Quando una sostanza mantiene la sua posizione sul mercato per oltre un secolo, ci si può sentire sicuri sapendo che fa ciò che si suppone faccia in modo efficiente e conveniente.
La maggior parte degli scienziati farmaceutici concordano che se potessero scegliere un eccipiente sarebbe la cellulosa microcristallina. Scoperta nel 1955, la cellulosa microcristallina è il legante più usato sul mercato farmaceutico. La sua popolarità deriva dalla sua versatilità e da una vasta gamma di applicazioni. Può inglobare, disintegrare, legare e lubrificare. Migliora la stabilità e prolunga il rilascio del farmaco. Come componente naturale, ricco di fibre, è atossico e masticabile. È anche un favorito tra i produttori di farmaci dissolvibili. Si è ritagliato uno spazio come eccipiente sia nell’industria degli integratori che nella nicchia della somministrazione di farmaci potenti. La sua portata non è limitata a capsule e compresse. Viene usata anche nei gel medicati.
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Cos’è la cellulosa microcristallina (MCC) e come si fa?
La MCC è fatta da cellulosa di legno purificata di alta qualità. L’idrolisi viene utilizzata per rimuovere la cellulosa fino a quando non rimane la forma microcristallina. Con le sue porzioni di cellulosa amorfa rimosse, diventa una polvere inerte, bianca e scorrevole. Può essere lavorata in diversi modi, tramite estrusione reattiva, esplosione a vapore e idrolisi acida.
Storia della cellulosa microcristallina (MCC)
La parola idrocellulosa è stata coniata alla fine del XIX secolo. È spesso chiamata il polimero più antico, ma ci volle un altro secolo per entrare nel settore farmaceutico negli anni Cinquanta, ma fu solo negli anni Sessanta che i produttori trovarono nuovi usi per essa. L’MCC fu scoperto nel 1955 da Battista e Smith e fu commercializzato con il marchio. Avicel è diventato un nome di base nella cassetta degli attrezzi farmaceutica.
L’industria alimentare ha iniziato a usare la cellulosa microcristallina per fare pellet compatti e migliorare la consistenza della farina. Era dura e resistente al calore. Divenne un materiale strutturale popolare per la sua capacità di resistere alla durezza di una torcia ossiacetilenica. Nello stesso decennio, gli scienziati iniziarono a produrre derivati della cellulosa in una nuova forma colloidale. Si sono affidati all’idrolisi acida per ottenere microcristalli da particelle fibrose. La cellulosa è stata a lungo uno dei leganti preferiti nell’industria farmaceutica, ma le nuove tecnologie di lavorazione continuano ad aumentare i suoi poteri.
Vedi anche il nostro video riassuntivo sulla cellulosa microcristallina come eccipiente farmaceutico:
Aree farmaceutiche
Tutti i derivati della cellulosa hanno le loro proprietà farmaceutiche, ma la MCC è l’agente più versatile del settore. Può essere usato per rendere le compresse più comprimibili e per legare i processi di produzione sia umidi che secchi. Il potere addensante e la viscosità dell’MCC ne fanno un’importante cellulosa nelle forme di dosaggio liquide. I gradi con una dimensione delle particelle più grande e una maggiore cristallizzazione lavorano bene con il biossido di silicio colloidale per produrre silicidi e gradi di seconda generazione. La cellulosa microcristallina è un eccellente bioadesivo ed è usata nei sistemi di somministrazione di farmaci bioadesivi.
Fatti interessanti sull’MCC
La MCC è usata come agente antiagglomerante nella nicchia degli alimenti lavorati, ma è anche un popolare testurizzatore per i cosmetici. È una pasta di legno raffinata con un talento unico di idrosmorzamento. Può essere sintetizzata in diversi modi tramite estrusione reattiva, ultrasuoni ed esplosione di vapore. Più recentemente, si è liberato un posto nella nicchia della stampa 3D. Alcuni lo hanno definito un “tesoro inesauribile” per l’industria farmaceutica perché si presta a un numero enorme di processi. Nella sua forma più diretta, è usato per ottenere forme di dosaggio orale in compressione diretta. La sua notevole fluidità rende molto più facile garantire un peso costante delle compresse.
Vantaggi della cellulosa microcristallina
In termini di dimensione delle particelle la cellulosa microcristallina può essere ingegnerizzata in diverse dimensioni um. Grazie alla sua struttura microcristallina, offre una superficie naturalmente ampia con molta porosità e capacità di trattenere l’umidità. Viene spesso indicata come il miglior coadiuvante di estrusione sul mercato per le sue eccellenti proprietà leganti e coesività. Se il movimento dell’acqua è ben controllato, la separazione di fase è completamente evitabile. Può creare una superficie densa e liscia che è estremamente non friabile. Si deforma sotto compressione ma forma potenti legami idrogeno.
Perché e dove dovrei usare la cellulosa microcristallina?
Quando si tratta di forme di dosaggio solide, l’MCC è usato in tutto, dalle capsule di gelatina dura alle compresse dispersibili. È uno dei rari riempitivi che sono insolubili in acqua e idrofili, quindi è perfetto per le procedure di granulazione a umido. Può essere usato per ottenere un’azione wicking nelle miscele di polveri bagnate. Quando è troppo costoso per agire come unico riempitivo, può essere miscelato con lattosio secco. Provoca una rapida disintegrazione prima di essere compresso. Il suo uso principale è come legante e diluente.
Qual è il quadro normativo di MCC?
La Food and Drug Administration considera la cellulosa microcristallina sicura per tutte le specie animali. Non ci sono preoccupazioni per la sicurezza dei consumatori legate ad essa al di là dei suoi requisiti di qualità alimentare. Come per qualsiasi cellulosa, il suo contenuto di ceneri deve essere inferiore allo 0,6%. È stata aggiunta al GRAS Notice Inventory ed è generalmente riconosciuta come sicura se usata in quantità “normali”. Come cellulosa, rientra nei regolamenti del National Organic Program. Può essere combinata con ingredienti ausiliari per migliorare l’assorbimento o cambiare la viscosità.
La Farmacopea degli Stati Uniti ha standard più severi che regolano tutto, dalla distribuzione delle dimensioni delle particelle all’imballaggio e alla conservazione. La cellulosa è una sostanza di quarto stadio che deve avere una conta microbica aerobica limitata. Deve essere conservata in contenitori stretti per ridurre l’esposizione alla perdita nominale.
L’autorità europea per la sicurezza ha rivalutato l’MCC nel 2018, ma ha scoperto che rimane intatta fino a quando non viene escreta. Senza alcun assorbimento di cui preoccuparsi, il rischio di tossicità acuta orale è basso e la genotossicità è improbabile. È ancora regolamentato come additivo alimentare tecnologico secondo l’allegato II del regolamento n. 1333/2008. I suoi criteri di purezza sono definiti dal regolamento n. 231/2012. Dovrebbe essere usato al livello più basso richiesto. Gli Stati membri sono tenuti a monitorare il consumo, adottando un approccio basato sul rischio per la segnalazione.
Gradi di qualità MCC per la cellulosa microcristallina a compressione diretta
I gradi MCC variano a seconda di dove si ottiene la cellulosa. L’MCC 10, noto con il nome commerciale Avicel PH 101, è generalmente utilizzato come antiagglomerante, emulsionante e sostituto dei grassi. Testurizza e aggiunge massa. Ceolus M CC è più adatto alla compressione. Avicel PH 101 può stabilizzare le schiume ed estendere gli amidi, ma è stato progettato per la granulazione ad umido.
Quando si tratta di fluidità, Avicel PH 102 è il tipo di MCC preferito. Il suo basso valore di densità e la sua dissoluzione gli conferiscono una minore variazione di peso e friabilità. Ancora più importante, permettono al corpo di assorbire ingredienti importanti. La compressione diretta può essere usata per ottenere il grado 200 – un eccipiente standard farmaceutico con eccellenti livelli di lubrificazione.
Sia 302 che 102 offrono una buona comprimibilità e scorrevolezza, con 101 che offre la dimensione delle particelle più piccola. 302 ha una densità di massa inferiore. La dimensione media delle particelle più grande è raggiunta dal grado 200, ma il suo flusso superiore lo rende un eccipiente popolare nell’industria farmaceutica. 105 ha la dimensione delle particelle più piccola.
Stampa 3D con MCC
Le nuove versioni protette da brevetto di MCC sono biocompositi degradabili ideali per la stampa 3D quando combinati con acido polilattico rinforzato. Questo nuovo MCC è stato testato per la prima volta nel 2016, quando sono stati utilizzati l’estrusione a doppia vite e la colata con solvente per ottenere la giusta forma di filamento. M CC non è completamente compatibile con il PLA, quindi sono state necessarie modifiche alla superficie, ma il tentativo è stato un successo clamoroso. L’MCC è perfetto per la produzione additiva con fabbricazione 3D. Produce scarti minimi e usa pochissima energia. Le sue proprietà tensili e termiche sono perfette per costruire componenti strato per strato fotosintetico. La cellulosa ha diverse proprietà importanti per la tecnologia AM. È il biopolimero più abbondante e adatto al pianeta per le applicazioni 3D. Può essere usata per costruire polimeri a base di cellulosa, filamenti di stampa, modellazione a deposizione liquida e materiali stampati 4D. La tecnologia di produzione additiva richiede prototipi veloci e materiali variabili, e la cellulosa offre entrambi.
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