cada valor individual está dentro de un rango de ±10% del valor medio. En cuanto a las láminas duras compuestas con barreras altas, su rendimiento en términos de consumo de energía es, por lo general, de no más de 2.5 g/(m²·24h).
7. Transmisión de gas: métodos de presión diferencial y coulometría
El estándar de transmisión de gases se basa principalmente en el método de presión diferencial: el espécimen separa una célula de baja presión de otra célula de alta presión, la cual está cargada con aproximadamente 0.1 MPa de gas de prueba. La parte de baja presión se evacua hasta casi cero, y el aumento de presión permite determinar la transmisión del gas. Un segundo método, de tipo coulométrico, se utiliza para el oxígeno. Las condiciones son de 23 °C ± 2 °C y un humedad relativa del 50 % ± 5 %, con una diferencia de presión de 0.1 MPa.
En los materiales compuestos de alta barrera, el límite de transmisión de oxígeno es de 30 cm³/(m²·24h·0.1 MPa). Metodológicamente, la técnica de presión diferencial comparte sus principios con las normas ISO 2556 y ASTM D1434. Por su parte, el método coulométrico corresponde al método de detección a presión constante utilizado en la norma ASTM D3985; este es el método principal para la determinación del índice de transmisión de oxígeno. Los materiales hechos de PVDC tienen un valor de transmisión de oxígeno mucho más bajo que el de los materiales de PVC comunes.
Selección de instrumentos: un probador por método.
Un laboratorio que sigue estas normas metodológicas selecciona un instrumento para cada técnica: un medidor de transmisión de vapor por capilar para el método de la taza; un medidor de transmisión de vapor por electrolisis para el análisis electrolítico; un medidor de transmisión de vapor por infrarrojos para el método de arbitraje; un medidor de transmisión de gases por presión diferencial para el método GTR; y, opcionalmente, un medidor de transmisión de oxígeno por colección para trabajos específicos relacionados con el OTR. Juntos, estos instrumentos cubren todas las técnicas descritas en los dos estándares.
9. Puntos prácticos y errores comunes
Se utilizan tres muestras, que han sido condicionadas durante 4 horas a una temperatura de 23 °C ± 2 °C y a un humedad relativa del 50 % ± 10 %. Las muestras deben estar libres de arrugas, agujeros o arañazos. Los tests en vasos se realizan durante días, en materiales con alta barrera. En cambio, los métodos electrolíticos e infrarrojos permiten obtener resultados en pocas horas. Este es el método más práctico para los films con baja transmisión.
La misma película puede dar números diferentes según los métodos utilizados para su medida. El método de medición por centrifugación considera el aumento de peso debido al desecante presente en la película. En cambio, los métodos electrolítico e infrarrojo miden las partículas en suspensión presentes en el flujo de gas. La distancia entre el instrumento y el suelo se amplía cerca del suelo del instrumento. Es necesario especificar claramente el método y las condiciones de medición en el expediente de registro. Además, es importante resolver cualquier disputa relacionada con el uso del detector infrarrojo.
Referencias
- Estándar nacional para la determinación de la transmisión de vapor de agua en los materiales de embalaje farmacéutico (estándares de embalaje de medicamentos emitidos en 2015; vigentes a partir del 1 de diciembre de 2015).
- Estándar nacional para la determinación de la capacidad de transmisión de gases de los materiales de embalaje farmacéutico (misma serie de 2015).
- ISO 15106-3, Plásticos — Películas y láminas — Determinación de la tasa de transmisión de vapor de agua — Parte 3: Método de detección electroquímica
- ASTM F1249: Método de prueba estándar para determinar la tasa de transmisión de vapor de agua a través de películas y láminas de plástico, utilizando un sensor infrarrojo modulado.
- ASTM D3985: Método estándar para determinar la tasa de transmisión de gas oxígeno a través de películas y láminas de plástico, utilizando un sensor coulométrico.
- ISO 2556, Plásticos: Determinación de la tasa de transmisión de gases en películas y láminas finas bajo presión atmosférica (método manométrico).
