Control de Calidad Farmacéutica: Técnicas Esenciales, Impurezas y Polimorfismo

Espectroscopia Infrarroja (IR)

Fundamento y Aplicaciones

Es una medida de absorción de radiación cuando esta pasa a través de una capa delgada de sustancia. Cada compuesto tiene un espectro único, excepto los enantiómeros, lo que permite la identificación de estructuras. Aporta datos de grupos funcionales presentes en la molécula de estudio y también se utiliza para cuantificar en algunos casos.

Limitaciones y Consideraciones:

• Implica dificultad por desviaciones de la ley de Lambert-Beer.
• No sirve como criterio de pureza por sí solo.
• No se aplica a productos terminados porque los excipientes interfieren.
• Es útil para la identificación de polimorfos, ya que existen diferencias en los enlaces al cristalizar, lo que determina que cada uno transmita un porcentaje distinto de radiación (la muestra se prepara como suspensión).

Muestras y Ventajas

• Sólidos: Método en fase sólida, método en solución o suspensión para sol.
• Líquidos: Método de película fina, método en celda.
• Gases.

Ventajas: Las bandas de IR son muy sensibles a mínimos cambios estructurales, siendo más efectivo que el punto de fusión para determinar identidad.

Espectroscopia Ultravioleta-Visible (UV-Vis)

Fundamento y Cuantificación

Es un método cuantitativo que mide la absorción de radiación UV-Vis medida como absorbancia (A) en relación con la transmitancia (T). Sigue la ley de Lambert-Beer como consecuencia de un estado de transición entre dos niveles energéticos por la irradiación de energía suficiente sobre la molécula.

Aplicaciones

Constituye un método de identificación, cuantificación y determinación de impurezas. No son métodos específicos. El análisis de muestra debe ser en forma de solución. La farmacopea establece la concentración en la que debe prepararse la solución y el medio de solución o disolvente.

Metodología Cromatográfica: HPLC

Técnica de separación que se basa en la diferente afinidad de los componentes de una muestra por una fase estacionaria y su arrastre por una fase móvil, permitiendo separar, identificar y cuantificar componentes de una mezcla. Debido a su capacidad de separación, es selectiva y puede usarse para cuantificar una sustancia específica en una mezcla compleja que contiene componentes de naturaleza química similar, o para determinar enantiómeros mediante la identificación de columnas quirales.

Tipos de Fase Estacionaria

Según el tipo de fase estacionaria usada, la separación puede ser por partición, adsorción o intercambio iónico. Es ideal para sustancias no volátiles o térmicamente inestables, ya que las separaciones pueden realizarse a temperatura ambiente. Los detectores pueden ser programados para variar la longitud de onda durante el análisis o medir absorbancia a dos o más longitudes de onda simultáneamente.

Ensayos de Aptitud del Sistema

Son una parte integral de los métodos cromatográficos de líquidos y gases. Se emplean para la verificación de métodos farmacopeicos o procesos analíticos validados y deben realizarse antes del análisis. Si los requerimientos de aptitud se cumplen, el método es considerado adecuado. En HPLC se emplea para verificar la resolución y reproducibilidad del sistema cromatográfico para el análisis que se desea realizar.

Conceptos Clave en HPLC

• Factor Tailing: Es la medida de asimetría del pico ($T=1$ para picos perfectamente simétricos y su valor aumenta a medida que la asimetría es más pronunciada).
• Método Estándar Externo: Inyección de volumen constante de disoluciones de concentración conocida y crecientes del compuesto que se pretende cuantificar, permitiendo cuantificar la concentración del analito en la muestra.
• Método Estándar Interno: Utiliza un estándar a una sustancia distinta del analito que genera señales que pueden ser correlacionadas con la concentración y posteriormente referidas al analito en cuestión. El patrón se adiciona a la muestra y al blanco.
• Fase Normal: Compara compuestos según la polaridad del sistema (fase estacionaria polar y fase móvil apolar). El compuesto de interés es bastante polar.
• Fase Reversa: Fase estacionaria apolar y fase móvil de polaridad moderada, orientada a compuestos apolares, siendo el pH muy importante porque puede cambiar la hidrofobicidad del compuesto.

Impurezas en Productos Farmacéuticos

En medicina se define como cualquier componente que no sea la entidad química definida como principio activo o excipiente. El perfil de impurezas es la descripción presente en un lote normal del fármaco, las cuales pueden estar vinculadas al proceso de síntesis o ser productos de degradación.

Clasificación de Impurezas

1. Impurezas Orgánicas

• a) Sustancias extrañas: Introducidas por contaminación o adulteración; no pueden revertirse. Se permite su detección por métodos no oficiales (ej. efedrina en ipecacuana).
• b) Tóxicos: Actividad biológica indeseable; requieren identificación y cuantificación individual mediante pruebas específicas. Pueden provenir de la síntesis, preparación o degradación del producto.
• c) Indicadores: Requieren ser identificados y cuantificados individualmente por pruebas específicas; dan información clara sobre procesos de síntesis (ej. p-aminofenol en paracetamol).
• d) Concomitantes: No son consideradas impurezas en cantidades farmacopeicas. La farmacopea establece límites de contenido y se especifican intervalos de mezcla definidos (ej. isómeros geométricos y ópticos).
• e) Comunes: Son inocuas, provenientes del proceso de síntesis, preparación o degradación de productos farmacopeicos. El límite de tolerancia es del 2% y se cuantifican.

2. Impurezas Inorgánicas

Asociadas a la naturaleza del fármaco, pueden ser naturales o sintéticas.

• Generales:
  • Metales pesados: Demuestran que el contenido no excede el límite de metales especificado en monografías individuales, expresado como porcentaje en peso de Pb en la sustancia de análisis.
  • Residuos: Miden la cantidad de sustancia residual no volatilizada en una muestra, para determinar el contenido de impurezas orgánicas.
• Específicas: Iones y cationes que pueden provenir de materia prima o solventes; metales pesados específicos de cada monografía.

3. Impurezas Orgánicas Volátiles (Disolventes Residuales)

Se usan o producen durante la fabricación de fármacos o excipientes, o en la fabricación de productos farmacéuticos. Estos últimos no deben contener niveles de disolventes residuales superiores a los basados en datos de seguridad:

• Clase 1: Carcinógenos, toxicidad inaceptable y efectos perjudiciales para humanos (ej. benceno).
• Clase 2: Teratógenos, limitados por su toxicidad inherente (ej. cloroformo).
• Clase 3: De menor potencial tóxico, menor riesgo para la salud humana (ej. acetona).

Se determinan por cromatografía de gases, líquidos, IR y UV.

Control de Medicamentos y Ensayos Biológicos

Aplicación de ensayos biológicos al control de medicamentos:

• Identidad: Bioidentidad.
• Pureza: Ensayos límite y toxicidad.
• Potencia: Valoración o potencia biológica.

Valoración Biológica

Tiene el objetivo de obtener una relación de magnitud entre la dosis del fármaco y la intensidad de los efectos producidos o respuesta. Son menos exactas que las químicas pero más específicas. Por ejemplo, para valorar insulina (que se encuentra como sustancia pura cristalina), usando habitualmente conejos que miden el descenso de la glucemia.

Tipos de Respuesta:

• 1. Cuantitativa o Cualitativa (Todo o nada): Se observa o no la respuesta (ej. muerte o convulsión). Para estudios de toxicidad, administración de diferentes dosis para comparar con estándar.
• 2. Gradual o Cuantitativa: Se cuantifica alguna propiedad o actividad utilizando diferentes grupos de animales y a cada uno se le administra una dosis definida, observando la respuesta para determinar la potencia relativa.

Clasificación de Métodos de Valoración

• Métodos Indirectos: Aquellos en los que las respuestas son variables y se observan después de la administración de dosis fijas.

Unidad Internacional (UI): Es una unidad internacional y se define como la actividad de un peso determinado de una preparación de patrón internacional.

Polimorfismo y Pseudopolimorfismo

Polimorfismo

Capacidad que tiene un compuesto para formar diferentes estructuras al cristalizar; cada forma cristalina de un mismo compuesto se denomina polimorfo. A mayor flexibilidad molecular, mayor número de formas.

Las diferentes formas generalmente presentan comportamientos fisicoquímicos distintos como densidad, dureza, higroscopicidad y estabilidad, lo cual puede dar lugar a diferencias importantes en la eficacia de un producto. Fallas de calidad en la adquisición de principios activos con diferentes formas polimórficas pueden alterar la solubilidad, afectando la absorción, biodisponibilidad y eficacia del fármaco. Puede ocurrir recristalización durante la distribución y almacenamiento del medicamento; por ello, para polimorfos muy higroscópicos es indispensable asegurar la hermeticidad del envase.

Ejemplo: El paracetamol puede cristalizar en dos empaquetamientos moleculares distintos, dando lugar a dos polimorfos con propiedades fisicoquímicas diferentes.

Técnicas de Análisis: La espectrofotometría IR es un método absoluto y más concluyente que permite identificar polimorfos. Otras técnicas incluyen espectrometría de masas y difracción de rayos X y neutrones.

Pseudopolimorfos y Enantiómeros

• Pseudopolimorf: Polimorfos obtenidos por disolución donde el disolvente queda absorbido en la superficie del cristal y por lo tanto permanece ligado débilmente al fármaco (proceso reversible). Ejemplo: carbamazepina.
• Enantiómeros: Sustancias quirales no superponibles que rotan el plano de la luz polarizada la misma cantidad de grados pero en dirección opuesta. Son idénticos salvo por esta propiedad y requieren técnicas analíticas como rotación óptica u HPLC. Ejemplo: el dextrometorfano (acción farmacológica por su forma dextrógira; se prohibió la prescripción y distribución del antigripal Bronolex por contaminación con su impureza levógira, el levometorfano). Otro ejemplo es el esomeprazol (enantiómero S del omeprazol con mayor estabilidad metabólica) y la desloratadina (para aumentar eficacia antihistamínica con menos efectos adversos derivados de la loratadina).

Requerimientos de Identidad y Pureza

• Porcentaje de IFA sobre el valor declarado.
• Cantidad de IFA sobre unidad de SVD.
• IFA: Determinación del título (% P/P).
• % SVD: Es una medida para cuantificar el título de un fármaco respecto a lo declarado en el rótulo por unidad de dosificación, bajo límites y tolerancias contemplados en la monografía correspondiente.

Estudios de Estabilidad y Equivalencias

Estudios de Estabilidad

Requeridos en etapas tempranas del desarrollo y deben extenderse durante todas las fases de estudio clínico, investigación y desarrollo hasta el registro y aprobación.

Estudios Confirmatorios: Todo producto farmacéutico debe exhibir en el rótulo la fecha de vencimiento, y ningún medicamento puede tener un período de validez mayor a 5 años. Se utilizan para determinar el período de vida útil o fecha de vencimiento del medicamento mediante estudios acelerados o naturales a largo plazo.

Factores que inciden en la estabilidad:

• Ambientales: Temperatura, luz, humedad, presencia de catalizadores.
• Relacionados al producto: Propiedades físicas y químicas, forma farmacéutica y su composición, proceso de elaboración, naturaleza del sistema de cierre y envase.

Período de validez: Lapso de tiempo ocurrido posterior a la fecha de fabricación, durante el cual se espera que el producto conserve sus propiedades físicas, químicas y microbiológicas. Se utiliza para la fijación de la fecha de expiración del medicamento (fecha a partir de la cual ya no puede utilizarse más el producto, con implicancias legales).

Equivalencias Farmacéuticas y Terapéuticas

• Equivalentes Farmacéuticos: Medicamentos con el mismo principio activo, dosis, forma farmacéutica y vía de administración, aunque pueden diferir en excipientes o fabricante.
• Equivalencia Terapéutica: Aquellos que además han demostrado bioequivalencia con un producto de referencia, esperando el mismo efecto clínico y seguridad.
• Alternativa Farmacéutica: Mismo principio activo pero distinta forma química o diferente forma farmacéutica administrada por la misma vía (ej. diclofenaco sódico y potásico).
• Alternativa Terapéutica: Medicamentos de la misma clase terapéutica y que tratan la misma patología pero con distinto principio activo.