analise termogravimetrica para industria farmaceutica

Como a termogravimetria pode

auxiliar na área farmacêutica?

Dra. Michelle Leali Costa

Técnica na qual a massa de uma substância é medida em função da

temperatura, enquanto a substância é submetida a uma programação

controlada de temperatura

Definição Segundo ICTAC – Termogravimetria -TGA

Temperatura

% m

assa

• em que pode ser detectado o início da variação de massa para um determinado conjunto de condições experimentais

Ti é a menor temperatura

Tf é a menor temperatura

• que indica que o processo

responsável pela variação de

massa foi concluído

Curva de decomposição térmica de um material

•T onset

m

Patamar inicial

massa cte

Patamar final

massa cte

X (sólido) Y (sólido) + Z (volátil)

é correspondente a de uma reação

que ocorre numa única etapa e numa

estreita faixa de temperatura;

A curva (a)

Aplicação das curvas DTGSeparação de reações sobrepostas

consiste de duas reações que são

parcialmente sobrespostas;

A curva (b)

representa duas reações, a primeira ocorrendo

lentamente (I) e que é seguida por outra (II),

que ocorre rapidamente;

A curva (c)

corresponde a uma série de reações

secundárias ou menores que ocorrem

simultaneamente ou próximas à reação principal

A curva (d)

Fonte: Técnicas de Caracterização de Polímeros – Editor Sebastião Canevarolo Jr, Editora Artliber, 2004

Ambos são estáveis

termicamente até 105°C.

AS perda única de

massa entre 105 e

205°C

Estabilidade Térmica de Fármaco

Curvas de TGA do ácido salicílico (AS) e do

ácido acetilsalicílico (AAS) sob mesmas

condições

AAS perda em duas

etapas: (1) 105 a 235°C

e (2) 235 a 380°C

10°C/min

Ar sintético

Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009

Equivalência Composicional

Somente a curva de TGA não é suficiente para indicar diferenças no perfil térmico das amostras

(equivalência composicional de amostras de um dado medicamento produzido por diferentes

laboratórios)

As curvas de DTG conseguem diferenciar as amostras: B, C e E são similares. A e R são

similares. Amostra D completamente diferente (pequeno pico em 148,5°C e o perfil da

decomposição entre 180 e 240°C que indica presença de lactose – única formulação com este

excipiente).

Curvas de TGA/DTG de AZT comercial a 2°C/min em ar.


Perda por secagem (norma Farmacopeia USP – Official Monographs)

Temp Cel200.0180.0160.0140.0120.0100.080.060.040.0

DTG

ug/

min

160.0

140.0

120.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

-20.0

-40.0

-60.0

TG %

102.0

100.0

98.0

96.0

94.0

92.0

90.0

88.0

86.0

84.0

82.0

80.0

10.7%

Sulfato de vincristina NL046975

10mg; 5°C/min de 25°C a 200°C em N2 40mL/min, platô em 160°C, perder no máximo 12%

Determinação do Teor de Umidade

Curva de TGA - perda de massa gradativa desde a temperatura ambiente até ~100°C, indica

presença de água superficial ou umidade na formulação

Pico em DTG a 50,3°C na formulação indica perda de umidade de 2%

Teor de AAS na formulação é de 76% (considerando a perda de massa entre 100 e 220°C, para

a formulação uma perda de 27,4% e para o AAS puro de 36%. Com uma regra de três simples

chega-se ao teor de AAS na formulação)

Os excipientes se decompõem acima de 220°C (indicado pelo ombro na curva de DTG a 300°C)

Curvas de TGA/DTG obtidas a 10°C/min em ar, amostras de AAS (a) puro e (b) formulação


Caracterização de Polimorfos

Forma I mais estável termicamente (curva tracejada)

Decomposição da forma II se dá em 190°C e da forma I em 250°C

A rifampicina existe em duas formas cristalinas principais, forma I e II, e na forma amorfa. A

forma I é a forma estável e a forma II é a metaestável.

Curvas de TGA/DTG dos polimorfos I e II de rifampicina a 10°C/min em ar


O cloridrato de metformina é

termicamente estável até 230°C

(decompõe entre 240 e 350°C).

O excipiente, a lactose,

apresenta perda de massa

entre 170 e 220°C.

Compatibilidade Fármaco/Excipiente

Curva de TGA obtida a 10°C/min, N2: (a)

cloridrato de metformina; (b) lactose; (c)

mistura física fármaco/excipiente (1:1)

Em 235°C, temperatura em que,

isoladamente, a lactose começa

a se decompor e o fármaco

ainda é termicamente estável, a

perda de massa da mistura foi

de aproximadamente 16%.

Apesar da alta temperatura em que

ocorre a interação, observa-se que há

predisposição para que isso ocorra

mesmo na temperatura ambiente ou,

então, durante o processamento do

produto, quando este pode ser

submetido a compressão e elevação da

temperatura.

Mistura desaconselhável!


Bibliografia Utilizada

Técnicas de Caracterização de Polímeros – Editor Sebastião Canevarolo Jr, Editora

Artliber, 2004, pg. 229-263.

Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella

Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009

Caracterização de Polímeros - Determinação de Peso Molecular e Análise Térmica, -

Elizabete F. Lucas, Bluma G. Soares e Elisabeth Monteiro, e-papers editora, 2001

Hatakeyama, T e Zhenhai Liu. Handbook of Thermal Analysis, John Wiley and Sons, New

York,1998

Speyer, R.F. Thermal Analysis of Materials, Marcel Dekker, New York, 1993.

Brown, M.E. Introduction to Thermal Analysis: Techniques and Applications, Chapman and

Hall, New York, 1988

Wunderlich, B. Thermal Analysis, Academic Press, Inc, Boston, 1990

Hatakeyama, T e Quinn, FX Thermal Analysis:Fundamentals and Applications to Polymer

Science, John Wiley and Sons, 1994.

Turi, E. Editor. Thermal Characterization of Polymer Materials, Academic Press, Boston,

1981.

Dra. Michelle Leali Costa

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