Envase farmacéutico

Mediante la aplicación de finísimas capas barrera altamente efectivas se pueden optimizar la resistencia química y la estabilidad de los envases primarios farmacéuticos. Los productos de recubrimiento de SCHOTT más recientes, son los viales con recubrimientos hidrófobos. Foto: SCHOTT/T. Hauser
Michael Bonewitz

Capas protectoras de medicamentos sensibles

SCHOTT emplea métodos de recubrimiento de alta tecnología para preparar los envases farmacéuticos para el futuro.

La industria farmacéutica invierte millardos en la investigación de nuevos principios activos. Se buscan medicamentos cada vez mejores, más eficaces y más compatibles con los pacientes. Pero antes de que un médico o un hospital puedan utilizar un nuevo principio activo, éste debe superar numerosos obstáculos. Por encima de todo están la seguridad y la calidad. Los procedimientos de autorización pueden prolongarse durante años o, incluso, decenios. Además, los investigadores y las autoridades no sólo controlan los medicamentos, sino también los envases, que entran en contacto directo con los principios médicos activos. Se les conoce como envases primarios farmacéuticos, en otras palabras, viales, jeringuillas, carpules y ampollas. Aparte de los aspectos de integridad de los productos y facilidad de uso, se plantea la cuestión: ¿Cómo envasar y almacenar óptimamente los nuevos principios activos más sensibles?

Un tema de interés es, por ejemplo, la adsorción no deseada, es decir, la formación de depósitos de principios activos sobre el envase, y cómo combatir los llamados “extractables”, unos elementos no apreciables a simple vista, que son lixiviados con el paso del tiempo del envase farmacéutico, pudiendo afectar negativamente a la eficacia del medicamento contenido en el mismo. “Este efecto se da incluso con el vidrio borosilicato de la máxima calidad”, explica la Dra. Claudia Dietrich, Product Manager Vials & Coating en SCHOTT forma vitrum. Una posibilidad de solución para mejorar la resistencia del material del envase farmacéutico es aplicar unas capas barrera, finísimas y altamente efectivas, sobre la superficie interna del envase.

En este sentido hay cinco letras que se han forjado un nombre destacado en la industria: PICVD, que significa “Plasma Impulse Chemical Vapor Deposition”. Este método fue perfeccionado por el consorcio tecnológico SCHOTT, de Maguncia, en los años 80 y patentado en numerosos países. Su primera aplicación masiva fue en los reflectores de luz fría: recubiertos por dentro permiten mejorar extraordinariamente el rendimiento de las lámparas halógenas.

Las capas de plasma crean también nuevas expectativas en la industria farmacéutica. El producto de partida son viales de alta calidad de vidrio Fiolax®, que se fabrican en las 11 sedes de producción de SCHOTT forma vitrum. Los viales acabados se lavan primero en una lavadora farmacéutica y se secan a continuación en un túnel de secado eléctrico. A continuación se introducen los envases en el reactor de plasma. En un ciclo que dura aprox. 1 minuto se pueden recubrir varios envases al mismo tiempo. El método de pulsos de plasma consiste en aplicar varias capas de moléculas de dióxido de silicio sobre la superficie interna de los envases. La capa completa tiene un espesor de tan sólo entre 100 y 200 nm, por lo que no afecta a las dimensiones del envase.
In einer speziellen Anlage werden die Pharmafläschchen zunächst gewaschen und getrocknet, bevor in einem Plasma-Reaktor nur etwa 100 bis 200 Nanometer dünne Siliciumdioxid-Schichten aufgebracht werden. En primer lugar se lavan y secan los viales farmacéuticos en una máquina especial y a continuación se les aplican capas de dióxido de silicio de entre 100 y 200 nm de espesor en un reactor de plasma. Foto: SCHOTT/T. Hauser
Capas hidrófobas para biopreparados

El recubrimiento, que se aplica como parte de un proceso validado y permanentemente inspeccionado, reduce la adsorción de los productos diagnósticos radiactivos y las proteínas y mejora la resistencia química y estabilidad del material del envase. Los viales recubiertos fabricados por SCHOTT forma vitrum son adecuados, sobre todo, para principios activos sensibles al pH, porque al prevenir los “extractables” se puede mantener estable el índice pH y la superficie del vidrio no resulta atacada. Gracias a ello los medicamentos se pueden almacenar durante más tiempo. Este método está probado científicamente como barrera eficaz contra la difusión: reduce la lixiviación de los iones que se dan naturalmente en el vidrio hasta un valor inferior al límite de detección. SCHOTT viene recubriendo desde 1997 en su sede de Müllheim (Alemania) envases que se comercializan en todo el mundo bajo la marca SCHOTT Type I Plus® y están experimentando en los últimos años un fuerte crecimiento gracias a la fuerte demanda del mercado. El producto de recubrimiento más reciente son los viales con capas conocidas como hidrófobas, que también se obtienen mediante el método PICVD. Los primeros productos de muestra están siendo entregados a los clientes interesados. Las capas hidrófobas, es decir, repelentes del agua, se distinguen por su superficie extraordinariamente homogénea (lisa), que comporta grandes ventajas, entre otros, para los medicamentos liofilizados. Los procesos de liofilización ya son conocidos desde hace mucho tiempo y se emplean p.ej. para la conservación del café (café instantáneo). En el sector farmacéutico la liofilización se emplea en particular para la conservación de biopreparados sensibles. Se trata de un campo de futuro importante, porque hoy en día se emplean biomoléculas ya en más del 50% de los desarrollos de producto para la terapia farmacéutica. Para responder a esta tendencia, cada vez más empresas farmacéuticas están instalando máquinas de liofilización adicionales para estos exigentes productos. Durante la liofilización se elimina agua del medicamento, con lo cual resulta una especie de polvo. Cuando hay que administrarlo al paciente, éste se pone nuevamente en contacto con agua disolviéndolo en la misma. Esto se utiliza, sobre todo, cuando se trata de principios activos de gran valor, como las proteínas, que se fabrican en parte biotecnológicamente. Las ventajas de la liofilización son que los productos se conservan durante más tiempo, su efecto permanece estable y los ingredientes, altamente eficaces y, al mismo tiempo, muy sensibles, quedan protegidos. Este tipo de preparados se emplean, por ejemplo, en la oncología (tratamiento del cáncer). “Los intereses de la industria farmacéutica, y también los de los pacientes, son obvios”, comenta el Dr. Dietrich. “Quieren que estos medicamentos de alto valor y precio queden protegidos lo mejor posible y mantengan su efectividad durante el máximo tiempo posible.” Los viales con capas hidrófobas presentan una superficie tan homogénea, que las sustancias liofilizadas no se quedan adheridas a las paredes interiores de los mismos, lo que no sólo es estéticamente preferible, sino que favorece también la disolución en agua.

Pero con las capas no sólo se puede mejorar el vidrio, sino que los polímeros también ofrecen posibilidades de optimización interesantes. En este caso, el recubrimiento PICVD mejora, sobre todo, la barrera contra la difusión del oxígeno y el vapor de agua, lo cual abre nuevas posibilidades, por ejemplo, para los productos biofarmacéuticos.

Están de actualidad: las capas con moléculas orgánicas

En SCHOTT forma vitrum colaboran muy estrechamente con expertos de la industria farmacéutica para anticiparse a las necesidades de soluciones de envase farmacéutico futuras. Gracias a una labor de desarrollo de años, SCHOTT dispone ya en sus sedes de investigación de Maguncia (Alemania) y Duryea, Pennsylvania (EE.UU.) de tecnologías y conocimientos expertos suficientes como para poder analizar las interacciones entre las superficies recubiertas y las biomoléculas. “Tenemos investigadores en los campos de las ciencias de materiales, la biología molecular, la bioquímica de proteínas, la química orgánica e inorgánica y el recubrimiento”, explica el Dr. Robert Hormes, Director Product Development en SCHOTT forma vitrum. “Es la combinación de distintas disciplinas la que nos hace tan únicos;” añade Hormes, “por una parte disponemos de un valioso ‘Know how’ sobre materiales como el vidrio y los polímeros y, por otra, también sobre los procesos de conformación del vidrio y los recubrimientos, hasta llegar a la biotecnología.”

Sobre esta base SCHOTT ofrece a los biofarmacéuticos ‘Know how’ para el ‘screening’ de interacciones entre soluciones de proteínas y diferentes superficies de envase primario farmacéutico. El cliente tiene la posibilidad de hacer testar diversas opciones de formulación de proteína sobre vidrio borosilicato o polímeros respectivamente, con o sin recubrimiento, para determinar el material idóneo, que presente la menor tendencia a la adsorción. Ahora incluso se están identificando en Duryea una serie de moléculas orgánicas con las que se pueden recubrir las superficies del vidrio, capaces de proteger todavía mejor proteínas altamente sensibles frente a las interacciones con la superficie del envase. El Dr. Dietrich al respecto: “Los resultados son muy prometedores. Ya se están realizando los primeros ensayos para hacer viable el recubrimiento orgánico para la producción en masa.”
Izquierda: Una vez lavados y secados en un túnel de secado eléctrico, los viales farmacéuticos son transportados hasta el reactor de recubrimiento dentro de un sistema de cassettes. Derecha: Previamente al embalaje se realiza el control de calidad visual de los viales recubiertos. Fotos: SCHOTT/T. Hauser
Informaciones complementarias
Capas delgadas, pero muy efectivas