Introducción a la química farmaceútica

Presentación del tema: "Introducción a la química farmaceútica"— Transcripción de la presentación:

1 Introducción a la química farmaceútica
Prof: Danny Javier Balanta Silva Facultad de Ciencias Naturales y Exactas Departamento de Química Maestría en Ciencias Química 1

2 El objetivo primordial de las farmacopeas es promover la salud publica mediante la provisión de estándares reconocidos para el uso profesional del cuidado de la salud al elaborar medicinas de alta calidad Los estándares mencionados deben responder a rigurosas normas de calidad que serán los pilares del uso seguro de las medicinas tanto por pacientes como por consumidores. En otras palabras asegura los niveles de calidad en los productos medicinales fabricados. Tanto las monografías como los otros textos de las farmacopeas están destinados a satisfacer las necesidades normativas de las autoridades que están a cargo del control de calidad, elaboración de materiales y productos medicinales.

3 Las farmacopeas existentes son las siguientes: USP-NF: United states pharmacopeia – National Form BP: British pharmacopeia En Colombia si bien no tenemos farmacopeas (seguimos totalmente a la USP-NF) tenemos los siguientes: PR Vademecum Colombia PLM Diccionario de especialidades farmaceúticas

4 La Farmacopea de Estados Unidos (en inglés United States Pharmacopeia, USP) es la farmacopea oficial de los Estados Unidos, publicada junto con el National Formulary (formulario nacional de medicamentos) como la USP-NF. La United States Pharmacopeial Convention (también llamada comúnmente USP) es una organización sin ánimo de lucro que posee la marca registrada y los derechos de autor de la USP-NF y la publica todos los años. Medicamentos recetados y de venta libre, y otros productos para el cuidado de la salud vendidos en los Estados Unidos están obligados a seguir las normas de la USP-NF. La USP también establece estándares para los ingredientes de los alimentos y suplementos dietéticos.

5 Los estándares de la USP han ayudado a garantizar una buena atención farmaceútica durante mas de 185 años de existencia de la entidad. USP es la autoridad reconocida en Estados Unidos que establece los estándares públicos oficiales los cuales a su vez son utilizados y reconocidos en muchos países. USP establece por escrito normas de referencia para los medicamentos, los ingredientes alimentarios, suplementos dietéticos y sus ingredientes. Estas normas son utilizadas por los organismos reguladores y fabricantes para ayudarles a garantizar que estos productos son de la identidad adecuada, así como la fuerza, calidad, pureza y consistencia.

6 Los medicamentos recetados y de venta libre disponibles en los Estados Unidos deben, por ley federal, cumplir con las normas públicas USP-NF, cuando esas normas existen. Muchos otros países usan la USP-NF en lugar de emitir su propia farmacopea, o como complemento de su propia farmacopea. Las normas USP para los ingredientes de los alimentos se pueden encontrar en su código de ingredientes alimentarios (Food Chemical Codex, FCC). El FCC es un compendio de las normas utilizadas internacionalmente para la calidad y pureza de los ingredientes de alimentos como conservantes, saborizantes, colorantes y nutrientes.

7 Con respecto a la información sanitaria, la USP elabora la información relativa a diversos aspectos del uso de drogas y difunde esta información a los profesionales, los farmacéuticos, y otros que toman decisiones sobre el cuidado de la salud. Una de esas iniciativas es el desarrollo de un sistema de clasificación de las drogas que el sistema Medicare planea utilizar para desarrollar sus formularios. USP también juega un papel en el nombramiento tanto de ingredientes como de productos farmacéuticos. Esto tiene un lugar a través de miembros de la USP en el United States Adopted Names Council. El consejo es patrocinado por la Asociación Médica Americana, la Asociación Americana de Farmacéuticos y la USP.

8 Respecto a acuerdos internacionales, la USP trabaja a nivel internacional, principalmente a través de acuerdos con otras farmacopeas, así como los organismos reguladores, asociaciones de fabricantes y otros. En los últimos años, USP ha firmado una serie de Memorandos de Entendimiento con grupos como la Pakistan pharmacopoeia Commission, la Comisión de la Farmacopea China, nueve países pertenecientes a la Asociación de Naciones del Sudeste Asiático (ASEAN), y el Servicio Federal de Vigilancia en Salud y Desarrollo Social de la Federación Rusa. La USP también opera una oficina internacional en Suiza, y oficinas y laboratorios en Brasil, India y China.

9 Las monografías de la USP-NF incluyen los nombres de los ingredientes o la preparación de un fármaco, la definición, los requerimientos de envasado, almacenamiento y etiquetado, además de las especificaciones USP. La especificación: consiste en una serie de pruebas, procedimientos y criterios de aceptación. Estas requieren el uso de los estándares de referencia USP oficiales, los productos e ingredientes medicinales tendrán la concentración, calidad y pureza estipulados cuando se ajusten a los requerimientos de la monografía.

10 La USP-NF se suele publicar en idioma inglés, de forma impresa, de forma online y en CD/DVD. Desde 2005 se publica una edición impresa en español de la USP- NF. Hoy dia es posible tener la USP-NF en dispositivos móviles y memorias USB. Deben ser divulgados al público científico y al común.

11 Estándares de referencia USP: gozan de un alto grado de reconocimiento y confianza en mas de 130 países. Son muestras con un gran nivel de caracterización de medicamentos, excipientes, impurezas, productos de degradación, suplementos dietéticos y reactivos. Su uso es obligatorio en la realización de pruebas y valoraciones de USP-NF ¿En que se utilizan los estándares de referencia USP? Pruebas de identificación Pruebas para determinación de impurezas Valoraciones para medicamentos y formulaciones

12 ¿En que se utilizan los estándares de referencia USP. 4
¿En que se utilizan los estándares de referencia USP? 4. Pruebas de aptitud del medicamento 5. Recuento de partículas 6. Determinación del punto de fusión 7. Estándarización de soluciones volumétricas 8. Uso en procedimientos cromatográficos y espectrofotométricos

13 Uso y almacenamiento de los estándares de referencia de USP Para cumplir con el propósito cada estándar de referencia debe almacenarse, manipularse y usarse de manera correcta. Los usuarios son responsables del uso que le den a los estándares, ya sea que estén en el periodo dentro del plazo de uso válido. No es posible bajo ningún concepto el uso de un estándar caducado.

14 Uso y almacenamiento de los estándares de referencia de USP Los estándares deben mantenerse en sus envases cerrados con tapón originales, lejos del calor y de la humedad, protegidos contra la luz. Las sustancias del estándar deben ser pesadas con exactitud al momento de ser utilizadas (no es posible devolver cantidades en exceso). Debe tenerse en cuenta el error relativo asociado al peso de masas pequeñas cuando se desea preparar una disolución de un estándar para una determinación cuantitativa.

15 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos. 1. Criterio de uniformidad de contenido en tabletas: para tener la certeza de que cada tableta posea la cantidad de principio activo especificada en las tabletas de un lote fabricado. No es posible utilizar el peso como indicador de potencia a menos que la cantidad del fármaco corresponda al 90-95% del peso total de las tabletas, por esa razón en tabletas con pequeñas concentraciones del fármaco una buena variación de peso no asegura una buena uniformidad de contenido y viceversa, para asegurar la potencia de tabletas de bajas concentraciones del fármaco se lleva a cabo la prueba de uniformidad de contenido

16 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos ¿Cuándo elegir variación de peso vs variación de contenido? Si la dosis vs el peso en una tableta es < 25% se elige variación de contenido Si la dosis vs el peso de una tableta es > 25% se elige variación en peso Ej: 10 mg de metoclopramida presentes en una tableta que pesa 100 mg (10 mg metoclopramida / 100 mg muestra)*100 = 10% (se elige variación de contenido)

17 (500 mg aspirina / 750 mg muestra)*100 = 66.67%
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos ¿Cuándo elegir variación de peso vs variación de contenido? Si la dosis vs el peso en una tableta es < 25% se elige variación de contenido Si la dosis vs el peso de una tableta es > 25% se elige variación en peso Ej: 500 mg de aspirina presentes en una tableta que pesa 750 mg ¿Qué se elige? (500 mg aspirina / 750 mg muestra)*100 = 66.67% (se elige variación de peso)

18 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos. Primer criterio USP para uniformidad de dosis por variación de contenido “La USP exige que se pesen 10 tabletas no recubiertas y que se valore cada una de ellas estadísticamente, para que el %RSD (desv. Est. Media) no exceda el 6%, y el contenido del principio activo debe estar entre % Si una tableta se encuentra fuera del % pero no mayor de % y el %RSD > 6% se debe repetir la prueba con 20 tabletas adicionales”

19 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos. Segundo criterio USP para uniformidad de dosis por variación de contenido El contenido del principio activo de las 30 tabletas debe estar entre el % y el RSD no podrá ser mayor del 7.8%. El muestreo se hace a varios tiempos del proceso de tableteado.

20 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos. La prueba de disolución ofrece un medio de control para tener la seguridad de que un determinado número de tabletas o cápsulas representativas de un lote fabricado cumple con los limites de la disolución, absorción y disponibilidad fisiológica del principio activo. La USP establece para estas pruebas criterios de disolución para la aprobación de los lotes fabricados.

21 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los productos farmaceúticos. Se suelen emplear disolutores de seis posiciones usando una disolución de 500, 900 o 1000 mL, siendo esta un medio acuoso con pH entre 1.2 a 6.8 (concentración de los buffers sugeridos por USP), esto para simular lo que son fluidos estomacales e intestinales. En este caso el pH no deberá exceder de 8.0, y para simular un fluido gástrico, el pH deberá ser de 1.2 sin enzimas. La agitación debe ser suave y progresiva, entre rpm, preferiblemente de rpm usando paletas como agitadores.

22 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Primer criterio de la USP: 6 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1) de 6 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q + 5%, de no cumplir este criterio se pasa al segundo criterio de la USP” Las seis tabletas pueden repartirse asi: 2 tabletas al inicio del procesado, 2 tabletas en producto en proceso y 2 tabletas en producto terminado

23 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Segundo criterio de la USP: 6 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1+S2) de 12 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y ninguno de los valores obtenidos en las 12 tabletas individuales deberá ser menor a Q-15%” Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo criterio. De no ser asi se pasa al tercer criterio

24 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Tercer criterio de la USP: 12 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1+S2+S3) de 24 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y no mas de dos tabletas de las 24 deben ser menores a Q-15% y ninguna de las 24 tabletas debe ser menor a Q-25%” Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo criterio mas 12 tabletas del tercer criterio

25 No cumple primer criterio ya que no da Q + 5%
Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80 (determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP S1 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 70 80 85 79 81 84 S1= 79.83% No cumple primer criterio ya que no da Q + 5% Pasa a segundo criterio con seis tabletas mas

26 Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80 (determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP S1 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 70 80 85 79 81 84 S2 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 72 65 87 90 89 88 S1= 79.83% S2= 81.83% (S1+S2)/2 = 80.83% Se aprueba el lote en base al segundo criterio de disolución

27 Cálculos en química farmaceútica.
Son necesarios, debido a que los principios activos contenidos en las formas farmaceúticas necesitan ser cuantificados en algún momento del proceso (material de partida, producto en proceso o producto terminado) Pueden ser requeridos por el director técnico o encargado de la planta de procesamiento Se pueden determinar mediante espectroscopía de UV-Visible, Absorción atómica, espectroscopía FTIR y RMN, curvas de calibración, interpolación, adición de estándar, valoración potenciométrica y gravimetría.

28 El espectro electromagnético se divide en diversas regiones:

29 (reflejada o absorbida)
Región Visible (380 – 750 nm): Corresponde a la porción del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. Es la zona que pertenece a la visualización de los colores Luz Blanca (reflejada o absorbida) Reflejada: blanca Absorbida: negra Si se absorbe solo una proporción de luz, el resto se refleja y la sustancia presenta el color de la luz reflejada. Si solo se absorbe una banda, la sustancia presenta el color complementario de la banda absorbida.

30 Instrumentos de Ultravioleta
Cubetas (Cuarzo, plástico, Vidrio Pyrex) Lámparas (D2 y tungsteno) Espectrofotómetro UV-Vis

31 Absorción en la Región UV-Vis: se rige por la Ley de Beer – Lambert
Absorción: proporcional al # de moléculas absorbentes Fracción de luz incidente absorbida: independiente de la intensidad de luz. 𝐴=−𝑙𝑜𝑔𝑇=−log 𝐼 𝐼𝑜 =𝜀𝑙𝐶 A: Absorbancia y T: Transmitancia Io: intensidad de luz incidente sobre la muestra I: intensidad de luz transmitida ε: coeficiente de absorptividad molar (L.mol-1.cm-1) l: camino óptico de la celda (cm) C: concentración de la muestra (mol/L)

32 Espectrofotómetro Ultravioleta – Visible (UV-Vis):

33 Concentración (mg/ 100 mL)
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 1. Cinco soluciones estándar de diazepam (Mw: g/mol) fueron disueltas en etanol grado espectroscópico, y las absorbancias de cada solución fueron medidas a 285 nm en cubetas de cuarzo de 1 cm por UV. Determinar la absorptividad molar y la concentración en mg/100 mL de un lote cuya absorbancia fue de Concentración (mg/ 100 mL) Absorbancia 0.25 0.140 0.50 0.281 0.75 0.421 1.00 0.562 1.25 0.697

34 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 +0.0017 𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑟 2 =0.9992 𝐴𝑏𝑠−0.0017 0.558 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1: 1. 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑟 2 =0.9992 𝐴𝑏𝑠− 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶 0.510− 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶 𝑚𝑔 100 𝑚𝐿 = 𝐶

35 100∗0.558 𝑚𝐿 𝑚𝑔.𝑐𝑚 ∗ 1 𝐿 1000 𝑚𝐿 1000 𝑚𝑔 1 𝑔 ∗ 284.7 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 =𝜀
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1: 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 𝐴𝑏𝑠=𝜀𝑏 𝐶 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 0.558/𝑏=𝜀 100∗0.558 𝑚𝐿 𝑚𝑔.𝑐𝑚 ∗ 1 𝐿 𝑚𝐿 𝑚𝑔 1 𝑔 ∗ 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 =𝜀 𝐿 𝑚𝑜𝑙.𝑐𝑚 =𝜀

36 Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 2
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 2. Una preparación farmacéutica antibacterial contiene dos principios activos: sulfanilamida y sulfatiazol en (g/mL). Cuando se toma el espectro UV de la mezcla y se obtiene el espectro abajo a 252 y 280 nm.

37 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. Compuesto Epsilon (mL/ g*cm) Longitud 252 nm 280 nm Sulfanilamida (x) 959 136 Sulfatiazol (y) 570 449 Absorbancia Mezcla 0.773 0.340

38 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. 𝐴 1 = 𝜀 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏+ 𝜀 𝑦 𝐶 𝑦 𝑏 𝐴 2 = 𝜀 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏+ 𝜀 𝑦 𝐶 𝑦 𝑏 A1: absorbancia de la mezcla a la longitud de onda 1 (252 nm) y A2: absorbancia de la mezcla a la longitud de onda 2 (280 nm) b: longitud celda (1 cm) ex: absorptividad molar de sustancia x (mL/ g*cm) ey: absorptividad molar de sustancia y (mL/ g*cm) Cx: concentración sustancia x en g/mL Cy: concentración sustancia y en g/mL

39 Multiplicando ec.1 por 136 y ec.2 por 959 se tiene:
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. 0.733=959 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 1 0.340=136 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 2 Multiplicando ec.1 por 136 y ec.2 por 959 se tiene: 99.688= 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 3 326.06= 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 4

40 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. Restando ec.3 de ec.4 se tiene: = 𝐶 𝑦 =[ 𝐶 𝑦 ] 𝑔 𝑚𝐿 𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑖𝑎𝑧𝑜𝑙=[ 𝐶 𝑦 ] Conociendo a Cy se determina fácilmente Cx: 𝑔 𝑚𝐿 𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑛𝑖𝑙𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎=[ 𝐶 𝑥 ]

41 Las farmacopeas son una poderosa herramienta al alcance de los analistas, científicos y desarrolladores de la industria farmacéutica, la cual permite conocer todos los procedimientos y protocolos a seguir de acuerdo al tipo de medicamento que se desee analizar Los criterios de variación de uniformidad de peso, contenido y de disolución de tabletas son de gran importancia, puesto que permiten discriminar si un lote es aprobado o rechazado, sin que necesariamente sea destruido, pudiendo solamente devolverse una pequeña parte de él. Los cálculos en química farmaceútica son de gran relevancia, pues con ellos se pueden hacer determinaciones cuantitativas de los principios activos en las diferentes formas farmaceúticas

42 ¡Muchas gracias por su atención!

43 Disolutores: estos equipos permiten conocer para ciertas tabletas y cápsulas la cantidad de absorción y disponibilidad fisiológica del principio activo disuelto en un tiempo determinado. Esta prueba de disolución puede llevarse a cabo en diferentes medios acuosos, desde agua hasta buffers.

44 Ejemplo de excipientes en una tableta

45 Resultados criterios Los resultados se expresan como concentración del fármaco en el medio de disolución respecto al tiempo o como la cantidad de fármaco remanente respecto al tiempo, o el tiempo en que algún porcentaje del fármaco debe ser liberado, por ejemplo la hidroclorotiazida el 60% tiene que haberse liberado en 30 minutos. La gran desventaja de este criterio es que no cuestiona la cantidad remanente que quede faltando porque puede que el 60% se libere a los 5 minutos y el 40% varias horas después o nunca. Se recomienda utilizar el criterio de tiempo requerido para liberar del 80 al 90 % del fármaco.