A tecnologia de extrusão no setor farmacêutico

A extrusão é um processo de fabrico desenvolvido no início dos anos 30 que se tornou uma técnica muito procurada na indústria alimentar e, sobretudo, na indústria do plástico. Anos mais tarde, evidenciou-se o seu potencial na indústria farmacêutica, especialmente na formulação de dispersões sólidas e na criação de novas e avançadas formas de dosagem e administração.

Esta tecnologia responde a diferentes desafios apresentados pela indústria farmacêutica, tais como:

• Fraca biodisponibilidade do fármaco devido à sua baixa solubilidade.
• Baixa estabilidade do API (ingrediente farmacêutico ativo) durante o fabrico e processamento do medicamento.
• Libertação prolongada não fiável.
• Fraca estabilidade ou tolerância do API no estômago.
• Mau sabor do medicamento.
• Produção limitada de filmes.

Estes processos de fabrico de medicamentos foram concebidos para misturar os princípios ativos com excipientes (que devem apresentar comportamento termoplástico) para o desenvolvimento destas formulações. Uma das principais diferenças entre os processos de extrusão convencionais e os farmacêuticos reside nos equipamentos utilizados, uma vez que devem cumprir determinados requisitos regulamentares: as partes das extrusoras farmacêuticas que entram em contacto com os materiais não devem reagir com os mesmos nem libertar componentes no produto extrudido. Estes equipamentos estão configurados para cumprir os padrões de limpeza e validação aplicáveis à indústria farmacêutica.

Processos de compounding farmacêutico

Nos processos de compounding farmacêutico existem várias técnicas de extrusão especializadas:

• Extrusão por fusão a quente (Hot Melt Extrusion ou HME): aplicam-se temperaturas até ao ponto de fusão ou amolecimento de materiais termoplásticos para permitir a extrusão. Pode ser realizada com extrusoras de fuso único, duplo ou múltiplo.
• Extrusão de duplo fuso (Twin Screw Extrusion ou TSE): o material passa por dois fusos que rodam no mesmo sentido ou em sentidos opostos para proporcionar uma mistura eficiente dos materiais.

Aplicações da extrusão

Dispersão Sólida Amorfa ou ASD (Amorphous Solid Dispersion)

Baseia-se numa técnica cujo objetivo é melhorar e otimizar a solubilidade de alguns princípios ativos. A estes fármacos é incorporado um excipiente polimérico que, ao serem submetidos a um processo de extrusão, ficam dispersos juntamente com o fármaco na sua forma amorfa e, como consequência, conduz a uma melhoria da sua solubilidade e absorção no sistema gastrointestinal. Nestas aplicações seguem-se processos de HME, nos quais se aplicam temperaturas de processamento acima da temperatura de transição vítrea do polímero, mas abaixo do ponto de fusão do API, para assegurar a sua adequada estabilidade e dispersão.

Através desta técnica, podem obter-se formulações farmacêuticas com diversas funcionalidades:

• Mascaramento do sabor, uma vez que a maioria dos APIs provoca um sabor desagradável.
• Libertação controlada, em que o ingrediente ativo fica retido numa matriz polimérica, adaptando-se a necessidades terapêuticas específicas.

Granulação

Um dos inconvenientes na formulação de produtos farmacêuticos, particularmente sob a forma de comprimidos, é a baixa fluidez dos seus ingredientes, o que torna dispendioso conseguir uma compressão adequada para formar comprimidos. No entanto, os grânulos resultantes de um processo de extrusão apresentam um grau de fluidez muito superior ao das respetivas matérias-primas que os constituem, podendo ser facilmente submetidos à compressão e resultando num produto final com compactação melhorada, além de uma adequada desagregação no trato gastrointestinal. Além disso, os granulados seriam constituídos por dispersões sólidas, o que aumentaria a solubilidade dos compostos ativos e, consequentemente, a sua biodisponibilidade.

Atualmente, a AIMPLAS está a desenvolver o projeto europeu ETERNAL, cujo objetivo é otimizar o processo de granulação de APIs à escala industrial. Para tal, são realizados processos de granulação por fusão, ou TSMG (sigla em inglês de Twin Screw Melt Granulation), nos quais se obtêm formulações de fármacos em grânulos através da fusão ou amolecimento de aglutinantes. No entanto, existem outras técnicas de formação de grânulos, como a granulação húmida por incorporação de líquidos (geralmente água) ou a granulação seca, sem necessidade de líquidos nem de ingredientes fundidos.

Filmes

São sistemas de administração de fármacos através de películas elaboradas a partir de polímeros que têm incorporados princípios ativos farmacológicos ou nutracêuticos.

Existem diferentes possibilidades de formulações de filmes produzidas por extrusão:

• Filmes mucoadesivos: são os que se aplicam aderindo à superfície da mucosa bucal ou gengival, proporcionando a possibilidade de libertação rápida ou sustentada. Uma vez terminado o tratamento ou esgotada a quantidade de ativo na tira, esta deve ser retirada.
• Filmes de dissolução rápida: são tiras que se dissolvem completamente num máximo de 60 s na cavidade oral. Têm maior superfície de contacto do que os comprimidos de dissolução rápida, o que conduz a uma melhor desintegração. Apresentam também elevada flexibilidade, o que se traduz em melhorias no seu processamento pós-produção e no transporte. Podem apresentar-se como ODFs (sigla em inglês de “orodispersable films”) ou como tiras sublinguais.

DEGLUTECH é um Projeto Estratégico Colaborativo da Comunidade Valenciana, que teve início na AIMPLAS no final de 2024, no qual se desenvolvem formulações de diferentes princípios ativos nutracêuticos e farmacológicos sob a forma de filmes bucodispersáveis de dissolução rápida, através de processos de HME, destinados a pessoas com problemas de disfagia.

Existe uma ampla variedade adicional de aplicações de compounding farmacêutico realizadas através de tecnologias de extrusão, tais como a formação de co-cristais, sais farmacêuticos, géis, microencapsulados, nanopartículas de lípidos sólidos, implantes e formulações dissuasoras de uso indevido. Além disso, existem ainda áreas por investigar e explorar, como o uso da extrusão em processos de bioprinting.

Vantagens da utilização da extrusão para aplicações farmacêuticas

A utilização de técnicas de extrusão para o desenvolvimento de aplicações farmacêuticas apresenta múltiplas vantagens gerais que respondem aos desafios da indústria farmacêutica gerados pelos processos de fabrico convencionais:

• Processo contínuo e facilidade de escalabilidade.
• Unificação de processos, permitindo obter produções mais rápidas, eficientes e com menor consumo energético do que as convencionais.
• Aplicável a APIs termolábeis ou sensíveis à humidade, pela possibilidade de trabalhar em condições anidras e a baixas temperaturas.
• Melhoria da estabilidade do API.
• Técnicas sustentáveis devido à diminuição do consumo energético e ao uso de solventes.

Para concluir, as técnicas de extrusão oferecem uma solução adaptável à indústria farmacêutica, superando as limitações dos métodos convencionais e melhorando a qualidade dos produtos farmacológicos.