El homogeneizador de alta presión se utiliza específicamente para la reducción de tamaño, mezcla y estabilización de dispersores en la industria farmacéutica, incluidas emulsiones gruesas, microemulsiones y suspensiones. Genera un alto estrés local que hace que el tamaño de las partículas se reduzca drásticamente. La producción continua en condiciones a gran escala adapta este tipo de equipos a métodos de expansión. En un homogeneizador de alta presión, el líquido pasa por un hueco estrecho a alta presión. El líquido que se suministra al homogeneizador puede ser una emulsión gruesa, una microsusula o una dispersión, generalmente conocida como premezcla. Según el tipo de equipo disponible, el homogeneizador de alta presión funciona en un rango de presión de 50 - 500 mpa. Entre ellos, los homogeneizadores que pueden operar a una presión de 200 MPa o más se clasifican como homogeneizadores de uhv (uhph). Las unidades de presión incluyen: mpa, psi, bar. La presión de homogeneización es necesaria para obligar al líquido a pasar por un hueco estrecho, mientras que el paso repentino de la premezcla por una cámara estrecha a alta presión es la causa de la reducción del tamaño y la ruptura de las gotas.
Cuando el líquido pasa por el homogeneizador de alta presión, el líquido ensambla las moléculas de diferentes maneras. Estas moléculas interactúan con líquidos y sólidos en la interfaz, cambiando la Dinámica molecular de los líquidos. La dinámica molecular de los líquidos proporciona información sobre la coexistencia de muchos fenómenos de interfaz que ocurren simultáneamente o en paralelo. El estudio de este fenómeno de interfaz es muy importante para mantener una calidad consistente del producto, especialmente para el desarrollo de nuevos sistemas de entrega de medicamentos. Aunque los sistemas de entrega de nanofármacos son conocidos por sus características únicas, como la protección de los módulos de fármacos y la liberación controlada a través del encapsulamiento, la doble carga de fármacos, la reducción de tamaño y el aumento de la superficie, se producen grandes fallos de lotes a medida que se amplía la escala. La razón es la falta de atención a los diversos parámetros del proceso y la falta de investigación sobre su interdependencia. Por lo tanto, es fundamental utilizar métodos de diseño experimental (doe) y calidad del diseño (qbd) para obtener parámetros consistentes y idénticos para cada lote y estudiar la interdependencia entre los parámetros.
Hay que destacar que la comprensión de los parámetros del proceso del homogeneizador de alta presión se debe a que estas variables tienen un impacto en muchas propiedades físico - químicas, incluyendo el tamaño, la carga superficial y el índice de polidispersión (pdi), lo que afecta la estabilidad y la ingesta celular. Las nanopartículas pueden optimizarse en función de sus diversas propiedades físico - químicas, generando así una salida optimizada en la liberación de fármacos desde nanosuspensiones, nanoemulsiones o sistemas de entrega de fármacos autoemultados.
Parámetros que afectan al proceso
Presión de homogeneización
La presión de homogeneización es la presión que obliga al líquido a pasar por un espacio estrecho, que oscila entre 10 y 500 mpa. Las gotas experimentan cizallamiento, cavidad y turbulencia, descomponiéndolas así en gotas más pequeñas. Las gotas solo se rompen cuando hay suficiente fuerza de Corte para superar la presión de laplace. El aumento de la presión de homogeneización producirá un vórtice más fuerte, reduciendo así aún más el tamaño de las gotas. El aumento de la presión genera una caída de presión más alta, lo que puede superar fácilmente la presión de Laplace y provocar una mayor reducción del tamaño. Por lo tanto, la presión de homogeneización afecta directamente el tamaño de las partículas a través de la turbulencia, convirtiéndolo en un parámetro clave del proceso. Cuando se obtiene el tamaño promedio de partícula esperado, la densidad de fuerza se convierte en un parámetro importante para ajustar.
Número y duración de los ciclos
En las condiciones de presión prescritas, las premezclas recogidas se reciclan de nuevo a través de un hueco estrecho y se completa un ciclo. Cuando el líquido vuelve a experimentar cizallamiento, cavidad y turbulencia, el tamaño de la gota se reduce aún más. Por lo tanto, el número de ciclos / recirculación está directamente relacionado con el tamaño promedio del diámetro en condiciones de presión constante. El tiempo necesario para completar un ciclo depende de la viscosidad del líquido. Debido a la reducción del tamaño de las gotas, la viscosidad de la emulsión se reduce después de dos o tres ciclos, lo que reduce el tiempo necesario para completar el ciclo.
Hidrodinámica
En algunas líneas de productos, el aprendizaje hidrodinámico dentro del homogeneizador de escala piloto y de producción es ligeramente diferente debido a la Alta altura de la brecha utilizada para la escala de producción. Para homogeneizadores de alta presión de producción o escala piloto con tres o cinco bombas de pistón, el pulso es muy pequeño y solo causará oscilaciones leves en el campo de flujo. Esto no afecta a la eficiencia, lo que significa que el estudio de homogeneizadores de alta presión a escala de producción y piloto ha demostrado la racionalidad de las entradas continuas. En el caso de equipos a escala de laboratorio, el pulso es lo suficientemente grande como para cambiar el campo de flujo. Cuando todos los demás parámetros se mantienen sin cambios, también se espera que el pulso conduzca a una ruptura más efectiva, como
