Cuando una sustancia mantiene su posición en el mercado durante más de un siglo, se puede estar seguro de que hace lo que se supone que debe hacer de forma eficiente y asequible.
La mayoría de los científicos farmacéuticos están de acuerdo en que, si pudieran elegir un excipiente, sería la celulosa microcristalina. Descubierta en 1955, la celulosa microcristalina es el aglutinante más utilizado en el mercado farmacéutico. Su popularidad se debe a su versatilidad y a su amplia gama de aplicaciones. Puede dar volumen, desintegrar, aglutinar y lubricar. Aumenta la estabilidad y prolonga la liberación del fármaco. Al ser un componente natural rico en fibra, no es tóxico y es masticable. También es un favorito entre los fabricantes de fármacos disolubles. Se ha hecho un hueco como excipiente tanto en la industria de los suplementos como en el nicho de la administración de fármacos potentes. Su ámbito de aplicación no se limita a las cápsulas y los comprimidos. También se utiliza en geles medicinales.
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¿Qué es la celulosa microcristalina (MCC) y cómo se fabrica?
La MCC se fabrica a partir de celulosa de madera purificada de alta calidad. La hidrólisis se utiliza para eliminar la celulosa hasta que queda la forma microcristalina. Una vez eliminadas las partes amorfas de la celulosa, se convierte en un polvo inerte, blanco y fluido. Puede procesarse de varias maneras, mediante extrusión reactiva, explosión de vapor e hidrólisis ácida.
Historia de la celulosa microcristalina (MCC)
La palabra hidrocelulosa se acuñó a finales del siglo XIX. A menudo se le llama el polímero más antiguo, pero tardó un siglo más en entrar en el sector farmacéutico, en los años cincuenta, y no fue hasta los años sesenta cuando los fabricantes encontraron nuevos usos para ella. El MCC fue descubierto en 1955 por Battista y Smith y se comercializó bajo la marca Avicel se ha convertido en un nombre básico en el conjunto de herramientas farmacéuticas.
La industria alimentaria comenzó a utilizar la celulosa microcristalina para hacer gránulos compactos y mejorar la textura de la harina. Era dura y resistente al calor. Se convirtió en un material estructural popular por su capacidad para resistir la dureza de un soplete de oxiacetileno. En la misma década, los científicos empezaron a producir derivados de la celulosa en una nueva forma coloidal. Se basaron en la hidrólisis ácida para obtener microcristales a partir de partículas fibrosas. La celulosa ha sido durante mucho tiempo uno de los aglutinantes favoritos de la industria farmacéutica, pero las nuevas tecnologías de procesamiento siguen aumentando sus poderes.
Vea también nuestro vídeo general sobre la celulosa microcristalina como excipiente farmacéutico:
Áreas farmacéuticas
Todos los derivados de la celulosa tienen sus propias propiedades farmacéuticas, pero la MCC es el agente más versátil de la industria. Puede utilizarse para hacer que los comprimidos sean más comprimibles y para aglutinar los procesos de fabricación en seco y en húmedo. El poder espesante y la viscosidad del MCC lo convierten en una celulosa importante en las formas farmacéuticas líquidas. Los grados con un mayor tamaño de partícula y una mayor cristalización funcionan bien con el dióxido de silicio coloidal para producir grados siliciados y de segunda generación. La celulosa microcristalina es un excelente bioadhesivo y se utiliza en sistemas bioadhesivos de administración de fármacos.
Hechos interesantes sobre la MCC
La MCC se utiliza como agente antiaglomerante en el nicho de los alimentos procesados, pero también es un popular texturizador para los cosméticos. Es una pulpa de madera refinada con un talento único de hidrosoldadura. Puede sintetizarse de varias maneras mediante extrusión reactiva, ultrasonidos y explosión de vapor. Más recientemente, se ha hecho un hueco en el nicho de la impresión 3D. Algunos lo han calificado de «tesoro inagotable» para la industria farmacéutica porque se presta a un gran número de procesos. En su forma más sencilla, se utiliza para conseguir formas de dosificación oral en compresión directa. Su notable fluidez hace que sea mucho más fácil garantizar un peso constante de los comprimidos.
Ventajas de la celulosa microcristalina
En cuanto al tamaño de las partículas, la celulosa microcristalina puede diseñarse con diferentes tamaños um. Debido a su estructura microcristalina, ofrece una superficie naturalmente grande con mucha porosidad y poder de retención de humedad. A menudo se la considera la mejor ayuda a la extrusión del mercado por sus excelentes propiedades de unión y cohesión. Si el movimiento del agua está bien controlado, la separación de fases es totalmente evitable. Puede crear una superficie densa y suave que es extremadamente inofensiva. Se deforma bajo compresión pero forma potentes enlaces de hidrógeno.
¿Por qué y dónde debo utilizar la celulosa microcristalina?
Cuando se trata de formas de dosificación sólidas, la MCC se utiliza en todo tipo de productos, desde cápsulas de gelatina dura hasta comprimidos dispersables. Es uno de los pocos rellenos que son insolubles en agua e hidrófilos, por lo que es perfecto para los procedimientos de granulación húmeda. Puede utilizarse para conseguir una acción de mecha en las mezclas de polvos húmedos. Cuando es demasiado caro para actuar como único relleno, puede mezclarse con lactosa seca. Provoca una rápida desintegración antes de ser comprimido. Su uso principal es como aglutinante y diluyente.
¿Cuál es el marco regulador de la MCC?
La Administración de Alimentos y Medicamentos considera que la celulosa microcristalina es segura para todas las especies animales. No hay problemas de seguridad para el consumidor relacionados con ella más allá de sus requisitos de calidad alimentaria. Como ocurre con cualquier celulosa, su contenido en cenizas debe ser inferior al 0,6%. Ha sido añadida al Inventario de Notificaciones GRAS y es generalmente reconocida como segura cuando se utiliza en cantidades «normales». Como celulosa, entra en la normativa del Programa Orgánico Nacional. Puede combinarse con ingredientes auxiliares para mejorar la absorción o cambiar la viscosidad.
La Farmacopea de los Estados Unidos tiene normas más estrictas que regulan todo, desde la distribución del tamaño de las partículas hasta el envasado y el almacenamiento. La celulosa es una sustancia de fase cuatro que debe tener un recuento microbiano aeróbico limitado. Se requiere que se almacene en contenedores herméticos para reducir la exposición a la pérdida nominal.
La autoridad de seguridad de Europa reevaluó el MCC en 2018, pero encontró que permanecía intacto hasta que se excretaba. Sin absorción de la que preocuparse, el riesgo de toxicidad aguda oral es bajo y la genotoxicidad es poco probable. Sigue estando regulado como aditivo alimentario tecnológico de acuerdo con el anexo II del Reglamento nº 1333/2008. Sus criterios de pureza se definen en el Reglamento nº 231/2012. Debe utilizarse al nivel más bajo requerido. Los Estados miembros están obligados a controlar el consumo, adoptando un enfoque basado en el riesgo para la presentación de informes.
Grados de MCC de calidad para la celulosa microcristalina de compresión directa
Los grados de MCC varían en función de dónde se obtiene la celulosa. La MCC 10, conocida bajo el nombre comercial de Avicel PH 101, se utiliza generalmente como agente antiaglomerante, emulsionante y sustituto de la grasa. Aporta textura y volumen. Ceolus M CC es más adecuado para la compresión. Avicel PH 101 puede estabilizar espumas y extender almidones, pero fue diseñado para la granulación húmeda.
Cuando se trata de fluidez, Avicel PH 102 es el tipo de CCM de elección. Su bajo valor de densidad y disolución le confieren menos variación de peso y friabilidad. Y lo que es más importante, permiten que el cuerpo absorba ingredientes importantes. La compresión directa puede utilizarse para conseguir el grado 200-un excipiente estándar farmacéutico con excelentes niveles de lubricidad.
Tanto el 302 como el 102 ofrecen una buena compresibilidad y fluidez, siendo el 101 el que ofrece el menor tamaño de partícula. El 302 tiene una densidad aparente más baja. El mayor tamaño medio de partícula lo alcanza el grado 200, pero su mayor fluidez lo convierte en un excipiente popular en la industria farmacéutica. El 105 tiene el tamaño de partícula más pequeño.
Impresión 3D con MCC
Las nuevas versiones de MCC, protegidas por patente, son biocomposites degradables ideales para la impresión 3D cuando se combinan con ácido poliláctico reforzado. Este nuevo MCC se probó por primera vez en 2016, cuando se utilizó la extrusión de doble tornillo y la fundición con disolvente para conseguir la forma de filamento adecuada. El M CC no es totalmente compatible con el PLA, por lo que fue necesario modificar la superficie, pero el intento fue un éxito rotundo. El MCC es perfecto para la fabricación aditiva con fabricación 3D. Produce unos residuos mínimos y consume muy poca energía. Sus propiedades tensoras y térmicas son perfectas para construir componentes capa a capa fotosintética. La celulosa tiene varias propiedades importantes para la tecnología AM. Es el biopolímero adecuado más abundante del planeta para aplicaciones 3D. Puede utilizarse para construir polímeros a base de celulosa, imprimir filamentos, modelar por deposición líquida y materiales impresos en 4D. La tecnología de fabricación aditiva exige prototipos rápidos y materiales variables, y la celulosa ofrece ambas cosas.
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