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El término reología procede del griego deslizar y ciencia, es la ciencia que estudia la deformación y el flujo. El estudio de las propiedades de flujo de las partículas sólidas, durante la preformulación y desarrollo de una formulación, constituye un factor de gran importancia, tanto más si se trata de un material cuyas propiedades son desconocidas. Así la caracterización de la fluidez de los principios activos, lo más frecuentes bastante caros, puede proporcionar a los investigadores galénicos una valiosa información para orientarlo en la elección del proceso tecnológico a seguir (compresión directa, granulación, forma de dosificación no sólida, etc.), o en la elección de los excipientes a utilizar.
Este estudio, además, va a generar importantes datos que puedan ser usados para justificar posibles cambios en las propiedades de flujo del material, o explicar inesperadas dificultades surgidas durante la producción de la forma de dosificación.
Por otra parte, la alta velocidad a la cual trabajan hoy las máquinas utilizadas en la Industria Farmacéutica, obliga a ésta a disponer de ensayos que determinen esta propiedad; ya que un pobre flujo conduce a un mal llenado, y esto puede concluir, entre otras cosas, en una forma de dosificación (principalmente en comprimidos y cápsulas9 con inaceptable variación del peso (1-3).
De igual forma cabría señalar la importancia de la caracterización de la fluidez en los excipientes para compresión directa, ya que sus propiedades de flujo se van a ver fuertemente influenciadas por las características del propio excipiente, y no por la eficacia de algún proceso de aglomeración 8ejemplo granulación húmeda), que trata de paliar las pobres características de los componentes de la formulación.
Además, igual de importantes y útiles son, unos procedimientos bien definidos para la evaluación del flujo de estos excipientes, ya que nos permitirían poner de manifiesto variaciones entre lotes que pueden, proceder del mismo o de distintos proveedores comerciales.
Si se trata de buscar una justificación a todo lo anteriormente considerado, la hallaremos en los numerosos factores susceptibles de influir en el flujo de unos polvos.
Cada partícula de un polvo, considerada aisladamente tiene una tendencia a desplazarse en función de su densidad, forma, tamaño�, pero además son �molestadas� durante su movimiento bien por sus fricciones con las otras partículas o con las paredes de los recipientes que las contienen.
En un conjunto de partículas de distinta granulometría, tanto el rango de tamaño como el número o peso de las partículas son parámetros importantes a considerar. En este sentido TRAISNEL (5) y LANTZ (6) señalan que las partículas de mayor tamaño exhiben una velocidad de deslizamiento superior a las de menor tamaño, al presentar mayor masa, ya que la fuerza de la gravedad varía con el cubo del diámetro de la partícula. Además en las pequeñas partículas, debido a su gran área superficial, podrán surgir fuerzas de cohesión o electrostáticas que inhibirían su flujo.
Sin embargo, estas afirmaciones son solo válidas para partículas equidimensionales, siendo numerosos los trabajos donde se señala la existencia de un tamaño óptimo de las partículas, para el cual la velocidad de deslizamiento es máxima (1, 7-11).
Junto a este parámetro, la distribución del tamaño de partícula podría también tener un efecto en el flujo de un sistema pulverulento. Así un polvo con gran porcentaje de finos podría ver inhibido su flujo, debido a las fuerzas cohesivas, o a su energía superficial libre (12).
Por otra parte, la forma de las partículas (6) y la rugosidad de su superficie, al afectar al poder de fricción interparticular y a las fuerzas de adhesión (13), también van a influir considerablemente en las propiedades de flujo y empaquetamiento de una masa sólida. En este sentido agujas o partículas angulosas, como ya incluso ha podido comprobar nuestro equipo de investigación (14-15), fluyen más difícilmente que partículas esféricas u ovales. Ello es debido a que para un mismo volumen, la esfera presenta la superficie más pequeña y por consiguiente la posibilidad de un solo punto de contacto con otra esfera.
Además de la forma, como ya se indicaba anteriormente, hemos de considerar la superficie particular, ya que en general la rugosidad favorece la cohesión y la fricción entre las partículas, con el consiguiente perjuicio en el deslizamiento del polvo (7, 16-18).
Pero junto a parámetros propios de las partículas, es tal vez la humedad uno de los factores esenciales en la irregularidad del deslizamiento y en la cohesión de unos polvos farmacéuticos (19). La adsorción de agua en la superficie de las partículas produce a veces un reblandecimiento de las mismas y por consiguiente un incremento de las fuerzas de adhesión. En el caso de partículas cuya superficie no se reblandezca, la humedad se adsorbe en capas de espesor multimolecular, que igualmente conducen a un incremento de la superficie de contacto con el consiguiente perjuicio de su fluidez (7).
Métodos propuestos para el estudio del flujo de un polvo.
Estos podrían ser clasificados en dos grandes grupos según se mida esta propiedad:
a) Indirectamente, basados en medidas ejecutadas en lechos estáticos.
b) Directamente mediante métodos dinámicos o cinéticos.
La presente Tesis Doctoral consta de tres capítulos independientes, pero al mismo tiempo concatenados los unos con los otros. En el primero se aborda el diseño de un sistema para la determinación de la velocidad de flujo de polvos, donde se eliminan todos aquellos factores que de forma externa pueden influir en la determinación de este parámetro, al tiempo que permite visualizar el comportamiento de la caída de los polvos en función del tiempo, así como la obtención de un parámetro preciso y reproducible de la capacidad de flujo intrínseca de los polvos. En el segundo capítulo se ha abordado la instrumentación de una maquina de comprimir excéntrica bonals amt 300, utilizando para la medida de las fuerzas bandas extensiométricas autocompensadas de temperatura, para la medida de los desplazamientos de los punzones unos traductores de desplazamiento HBM w50ts del tipo LDT, y finalmente para la adquisición y tratamiento de los datos unos programas de ordenador diseñados integramente por nosotros. Finalmente, el capítulo I y II ven su reflejo practico en el capítulo III donde se caracterizan un total de 26 excipientes de compresión directa, tanto en sus aspectos reológicos como mecánicos. |
