Aplicación de Mastersizer2000: Método de validación para la medición por difracción láser-2

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Robustez

– Difusión de muestras

  La difusión de muestras debe ser explorada y comprendida como parte del desarrollo del método.

  En el caso de mediciones en seco, el usuario debe entender cómo el tamaño de partícula medido varía dependiendo de la presión de aire seleccionada para la difusión[2]. La presión adecuada es aquella que permite la difusión sin moler las partículas. En el caso de materiales farmacéuticos, las muestras de prueba deben ser frágiles, y si la presión de dispersión es demasiado alta, pueden ser molidas a tamaños de partícula más finos. La dispersión y molienda a menudo ocurren simultáneamente (lo que resulta en un ensanchamiento de la distribución)[10]. El mejor método para demostrar que no se está gastando es obtener resultados casi idénticos para la difusión en húmedo y en seco. Todos los detalles sobre el desarrollo del método en seco se presentan en otro lugar de este documento[8].

  En mediciones que utilizan difusión en húmedo, es importante comprender el papel del ultrasonido en la promoción de la difusión[2]. El uso de ultrasonido de alta energía puede causar grietas en algunos materiales cristalinos (lo cual es raro). Como parte del desarrollo del método, debe investigarse el efecto del tiempo y la potencia de aplicación del ultrasonido sobre el tamaño de partícula. Al investigar el efecto del tratamiento de descomposición por ultrasonido sobre la robustez de la medición, se recomienda realizar mediciones durante y antes/después de la aplicación del ultrasonido. Además, se deben obtener imágenes de microscopía para asegurar que no haya dispersión de partículas durante la difusión.

  Además, debe tenerse en cuenta que la aplicación de ultrasonido puede causar aglomeración en algunos casos. Si se produce aglomeración, es necesario explorar el uso de diferentes dispersantes para asegurar la estabilidad. Los detalles sobre el desarrollo del método en húmedo se presentan en otro lugar de este documento[9].

– Bomba y velocidad de agitación

  La velocidad de la bomba y del agitador utilizada en las mediciones en húmedo debe ser investigada como parte del desarrollo del método. Las condiciones seleccionadas deben mantener todo el material en suspensión sin formar burbujas de aire (problema específico cuando se utilizan tensioactivos).

  Figura 4 muestra cómo varían los resultados obtenidos para una muestra de lactato en función de la configuración del agitador. Como se puede ver, los resultados alcanzan un estado estacionario a 2,000 rpm. En este punto, todo el material está correctamente suspendido y disperso. Los valores del resultado dependen de la sedimentación de la muestra a 2,000 rpm.

 

Figura 4] Impacto de la velocidad de agitación sobre los resultados obtenidos para el lactato típico 

 





– Verificación del índice de refracción

  Como parte del desarrollo del método, se debe revisar la selección del índice de refracción. Para proporcionar evidencia experimental del índice de refracción real, se puede usar el valor correspondiente para el fluido. No se puede usar el supuesto de Fraunhofer si existen dentro de la distribución1} partículas de un tamaño de 40 veces menor que la longitud de onda de la luz utilizada para la medición (25 micrones para una fuente de luz láser roja He-Ne), ya que informaría información incorrecta sobre la presencia de material fino. La ISO 13320-1 proporciona lineamientos relacionados con la importancia de las propiedades ópticas al establecer el análisis de difracción láser[2].

Linealidad e incertidumbre

Los métodos de determinación de tamaño rara vez muestran respuestas lineales como función del tamaño de partícula, por lo que la evaluación de la linealidad del método de medición no se considera parte del desarrollo del método. Sin embargo, es importante considerar cómo la incertidumbre de la muestra afecta la medición. La incertidumbre se mide como la cantidad de luz dispersada por la muestra y está correlacionada con la densidad de material presente en el área de medición. En la mayoría de las distribuciones de tamaño de partícula, el tamaño de partícula reportado debe ser independiente de la incertidumbre de la medición a través de un rango amplio de incertidumbre. Cuando la incertidumbre es extremadamente baja, se pueden obtener resultados con alto valor de COV (debido a una baja relación señal/ruido), mientras que en concentraciones muy altas, los resultados obtenidos pueden ser menores de lo previsto debido al efecto de dispersión múltiple. Se propone investigar incertidumbres del 10, 15, 20 y 25% de la forma en que se realiza la medición durante el período de prueba y especificar un COV aceptable de manera similar.

Figura 5 es un ejemplo que muestra el impacto de la dispersión múltiple en los resultados obtenidos de polvos farmacéuticos. Cuando la incertidumbre es baja, los resultados son constantes. Sin embargo, cuando la incertidumbre supera el 10%, la dispersión múltiple hace que el tamaño reportado disminuya. En este caso, una incertidumbre de medición de aproximadamente 7.5% permite un método robusto en el que pequeños cambios en la incertidumbre de la muestra no afectan significativamente los resultados. 

 

Figura 5] Cambio en el Dv50 como función de la cobertura para polvos farmacéuticos 

 

Reproducibilidad 

  Bell y cols. definieron la ‘reproducibilidad’ como una medida de la exactitud entre laboratorios[5]. Aunque esto es cierto, la experiencia de Malvern Instruments muestra que la reproducibilidad mide más eficazmente la efectividad del método de muestreo seleccionado. Además, la reproducibilidad puede emplearse para minimizar las diferencias entre dispositivos (ya sean del mismo modelo o diferentes). Pequeñas diferencias de temperatura pueden causar cambios en los resultados debido a la disolución o recristalización de partículas, lo que resulta especialmente importante cuando los disolventes saturados se usan como dispersantes y las condiciones ambientales experimentadas por diferentes laboratorios deben ser consideradas.

  Para evaluar la reproducibilidad, se deben recoger y probar muchos lotes de muestras (al menos 5) según el método investigado. Para cada muestra, la medición debe repetirse al menos cinco veces, obteniendo resultados individuales y promedio. Se debe determinar el COV entre muestras, que debe estar dentro de los límites aceptados especificados por la ISO13320[2] y, en algunos casos, dentro de los límites permitidos por la USP<429>[4].

Tabla 2 muestra un ejemplo de resultados obtenidos utilizando el método de muestreo de cucharada para excipientes de lactato. En este caso, el COV obtenido estuvo dentro de los límites previstos basados en las estadísticas de muestreo presentadas en la Figura 1.

 Tabla 2] Dispersión de los resultados obtenidos para siete muestras de lactato tomadas con método de cucharada

Precisión intermedia

Al evaluar la precisión intermedia, el usuario debe reconocer la variabilidad del método al utilizar un segundo analista o equipo (o ambos) para comprender la precisión intermedia. Esto es esencialmente una repetición de las pruebas de reproducibilidad, y por lo tanto, deben aplicarse límites de COV similares. Después, se deben combinar ambos resultados para obtener la media conjunta y el RSD conjunto (que debe ser inferior al 3%).

Tabla 3 presenta los datos de reproducibilidad obtenidos para un segundo analista que analiza las muestras de lactato mencionadas anteriormente. Estos valores promedio y COV conjuntos pueden ser evaluados por ambos operadores y se presentan en la Tabla 4. Como se puede ver, la variación de Dv50 está dentro de los límites aceptables de la ISO13320. Esto está relacionado con el método de muestreo utilizado en este estudio. Si el polvo se hubiera muestreado utilizando un ribotoma rotativo, esto mejoraría la precisión general. Los límites de aceptación más amplios utilizados en la USP<429> se pueden aplicar cuando el muestreo con cucharada es el único método efectivo de adquisición de muestras. 

 

Tabla 3] Resultados relacionados con el lactato obtenidos para un segundo analista