Partícula núcleo-caparazón. Crédito:Fraunhofer IGB
El café instantáneo y la leche en polvo se producen mediante secado por atomización. Los investigadores de Fraunhofer han adaptado esta técnica a la delicada cuestión de incorporar sustancias insolubles en partículas núcleo-capa. El nuevo método ayuda a reducir la concentración de ingredientes activos en medicamentos terapéuticos.
La encapsulación se utiliza en cosméticos y productos farmacéuticos para proteger los ingredientes activos contra influencias externas como el ácido gástrico agresivo. Otro uso de la encapsulación es controlar la liberación de ingredientes activos dentro del cuerpo:dependiendo de la permeabilidad del material de la cáscara, la medicación se administra gradualmente en lugar de de una sola vez. Debido a que tales sistemas liberan múltiples, dosis más pequeñas durante un período prolongado de tiempo, la farmacoterapia se tolera mejor y es más fácil de administrar. En algunos casos, significa tomar solo una pastilla al día en lugar de tres.
Las sustancias insolubles son un problema
El primer paso del proceso de encapsulación consiste en disolver el ingrediente activo en un medio líquido y mezclarlo con el material de la cáscara. Luego, la solución se canaliza a un orificio en el centro de una boquilla rodeada por un canal anular a través del cual se inyecta aire comprimido a alta velocidad. La presión dispersa la solución en un aerosol de gotitas finas, que luego se rocía en un cilindro de secado. Aquí, el líquido se evapora, dejando tras de sí un polvo fino de partículas de núcleo-caparazón. El problema es que es difícil mezclar sustancias insolubles con otros materiales. Esto limita la elección de los materiales de la cáscara que se pueden utilizar para producir las partículas.
La boquilla de tres vías permite combinaciones infinitas de materiales
Diagrama esquemático del proceso de secado por atomización. Crédito:Fraunhofer IGB
"Por esta razón, utilizamos una boquilla de tres vías para implementar la pulverización. Su ventaja es que permite alimentar dos sustancias por separado a la boquilla. Las fuerzas de cizallamiento mezclan las sustancias en el orificio de la boquilla, creando un aerosol que contiene ambos materiales, "explica Michael Walz, quien desarrolló y optimizó la nueva técnica con su colega el Dr. Achim Weber en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB en Stuttgart.
Este sistema permite infinitas combinaciones de materiales, permitiendo adaptar la liberación controlada de principios activos a diferentes aplicaciones. "Podemos modificar el tamaño de partícula y la eficiencia de encapsulación seleccionando las sustancias adecuadas y variando la concentración de la solución, el flujo volumétrico de líquido, la temperatura de secado, y la presión aplicada a la boquilla. Esto nos da la capacidad de responder a casi cualquier requerimiento del cliente y desarrollar soluciones a la medida de sus necesidades. "dice Weber.
El nuevo proceso de encapsulación de principios activos podría ser de interés para los fabricantes de fertilizantes y las empresas procesadoras de alimentos, así como para las industrias cosmética y farmacéutica.
