CFF des medicaments poly2 2012 2013 Ponchel .pdf
Nom original: CFF des medicaments poly2_2012_2013_Ponchel.pdfTitre: 1 Cours 1 Conception, Formulation et Fabrication UEspé Pharma 2011-2012 version poly 2dia par pageAuteur: Gilles
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UE spécifique Pharmacie
Module Conception, formulation, production et
contrôle des médicaments
OPERATIONS
PHARMACEUTIQUES
BONJOUR!
Principales opérations pharmaceutiques
nécessaires à la fabrication des formes
galéniques
OPERATIONS PHARMACEUTIQUES
• Définition: ensemble des manipulations et des
opérations technologiques qui permettent d’obtenir un
médicament à partir des diverses matières premières,
P.A. et excipients
• Pour chaque opération:
Approche théorique
Choix des matériels
Contrôles
Applications pharmaceutiques
DESSICCATION (SECHAGE)
• Définition: la dessiccation a pour but d’éliminer un corps
volatil associé à un corps non volatil par passage du corps
volatil à l’état de vapeur
• Objectifs:
Obtention de formes concentrées
Obtention de formes sèches
Amélioration de la stabilité
•
•
•
•
•
•
Dessiccation
Broyage Pulvérisation
Mélange
Granulation
Compression
Enrobage
•Dissolution
•Filtration
•Dispersion
•Stérilisation
•Etc
DESSICCATION (SECHAGE)
• Généralités
• Aspects théoriques
• Procédés
Dessiccation à pression atmosphérique
Dessiccation sous vide
Lyophilisation
• Contrôles
• Applications
• Cas de l’eau:
Eau de constitution
Eau d’adsorption
Eau libre
1
Vitesse d’évaporation: cas de l’eau libre
Vév. =
Où:
N
K • S • (Ps - Pa )
=
t
Cinétique de dessiccation
100
% d’eau résiduelle
P
N: nombre de molécule vaporisées
t: temps
K: constante
S: surface d’évaporation
Ps: pression saturante de la vapeur d’eau (dépend de T°)
Pa: pression partielle de la vapeur d’eau
P: pression totale ambiante
Diagramme des trois états de l’eau
5
0
0
t
Temps
Humidité résiduelle (HR): exprimée en % de la masse humide
H. résiduelle (%) =
Diagramme des trois états de l’eau
Pression (mm Hg)
Pression (mm Hg)
Eau liquide
760
Eau liquide
1
3
0
Gaz (vapeur)
0
0
20
0
20
Gaz (vapeur)
Température (°C)
100
100
DESSICCATION (SECHAGE)
• Généralités
• Approches théoriques
• Procédés
Dessiccation à pression atmosphérique
Dessiccation sous vide
Lyophilisation
• Contrôles
• Applications
0
2’
Dessiccation:
1 à la pression atmosphérique
2 et 2’ sous pression réduite
3 lyophilisation (cryodessiccation)
Température (°C)
0
2
Solide
(glace)
2’
Solide
(glace)
1
3
760
2
M humide - M sèche
M humide
Vaporisation de l’eau liquide à la
pression atmosphérique
• Dessiccation des liquides
Ex 1. Séchoir à cylindre
Ex 2. Nébuliseur
• Dessiccation des solides
Ex 3. Armoires ventilées
Ex 4. Séchoir à tunnel
Ex 5. Fluidisation
2
Liquide
Ex 1. Séchoir à cylindre
Ex 2. Nébuliseur (« atomiseur »)
Liquide
Buse
S = 4.π .r 2
4
V = .π .r 3
3
Vapeur surchauffée
140°C
Poudre
Application: séchage en continu des liquides visqueux
Air chaud
Application: séchage (discontinu) des liquides peu visqueux
Ex 5. Séchoir à lit d’air fluidisé
Ex 3. Armoire ventilée
(Ps - Pa ): faible
Poudre
Air humide
Filtre
Sortie air
humide
(Ps - Pa ): faible
• Plateaux chauffés
• Solide en fine couche
Vév. =
Grains humides
K • S • (Ps - Pa )
P
Application: séchage discontinu des
solides humides
Application: séchage discontinu
des solides humides
(Ps - Pa ): elevee
Air
chaud
Entrée air
chaud et sec
Air sec
DESSICCATION (SECHAGE)
• Généralités
• Approches théoriques
• Procédés
Dessiccation à pression atmosphérique
Dessiccation sous vide
Lyophilisation
• Contrôles
• Applications
(Ps - Pa ): élevée
Principe de la lyophilisation
• Principe: la lyophilisation consiste à sécher un
produit (ou une solution) par la sublimation de l’eau
solide qu’il contient en vapeur d’eau
• Deux étapes
Congélation de l’eau
Sublimation de la glace
• Procédé caractérisé par:
Absence de passage de l’eau à l’état liquide
Obtention d’un produit sec, caractérisé par une
texture poreuse, friable, dite lyophile
3
Diagramme des trois états de l’eau
Principe de la lyophilisation
Pression (mm Hg)
A
B
[TA PA]
[TB PB]
Eau liquide
760
3
Solide
(glace)
0
-273
0
Vide
[P]
Gaz (vapeur)
Température (°C)
100
20
C
D
Dessiccation: 3 lyophilisation (cryodessiccation)
TB << TA
Réalisation de la lyophilisation
⇒ PB < P < PA
Réalisation de la lyophilisation
Pression (mm Hg)
760
A
[T
B
]
A PA
3
[TB PB]
C
[T
Solide
(glace)
Vide
[P]
D
TB << TA
A
Eau liquide
Gaz (vapeur)
Solide
(glace)
⇒ PB < P < PA
Gaz (vapeur)
Vide: P
PA
PB
• Dans le compartiment A:
TB
TA
P
Température
• Dans le compartiment B (piège):
• congélation du produit (T°A = -30 ou - 40°C)
• abaissement de la pression ambiante P (0,1 mm de Hg)
• P < PA, il y a alors sublimation
• Dégagement de vapeur d’eau (1 mole d’eau (Patm) = 22, 4 litres)
[T
A
]
Réalisation de la lyophilisation
3
Vide
[P]
⇒ PB < P < PA
Eau liquide
Solide
(glace)
D
TB << TA
Pression (mm Hg)
A
760
[TB PB]
C
Température
Pression (mm Hg)
B
PA
PB
• piégeage de l’eau
TB TA
• PB < P ambiante
• ceci est obtenu avec T°B très basse (T° = -70°C)
Réalisation de la lyophilisation
A
Eau liquide
Vide
[P]
D
TB << TA
PA
760
[TB PB]
C
⇒ PB < P < PA
Pression (mm Hg)
B
]
A PA
Gaz (vapeur)
PA
P
• Rôle du circuit de réchauffement C:
[T
B
]
PA
[TB PB]
TB << TA
⇒ PB < P < PA
A
C
760
Eau liquide
3
Vide
[P]
Solide
(glace)
D
PA
Gaz (vapeur)
P
PB
PB
TB
TA
Température
• la sublimation est un phénomène endothermique
• la sublimation conduit donc progressivement à une
baisse de température dans A et donc à une baisse de PA
• ceci aurait pour conséquence un arrêt de la sublimation
• le réchauffeur permet de maintenir T°A > T°B et
entretient la sublimation
• Rôle du circuit de refroidissement D:
TB TA
Température
• la condensation de la vapeur d’eau est exothermique
• donc B se réchauffe
• ceci aurait pour conséquence un arrêt de la condensation
de la vapeur d’eau en B
• il faut donc maintenir T°B très basse
4
Réalisation pratique de la
lyophilisation
Lyophilisateur industriel
1. Congélation rapide et totale des échantillons
•
•
Rapide
• éviter le « mûrissement » des cristaux de glace
• former des petits cristaux (augmenter le rapport
Surface/Masse)
•
Totale
• risques liés à la vaporisation de l’eau liquide par
abaissement de la pression (> déstructuration du
lyophilisat, > explosions!)
2 Sublimation
Exemple de structure d’un lyophilisat
Avantages et inconvénients de la
lyophilisation
1. Avantages
• Le lyophilisat présente une texture poreuse et
lyophile
• La température basse favorise la stabilité des PA
thermolabiles
• Absence de phase liquide (eau) favorise la stabilité
• Le procédé est réalisé en présence d’une faible
teneur en oxygène (vide poussé)
• Permet une dessiccation poussée (H résiduelle
faible)
Structure poreuse et très avide d’eau
2. Mais:
• Coûteux
Applications de la lyophilisation
•
Technologie pharmaceutique
• Conservation des PA hydrolysables
• Obtention de produits poreux, très faciles à remettre en
solution
• Lyophilisats pour la voie orale (lyocs®)
• Obtention de poudres (stériles) à partir d’une solution
(stérile) d’un principe actif
•
•
•
Conservation de substances fragiles (protéines, …)
Conservation de matière vivante (bactéries,…)
Conservation de greffons (os, ligaments …)
•
Autres applications: agroalimentaire
5




