Soluciones avanzadas para prevenir la humedad no deseada en la fabricación farmacéutica

El exceso de humedad puede afectar la estructura, la estabilidad química y la velocidad de disolución de un producto farmacéutico, y esta humedad puede entrar en contacto con el producto en múltiples puntos durante la producción y el envío. Afortunadamente, las nuevas tecnologías están facilitando a los fabricantes y transportistas detectar y reducir la humedad antes de que dañe sus productos.

El exceso de humedad puede afectar la estructura, la estabilidad química, la velocidad de disolución y más de un producto farmacéutico. Esta humedad no deseada puede entrar en contacto con el producto en múltiples puntos durante la producción y el envío. Sin embargo, las tecnologías modernas están facilitando a las empresas el control de los niveles de humedad. A continuación se presentan siete soluciones innovadoras para ayudar a las empresas a detectar y evitar que el exceso de humedad entre en contacto con sus productos farmacéuticos durante la producción, el envío, el almacenamiento y después de que llegan al lugar del usuario final.

El Internet de las cosas (IoT) ha revolucionado la capacidad de las empresas para monitorear una serie de preocupaciones, incluida la temperatura, el funcionamiento de los equipos y los niveles de humedad. Los sensores de humedad de IoT pueden rastrear los niveles de humedad en tiempo real y ajustar las soluciones deshumidificadoras en consecuencia para evitar que alcancen niveles inaceptables. También pueden alertar a las partes interesadas si los sistemas de control de humedad no funcionan correctamente, lo que les permite tomar medidas antes de que el producto sufra daños.

La versatilidad es otra ventaja clave del IoT. Los fabricantes pueden aplicar estos sensores inalámbricos en cualquier punto de la cadena de suministro donde se necesite monitoreo en tiempo real. Esto incluye medir los niveles de humedad en la producción, garantizar niveles ideales en el envío y realizar un seguimiento de los problemas de mantenimiento en los sistemas de control de humedad.

El análisis termogravimétrico es una de las soluciones más populares para el control de la humedad en la fabricación farmacéutica, particularmente en las pruebas de productos. Los sistemas que utilizan radiación infrarroja se encuentran entre las ofertas más efectivas.

Las soluciones termogravimétricas infrarrojas pueden analizar los niveles de humedad en muestras secas para detectar humedad no deseada. Además, las longitudes de onda infrarrojas generan suficiente calor para secar productos farmacéuticos sin el riesgo de calentamiento excesivo que se observa con las microondas y otros espectros de longitudes de onda más bajas. Este calentamiento más uniforme se traduce en mediciones de pérdidas más confiables para determinar los niveles de humedad de las muestras.

Las herramientas de análisis infrarrojo más antiguas tenían tiempos de análisis prolongados y solo medían la cavidad de la muestra, no la muestra completa. Las iteraciones más recientes resuelven estos problemas mediante el uso de una red de haces infrarrojos paralelos para irradiar de manera más uniforme, así como mecanismos de enfriamiento innovadores para acelerar los tiempos de procesamiento.

Además de las pruebas, los fabricantes farmacéuticos también necesitan mantener la humedad alejada durante la producción. Los aisladores de película flexible han surgido recientemente como una alternativa ideal a los sistemas de contención rígidos estándar de la industria más antiguos.

Los sistemas de contención flexibles utilizan una película de plástico para crear un ambiente contenido y con control de humedad en lugar de acero o vidrio acrílico. También utilizan periféricos desechables como bolsas de guantes de un solo uso. La tecnología de sellado al vacío les permite mantener fuera tanta humedad como un sistema rígido con los beneficios adicionales de rentabilidad y eficiencia de producción.

Quitar y colocar barreras de película (o intercambiar periféricos de un solo uso) es más eficiente que limpiar un sistema rígido entre cambios de producto. Como resultado, la contención flexible reduce el tiempo de inactividad de la producción y reduce los costos, al mismo tiempo que minimiza los riesgos de contaminación cruzada y humedad.

Los deshumidificadores a gran escala ayudan a mantener los sistemas de contención libres de humedad, pero los procesos de la cadena de suministro requieren opciones especializadas. Las empresas farmacéuticas deben evitar la humedad durante el transporte y el almacenamiento, lo que puede resultar complicado debido a las necesidades únicas de la cadena de suministro de muchos productos farmacéuticos. Los deshumidificadores de cadena de frío modernos abordan estas preocupaciones.

La cadena de frío en la que confían muchos productos farmacéuticos requiere temperaturas de almacenamiento entre 38 y 40 grados Fahrenheit. Los deshumidificadores convencionales a menudo tienen dificultades para mantener la eficiencia en estas condiciones, y los modelos más antiguos pueden producir un exceso de calor, poniendo en peligro los productos farmacéuticos sensibles. Es por eso que las alternativas más nuevas utilizan desecantes además de la tecnología deshumidificadora basada en bobinas.

Las soluciones desecantes a escala industrial mitigan los picos de humedad que pueden surgir cuando fallan los elementos deshumidificadores mecánicos. Ese sistema de seguridad permite a los socios de la cadena de frío garantizar la seguridad y la calidad de sus productos durante el almacenamiento y el envío, incluso durante interrupciones imprevistas.

Muchas soluciones para el control de la humedad en la fabricación farmacéutica se centran en los sistemas de producción y en todas las instalaciones, pero las consideraciones de embalaje también merecen atención. Un embalaje insuficiente o errores en la fabricación del paquete pueden crear fugas por las que se filtre humedad. La inteligencia artificial (IA) tiene una solución.

La industria farmacéutica ya utiliza la IA para desarrollar nuevos medicamentos y modelos similares pueden ayudar a diseñar soluciones de envasado ideales. El diseño de productos guiado por IA puede resaltar dónde pueden fallar los paquetes existentes y sugerir cambios para mantener más humedad fuera del paquete. De manera similar, la IA puede analizar gemelos digitales de líneas de producción para identificar dónde pueden surgir errores que pondrían en peligro la integridad del embalaje.

Durante la fabricación, los sistemas de visión artificial pueden analizar los paquetes en busca de defectos de forma más rápida y precisa que los humanos. Con el tiempo, los datos sobre los defectos que detectan se pueden utilizar para informar cambios en la producción.

Después de diseñar envases resistentes a la humedad, las empresas farmacéuticas deben implementar sistemas de control de humedad dentro del paquete. Los paquetes desecantes de gel de sílice son la solución más común, pero los avances recientes en la fibra de carbón activado (ACF) la convierten en una alternativa más atractiva.

La alta superficie del carbón activado y sus propiedades higroscópicas lo convierten en una opción ideal para absorber el exceso de humedad del aire. La activación a alta temperatura puede llevar estos beneficios aún más lejos. Un estudio de 2023 reveló que activar carbón a 1.050 grados Celsius durante dos horas hace que el ACF sea un 112% más absorbente de agua que el ACF convencional.

Además de prevenir la acumulación de humedad, el ACF a alta temperatura elimina impurezas tanto orgánicas como inorgánicas. En consecuencia, las empresas farmacéuticas pueden abordar múltiples necesidades de control de calidad con una única solución integrada.

Las opciones híbridas son otro método prometedor para el control de la humedad dentro del paquete. Muchos envases farmacéuticos utilizan cámaras desecantes incorporadas en la tapa o el fondo de la botella, pero esto es costoso. Las alternativas directas son más rentables y las híbridas combinan los beneficios de diferentes desecantes.

El gel de sílice es popular por su rentabilidad, pero el ACF y los tamices moleculares suelen ser más eficaces. Las cápsulas desecantes híbridas permiten a los fabricantes farmacéuticos implementar ambas cosas, utilizando ACF o tamices para aumentar la eficacia del gel de sílice más asequible. El factor de forma de las cápsulas cilíndricas amplía estos beneficios. Los paquetes desecantes convencionales sólo pueden absorber la humedad de uno o dos lados, pero los nuevos diseños de cápsulas permiten una absorción de 360 ​​grados. Incluso si el contenido de un paquete cambia durante el transporte, el desecante sigue siendo eficaz.

Es difícil exagerar la importancia del control de la humedad en la fabricación farmacéutica. Afortunadamente, a medida que la tecnología evoluciona, resulta más fácil abordar estas preocupaciones en toda la cadena de suministro farmacéutico.

Estas siete tecnologías representan algunas de las innovaciones más prometedoras en la actualidad, y surgirán nuevas alternativas con la investigación en curso. Mantenerse informado sobre estos desarrollos ayudará a los fabricantes farmacéuticos a equilibrar la calidad, la seguridad y los costos de producción del producto.

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Emily Newton es la editora en jefe de Revolutionized Magazine. Tiene más de tres años de experiencia escribiendo artículos en el sector industrial.