¿Por qué liofilizamos productos farmacéuticos?
Muchos productos farmacéuticos almacenados en estado líquido son susceptibles a la degradación debido a sus características fisicoquímicas y de termoestabilidad, así como a la sensibilidad a factores externos como la luz, el calor y el oxígeno. Dichos productos pueden volverse inestables, lo que conduce a una pérdida de eficacia. Esto crea un desafío significativo para el almacenamiento y la logística, y puede tener un efecto perjudicial en la vida útil.
La liofilización, o secado por congelación, es un proceso utilizado en las industrias farmacéutica y biotecnológica para estabilizar un producto, congelando inicialmente la formulación en estado líquido y eliminando posteriormente el agua a través de una serie de pasos de sublimación y desorción. El producto resultante en estado seco, o “pastilla”, generalmente puede almacenarse durante períodos más largos a temperaturas más altas, reduciendo sustancialmente los costes asociados con el envío, el transporte y el almacenamiento. El producto liofilizado puede reconstituirse con un diluyente inmediatamente antes de la administración.
La liofilización es especialmente beneficiosa para productos farmacéuticos que son inestables en forma líquida, ya que es relativamente suave en comparación con otros métodos de secado, lo que permite aumentar la estabilidad y la vida útil del producto con un riesgo mínimo para productos sensibles al calor.
El proceso de liofilización
Hay tres etapas clave en el proceso de liofilización: congelación, secado primario y secado secundario.
Congelación
Durante la primera etapa, el fármaco y sus excipientes se someten a temperaturas bajo cero hasta que están completamente congelados. En esta etapa, la mayor parte del agua presente forma una fase cristalina separada de los solutos, que normalmente permanecen en estado amorfo. Se pueden emplear pasos adicionales de tratamiento térmico, como el recocido, para fomentar el crecimiento y la interconexión de cristales de hielo o para promover la cristalización de otros componentes de la formulación y así crear una composición congelada más favorable para la liofilización.
Secado primario
La siguiente etapa es el secado primario, en la que la presión en la cámara que contiene el producto congelado se reduce hasta el punto en que el hielo presente en el producto sublima a vapor de agua y escapa del vial. Este vapor se deposita posteriormente en un “condensador” situado en otra parte del liofilizador.
Secado secundario
En la etapa final, la temperatura del producto se incrementa para eliminar el agua residual restante mediante desorción. El polvo seco que queda tras completar los pasos de secado se conoce comúnmente como “pastilla” liofilizada.
Qué tener en cuenta al liofilizar en un vial
El ciclo óptimo de liofilización se determina en función de muchos factores, incluidas las características únicas de su producto y el volumen de llenado.
Quizás no sepa que la elección del vial y el tapón también puede influir en el éxito de su proyecto de liofilización.
A continuación se muestran ejemplos de algunos desafíos que puede enfrentar y donde la elección adecuada del envase primario puede marcar la diferencia.
Empañamiento
El empañamiento es un problema comúnmente encontrado durante la liofilización. Se presenta como depósitos de polvo en las paredes internas del vial, dando un aspecto “empañado” al vidrio, y ocurre cuando el líquido residual se adhiere a la superficie interna del vial antes de la liofilización. Los conjugados de anticuerpos y fármacos (ADC) son especialmente propensos al empañamiento durante la liofilización.
Además de ser visualmente poco atractivo y provocar rechazos por defecto cosmético, existen implicaciones más graves del empañamiento.
El líquido que se adhiere a las paredes de vidrio se habrá secado a una velocidad diferente a la de la solución en el fondo del vial. Se puede cuestionar si esto podría afectar la calidad y el comportamiento de reconstitución en la zona de empañamiento en comparación con la zona de la pastilla liofilizada.
Quizás lo más grave de todo es que un empañamiento severo que llegue al hombro o al cuello del vial podría comprometer potencialmente la integridad del cierre del envase (CCI), lo que a su vez pone en duda la esterilidad del producto farmacéutico terminado.
¿Cómo se puede prevenir el empañamiento?
La solución más eficaz para prevenir o reducir el empañamiento es utilizar un vial con un recubrimiento interno liso e hidrofóbico que resista la migración del producto, como el vial EVERIC® lyo.
Especialmente diseñado para aplicaciones de liofilización, el vial TopLyo® tiene una superficie interna de Si-O-C-H unida covalentemente, que repele el líquido y facilita la formación de un pastel de liofilización uniforme.
Para una protección aún mayor, recomendamos que el tapón utilizado también tenga cualidades hidrofóbicas.
Los tapones FluroTec® Freeze Drying de West se benefician de una laminación FluroTec® inerte e hidrofóbica que evita que el líquido se adhiera a la zona de cierre del tapón.
Elevación de viales en el liofilizador
Al final del ciclo de liofilización, los tapones parcialmente insertados se presionan completamente, normalmente utilizando un mecanismo de taponado hidráulico incorporado que comprime las estanterías y permite el taponado de los viales sin aireación de la cámara. Al elevar las estanterías tras la compresión, no es raro que algunos tapones de goma permanezcan temporalmente pegados a la estantería, lo que eleva el vial, que luego cae y puede romperse.
¿Cómo puedo evitar que los tapones se peguen a las estanterías del liofilizador?
Para evitar que esto ocurra, los fabricantes de tapones farmacéuticos han desarrollado tapones con una superficie superior antiadherente.
Los tapones FluroTec® para liofilización de West se benefician no solo de la laminación FluroTec® en la zona de contacto con el producto, sino también en la parte superior del tapón, proporcionando una superficie antiadherente de ETFE que no se adhiere a las estanterías del liofilizador.
El tamaño de vial incorrecto
Puede parecer lógico utilizar un vial de 2 ml para un llenado de líquido de 2 ml. Y eso sería cierto si su producto estuviera destinado a permanecer en forma líquida. Sin embargo, no es lo ideal cuando el contenido va a ser liofilizado.
La liofilización comienza de arriba hacia abajo y, durante el proceso, se forma una capa de producto seco sobre el producto congelado restante. Esta capa seca presenta una resistencia al flujo de vapor que se sublima del producto, la cual aumenta a medida que crece el grosor de la capa seca.
El aumento de la resistencia al flujo de vapor resulta en una reducción de la velocidad de sublimación y una disminución del efecto de enfriamiento experimentado por el producto debido a la sublimación. Esto no solo disminuye la eficiencia del proceso de secado, sino que también puede llevar a un exceso de aporte energético al producto, aumentando la temperatura y pudiendo provocar el colapso de la estructura de secado.
¿Cómo sé qué tamaño de vial debo usar?
Se recomienda que, para la liofilización en vial, la profundidad máxima de llenado de líquido sea de 12-15 mm. Debe utilizar un vial con un diámetro lo suficientemente grande para acomodar esta cantidad.
Estaremos encantados de proporcionarle viales de muestra de diferentes diámetros para su evaluación.
Para obtener más información sobre el papel que desempeña el envase primario en la liofilización, lea nuestro artículo Conceptos erróneos sobre la liofilización.
¿Necesita ayuda para configurar su ciclo de liofilización? Especialistas en liofilización, como Biopharma Group, están disponibles para ayudarle a optimizar su formulación y proceso para el éxito.
Los productos liofilizados más comunes incluyen
- Vacunas y anticuerpos
- Células y tejidos
- Virus y bacterias
- Proteínas
- Enzimas
- Sueros