Desenvolvimento e otimização do método de fabrico de uma emulsão cutânea – Scale-up produtivo

Abstract

O fabrico de emulsões com recurso à homogeneização rotor-estator tem sido muito utilizada na indústria nos últimos anos em detrimento de outras técnicas mais dispendiosas, como a homogeneização por alta-pressão ou por ultrassons. As emulsões são muito utilizadas na indústria farmacêutica, alimentar e dos cosméticos e podem ser administradas de forma oral, parental, tópica ou intravenosa. Dividem-se em três tipos: as emulsões óleo/água, água/óleo ou múltiplas e podem ser produzidas pelo método direto ou inverso, sendo que a ordem de adição tem influência no tamanho de gotícula final. O presente trabalho foi realizado no âmbito de um estágio curricular nos Laboratórios Basi. Indústria Farmacêutica S.A situada em Mortágua, tendo como objetivo o desenvolvimento e otimização de um método de fabrico de uma emulsão cutânea, assim como a elaboração de um scale-up a uma unidade piloto. Algumas informações foram omitidas como parte integrante de um acordo de confidencialidade tripartido.Foram avaliadas várias condições de operação, tais como a velocidade de homogeneização, a ordem de adição dos componentes e a concentração do espessante nas características do produto acabado, tais como a distribuição de tamanhos de gotícula e o comportamento reológico, concluiu-se que o método de emulsificação inverso é o mais indicado para o fabrico desta emulsão cutânea uma vez que apresenta os melhores resultados, tanto nas medições do potencial zeta, na distribuição de tamanhos, reologia e observação microscópica. Este método também foi o que permitiu obter resultados mais próximos do produto de referência.Foi proposto um modelo de scale-up para um reator piloto de 10L onde se assume semelhanças geométricas entre os dois equipamentos e estabeleceu-se velocidades de homogeneização e agitação recorrendo a números adimensionais.

The manufacture of emulsions using rotor-stator homogenization has been widely used in industry in recent years to the detriment of other more expensive techniques such as homogenization by high pressure or by ultrasound. Emulsions are widely used in the pharmaceutical, food and cosmetic industries and can be administered orally, parenterally, topically or intravenously. They are divided into three types: oil / water, water / oil or multiple emulsions and can be produced by the direct or inverse method, and the order of addition influences the final droplet size. The present work was carried out as part of a curriculum internship at the Basi Laboratories. Pharmaceutical Industry S.A located in Mortágua, aiming the development and optimization of a method of manufacturing a cutaneous emulsion, as well as the elaboration of a scale-up to a pilot unit. Some information has been omitted as an integral part of a tripartite confidentiality agreement.Several operating conditions, such as the homogenization rate, the order of addition of the components and the concentration of the thickener in the characteristics of the finished product, such as the droplet size distribution or the rheological behavior, were determined that the inverse emulsification is the most suitable for the manufacture of this cutaneous emulsion, since it presents the best results both in zeta potential measurements, size distribution, rheology and microscopic observation. This method was also what allowed to obtain closer results of the reference medicine.A scale-up model was proposed for a 10L pilot reactor where geometrical similarities were assumed between the two equipments and homogenization and stirring velocities were established using dimensionless numbers.