La teneur en cendres est l’indice inorganique d’une fermeture en caoutchouc pharmaceutique. La méthode de détermination de la teneur en cendres prévue par les normes pharmaceutiques exige que 1,0 g d’échantillon soient placés dans un crucible préalablement chauffé jusqu’à atteindre un poids constant. L’échantillon est ensuite carbonisé doucement sur une plaque chauffante électrique, sans que le feu ne touche l’échantillon lui-même. Ensuite, le crucible est chauffé à 800 °C ± 25 °C jusqu’à ce que le résidu soit entièrement carbonisé et que le crucible retrouve son poids initial. La proportion de cendres est calculée en divisant la masse du résidu par la masse de l’échantillon. Le crucible vide sert de référence pour cette mesure. Les limites de acceptation sont définies dans les monographies spécifiques à chaque matériau, et non dans les normes techniques mêmes. En pratique, ce chiffre reflète la cohérence de la formulation : les additifs minéraux tels que le kaolin et le dioxyde de titane, ainsi que les actifs tels que l’oxyde de zinc et l’oxyde de magnésium, jouent un rôle important dans le résidu laissé après l’incinération.
Pourquoi les cendres sont-elles importantes pour la fermeture des établissements pharmaceutiques ?
Les bouchons à base de butyle halogéné et de polyisoprène sont composés de matériaux de remplissage tels que le kaolin et le dioxyde de titane, ainsi que d’additifs fonctionnels tels que l’oxyde de zinc, l’oxyde de magnésium et le carbonate de calcium. Le niveau d’argile contenue dans ces bouchons est un indicateur direct de la cohérence de la formulation et de la précision des opérations de fabrication. Une variation dans le niveau d’argile signifie une variation dans les composants du remplissage, ou encore une contamination provenant des matières premières utilisées. Chacune de ces anomalies affecte la compatibilité à long terme entre le fermoir et le produit pharmaceutique qu’il protège. Les résidus inorganiques peuvent également provoquer la formation de particules visibles et modifier le profil des substances extractables du produit. Comme le fermoir fait partie du système de fermeture du contenant, son étude est importante pour chaque modification de la formulation élastomère, pour les lots de matières premières utilisés et pour les tests de stabilité. C’est pourquoi les laboratoires examinent ce produit en même temps que les autres critères liés à l’humidité et aux substances extractables.
La méthode, étape par étape
Divisez l’échantillon en petits morceaux, puis pesez exactement 1,0 gramme de chaque morceau dans un crématorium préalablement chauffé jusqu’à ce qu’il atteigne une masse constante. Faites cuire les morceaux de manière douce sur une plaque chauffante électrique, en veillant à ce que l’échantillon ne prenne jamais feu. En effet, une combustion excessive entraînerait la perte de la masse organique, ainsi que la formation de suie, ce qui pourrait déformer les résidus. Après avoir refroidi le crématorium, transférez-le dans un four à 800 °C, avec une marge de variation de 25 °C. Faites brûler les résidus jusqu’à ce qu’ils soient complètement carbonisés. Retirez ensuite le crématorium, placez-le dans un étui à séchage jusqu’à la température ambiante, puis pestez-le de nouveau. Faites ensuite brûler à nouveau les résidus à 800 °C, jusqu’à ce qu’ils atteignent une masse constante. Divisez la masse des résidus par la masse de l’échantillon, et exprimez le résultat en pourcentage, en utilisant le crématorium vide comme point de référence. En divisant l’échantillon en morceaux d’une taille maximale de quelques millimètres, on facilite la cuisson uniforme des résidus, et on obtient ainsi des résidus représentatifs de l’ensemble du produit.
| Élément | Exigences |
|---|---|
| Masse du échantillon | 1,0 g, coupé en petits morceaux |
| Processus de carbonisation | Ignition douce sur une plaque chaude, sans flamme ouverte |
| Température d’ignition | 800 °C ± 25 °C |
| Point final du processus | Ignition jusqu’à ce que le poids reste constant |
| Refroidissement | En utilisant un étui à séchage, puis peser précisément après refroidissement |
| Calcul | Pourcentage de cendres = (m2 – m1)/m0 × 100% |
Le critère du poids constant
Un poids constant signifie que les deux pesées successives sont cohérentes, avec une erreur inférieure à 0,3 mg. Ce critère repose sur l’utilisation d’un balance doté d’une résolution de 0,1 mg. À 800 °C, le crématorium doit être transporté de manière répétée entre le four et le déshumidificateur. Chaque transfert augmente le risque : asblanchissement incomplet, prise de humidité par le déshumidificateur trop chargé, présence de traces d’empreintes digitales ou de poussière sur les objets en verre chauds, ainsi que des temps de refroidissement qui varient d’une expérience à l’autre. Tous ces facteurs influencent directement le résultat de la pesée. C’est pourquoi il est important de contrôler la variabilité entre les différentes expériences, plutôt que la température du four. C’est également ce que l’auditeur vérifie en premier lors de l’examen du certificat d’analyse : combien de temps le crématorium a-t-il mis à refroidir, si l’balance a été vérifiée, et comment le laboratoire a documenté que l’endpoint a bien été atteint. Un déshumidificateur trop chargé ou un crématorium non étiqueté peut rendre entièrement invalide toute expérience. C’est pourquoi la plupart des laboratoires fixent les temps de refroidissement et les conditions de fonctionnement du déshumidificateur dans des procédures écrites.
Une révision est en cours : la durée de l’allumage a été ramenée à 2 heures.
La version publiée du protocole de mesure de la teneur en cendres a modifié l’endroit où se situe l’étape finale de l’analyse : l’ignition est remplacée par une étape où le poids du produit reste constant pendant 2 heures à une température de 800 °C ± 25 °C. De plus, il est nécessaire que le produit soit coupé en morceaux de pas plus de 5 mm, afin que les résultats soient plus fiables. Les limites de acceptation liées aux différents matériaux sont désormais indiquées dans les fiches techniques des produits. L’objectif est d’obtenir une méthode plus efficace : une étape de trempage à une température fixe remplace les cycles de refroidissement et de pesée répétés. Toutefois, cela ne garantit pas que les valeurs obtenues soient conformes aux normes en vigueur. La norme de méthode publiée se termine toujours par un état de poids constant. Par conséquent, les laboratoires doivent indiquer quelle méthode ils ont utilisée et quel critère d’évaluation ils ont adopté lors de l’analyse des cendres. Ces informations doivent être présentées séparément dans le rapport de test. La taille des particules joue également un rôle important : les particules plus petites se carbonisent uniformément, ce qui permet que le trempage de deux heures représente vraiment toute la masse du produit, et non seulement sa surface.
Comment cela diffère des méthodes voisines ?
Le test de résidu après ignition, tel qu’il est défini dans les pharmacopées, consiste à humidifier l’échantillon carbonisé avec de l’acide sulfurique, puis à le faire brûler à une température de 700–800 °C. Ce procédé est destiné au produit pharmaceutique lui-même, et non aux cendres obtenues lors du processus de fermeture du réacteur. La phase acide permet de transformer les métaux volatils en sulfates stables, ce qui permet de peser le résidu de manière fiable. Pour les matériaux en caoutchouc en général, la norme ISO 247 constitue la méthode de référence internationale pour la détermination des cendres. Cette méthode implique une préparation spécifique de l’échantillon et des choix différents en termes de température. La méthode décrite ici ne utilise pas d’acide sulfurique ; en revanche, la température du four est fixée à 800 °C ± 25 °C. Comme la masse d’échantillon, l’endroit où se produit l’inflammation et la température utilisées pour cette méthode diffèrent entre les trois méthodes mentionnées ci-dessus, les valeurs obtenues ne sont comparables que dans le cadre de la méthode qui les a générées. Il est donc nécessaire de mentionner toujours la méthode utilisée lors de la présentation des résultats. Dans la pratique quotidienne du contrôle qualité, la méthode de fermeture du réacteur et le test de résidu après ignition répondent à des questions différentes. Ils ne devraient donc pas être utilisés ensemble.
- Méthode de détermination de la teneur en cendres de la gomme selon la pharmacopée : 1,0 g d’échantillon coupé. La gomme est soumise à une carbonisation légère. L’incinération se fait à 800 °C, avec une marge de 25 °C, jusqu’à ce que l’échantillon retrouve son poids initial. La teneur en cendres est calculée comme suit : % de cendres = (m2 – m1)/m0 × 100%.
- Révision de la norme industrielle : les éléments ne doivent pas dépasser 5 mm de taille. Le temps d’allumage est fixé à 2 heures, à une température de 800 °C, avec une erreur de ±25 °C. Les limites sont spécifiées dans les monographies produits correspondantes.
- Résidu après incinération (chapitre général 0841) : traitement avec de l’acide sulfurique, incinération à 700–800 °C. Conçu pour les médicaments.
- ISO 247 : Méthode de référence internationale pour la détermination de la teneur en cendres dans les caoutchoucs.
- Poids constant : deux pesées successives avec une erreur de 0,3 mg, étant donné qu’il s’agit d’une balance dotée d’une résolution de 0,1 mg.
