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Introducción a la química farmaceútica
Prof: Danny Javier Balanta Silva
Facultad de Ciencias Naturales y Exactas
Departamento de Química
Maestría en Ciencias Química
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
El objetivo primordial de las farmacopeas es promover la salud publica
mediante la provisión de estándares reconocidos para el uso
profesional del cuidado de la salud al elaborar medicinas de alta
calidad
Los estándares mencionados deben responder a rigurosas normas de
calidad que serán los pilares del uso seguro de las medicinas tanto por
pacientes como por consumidores. En otras palabras asegura los
niveles de calidad en los productos medicinales fabricados. Tanto las
monografías como los otros textos de las farmacopeas están
destinados a satisfacer las necesidades normativas de las autoridades
que están a cargo del control de calidad, elaboración de materiales y
productos medicinales.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Las farmacopeas existentes son las siguientes:
USP-NF: United states pharmacopeia – National Form
BP: British pharmacopeia
En Colombia si bien no tenemos farmacopeas (seguimos totalmente a
la USP-NF) tenemos los siguientes:
PR Vademecum Colombia
PLM Diccionario de especialidades
farmaceúticas
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
La Farmacopea de Estados Unidos (en inglés United States
Pharmacopeia, USP) es la farmacopea oficial de los Estados Unidos,
publicada junto con el National Formulary (formulario nacional de
medicamentos) como la USP-NF.
La United States Pharmacopeial Convention (también llamada
comúnmente USP) es una organización sin ánimo de lucro que posee
la marca registrada y los derechos de autor de la USP-NF y la publica
todos los años. Medicamentos recetados y de venta libre, y otros
productos para el cuidado de la salud vendidos en los Estados Unidos
están obligados a seguir las normas de la USP-NF. La USP también
establece estándares para los ingredientes de los alimentos y
suplementos dietéticos.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Los estándares de la USP han ayudado
atención farmaceútica durante mas de 185
entidad. USP es la autoridad reconocida
establece los estándares públicos oficiales
utilizados y reconocidos en muchos países.
a garantizar una buena
años de existencia de la
en Estados Unidos que
los cuales a su vez son
USP establece por escrito normas de referencia para los
medicamentos, los ingredientes alimentarios, suplementos dietéticos y
sus ingredientes. Estas normas son utilizadas por los organismos
reguladores y fabricantes para ayudarles a garantizar que estos
productos son de la identidad adecuada, así como la fuerza, calidad,
pureza y consistencia.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Los medicamentos recetados y de venta libre disponibles en los
Estados Unidos deben, por ley federal, cumplir con las normas
públicas USP-NF, cuando esas normas existen. Muchos otros países
usan la USP-NF en lugar de emitir su propia farmacopea, o como
complemento de su propia farmacopea.
Las normas USP para los ingredientes de los alimentos se pueden
encontrar en su código de ingredientes alimentarios (Food Chemical
Codex, FCC). El FCC es un compendio de las normas utilizadas
internacionalmente para la calidad y pureza de los ingredientes de
alimentos como conservantes, saborizantes, colorantes y nutrientes.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Con respecto a la información sanitaria, la USP elabora la información
relativa a diversos aspectos del uso de drogas y difunde esta
información a los profesionales, los farmacéuticos, y otros que toman
decisiones sobre el cuidado de la salud. Una de esas iniciativas es el
desarrollo de un sistema de clasificación de las drogas que el sistema
Medicare planea utilizar para desarrollar sus formularios. USP también
juega un papel en el nombramiento tanto de ingredientes como de
productos farmacéuticos.
Esto tiene un lugar a través de miembros de la USP en el United
States Adopted Names Council. El consejo es patrocinado por la
Asociación Médica Americana, la Asociación Americana de
Farmacéuticos y la USP.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Respecto a acuerdos internacionales, la USP trabaja a nivel
internacional, principalmente a través de acuerdos con otras
farmacopeas, así como los organismos reguladores, asociaciones de
fabricantes y otros. En los últimos años, USP ha firmado una serie de
Memorandos de Entendimiento con grupos como la Pakistan
pharmacopoeia Commission, la Comisión de la Farmacopea China,
nueve países pertenecientes a la Asociación de Naciones del Sudeste
Asiático (ASEAN), y el Servicio Federal de Vigilancia en Salud y
Desarrollo Social de la Federación Rusa. La USP también opera una
oficina internacional en Suiza, y oficinas y laboratorios en Brasil, India y
China.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Las monografías de la USP-NF incluyen los nombres de los
ingredientes o la preparación de un fármaco, la definición, los
requerimientos de envasado, almacenamiento y etiquetado, además
de las especificaciones USP.
La especificación: consiste en una serie de pruebas, procedimientos y
criterios de aceptación. Estas requieren el uso de los estándares de
referencia USP oficiales, los productos e ingredientes medicinales
tendrán la concentración, calidad y pureza estipulados cuando se
ajusten a los requerimientos de la monografía.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
La USP-NF se suele publicar en idioma inglés, de forma impresa, de
forma online y en CD/DVD. Desde 2005 se publica una edición impresa
en español de la USP- NF. Hoy dia es posible tener la USP-NF en
dispositivos móviles y memorias USB. Deben ser divulgados al público
científico y al común.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Estándares de referencia USP: gozan de un alto grado de
reconocimiento y confianza en mas de 130 países. Son muestras con
un gran nivel de caracterización de medicamentos, excipientes,
impurezas, productos de degradación, suplementos dietéticos y
reactivos. Su uso es obligatorio en la realización de pruebas y
valoraciones de USP-NF
¿En que se utilizan los estándares de referencia USP?
1. Pruebas de identificación
2. Pruebas para determinación de impurezas
3. Valoraciones para medicamentos y formulaciones
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
¿En que se utilizan los estándares de referencia USP?
4. Pruebas de aptitud del medicamento
5. Recuento de partículas
6. Determinación del punto de fusión
7. Estándarización de soluciones volumétricas
8. Uso en procedimientos cromatográficos y espectrofotométricos
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Uso y almacenamiento de los estándares de referencia de USP
Para cumplir con el propósito cada estándar de referencia debe
almacenarse, manipularse y usarse de manera correcta.
Los usuarios son responsables del uso que le den a los estándares, ya
sea que estén en el periodo dentro del plazo de uso válido. No es
posible bajo ningún concepto el uso de un estándar caducado.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Uso y almacenamiento de los estándares de referencia de USP
Los estándares deben mantenerse en sus envases cerrados con tapón
originales, lejos del calor y de la humedad, protegidos contra la luz. Las
sustancias del estándar deben ser pesadas con exactitud al momento
de ser utilizadas (no es posible devolver cantidades en exceso). Debe
tenerse en cuenta el error relativo asociado al peso de masas
pequeñas cuando se desea preparar una disolución de un estándar
para una determinación cuantitativa.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos.
1. Criterio de uniformidad de contenido en tabletas: para tener la certeza
de que cada tableta posea la cantidad de principio activo especificada en
las tabletas de un lote fabricado.
No es posible utilizar el peso como indicador de potencia a menos que la
cantidad del fármaco corresponda al 90-95% del peso total de las tabletas,
por esa razón en tabletas con pequeñas concentraciones del fármaco una
buena variación de peso no asegura una buena uniformidad de contenido
y viceversa, para asegurar la potencia de tabletas de bajas
concentraciones del fármaco se lleva a cabo la prueba de uniformidad de
contenido
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos
¿Cuándo elegir variación de peso vs variación de contenido?
Si la dosis vs el peso en una tableta es < 25% se elige variación de
contenido
Si la dosis vs el peso de una tableta es > 25% se elige variación en peso
Ej: 10 mg de metoclopramida presentes en una tableta que pesa 100 mg
(10 mg metoclopramida / 100 mg muestra)*100 = 10% (se elige variación
de contenido)
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos
¿Cuándo elegir variación de peso vs variación de contenido?
Si la dosis vs el peso en una tableta es < 25% se elige variación de
contenido
Si la dosis vs el peso de una tableta es > 25% se elige variación en peso
Ej: 500 mg de aspirina presentes en una tableta que pesa 750 mg
¿Qué se elige?
(500 mg aspirina / 750 mg muestra)*100 = 66.67%
(se elige variación de peso)
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos.
Primer criterio USP para uniformidad de dosis por variación de
contenido
“La USP exige que se pesen 10 tabletas no recubiertas y que se valore
cada una de ellas estadísticamente, para que el %RSD (desv. Est. Media)
no exceda el 6%, y el contenido del principio activo debe estar entre 85115%
Si una tableta se encuentra fuera del 85-115% pero no mayor de 75-125%
y el %RSD > 6% se debe repetir la prueba con 20 tabletas adicionales”
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos.
Segundo criterio USP para uniformidad de dosis por variación de
contenido
El contenido del principio activo de las 30 tabletas debe estar entre el 75125% y el RSD no podrá ser mayor del 7.8%. El muestreo se hace a
varios tiempos del proceso de tableteado.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos.
La prueba de disolución ofrece un medio de control para tener la seguridad
de que un determinado número de tabletas o cápsulas representativas de
un lote fabricado cumple con los limites de la disolución, absorción y
disponibilidad fisiológica del principio activo. La USP establece para estas
pruebas criterios de disolución para la aprobación de los lotes fabricados.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad de los
productos farmaceúticos.
Se suelen emplear disolutores de seis posiciones usando una disolución
de 500, 900 o 1000 mL, siendo esta un medio acuoso con pH entre 1.2 a
6.8 (concentración de los buffers sugeridos por USP), esto para simular lo
que son fluidos estomacales e intestinales. En este caso el pH no deberá
exceder de 8.0, y para simular un fluido gástrico, el pH deberá ser de 1.2
sin enzimas.
La agitación debe ser suave y progresiva, entre 50-100
preferiblemente de 50-75 rpm usando paletas como agitadores.
rpm,
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución
de tabletas
Primer criterio de la USP: 6 tabletas
“El promedio obtenido de la disolución (S1) de 6 tabletas de un mismo lote
fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q + 5%, de no cumplir este
criterio se pasa al segundo criterio de la USP”
Las seis tabletas pueden repartirse asi: 2 tabletas al inicio del procesado, 2
tabletas en producto en proceso y 2 tabletas en producto terminado
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución
de tabletas
Segundo criterio de la USP: 6 tabletas
“El promedio obtenido de la disolución (S1+S2) de 12 tabletas de un
mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y ninguno de
los valores obtenidos en las 12 tabletas individuales deberá ser menor a
Q-15%”
Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo
criterio. De no ser asi se pasa al tercer criterio
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución
de tabletas
Tercer criterio de la USP: 12 tabletas
“El promedio obtenido de la disolución (S1+S2+S3) de 24 tabletas de un
mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y no mas de dos
tabletas de las 24 deben ser menores a Q-15% y ninguna de las 24
tabletas debe ser menor a
Q-25%”
Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo
criterio mas 12 tabletas del tercer criterio
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80
(determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP
S1
V1
V2
V3
V4
V5
V6
Q
70
80
85
79
81
84
S1= 79.83%
No cumple primer criterio ya que no da Q + 5%
Pasa a segundo criterio con seis tabletas mas
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80
(determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP
S1
V1
V2
V3
V4
V5
V6
Q
70
80
85
79
81
84
S2
V1
V2
V3
V4
V5
V6
Q
72
65
87
90
89
88
S1= 79.83%
S2= 81.83%
(S1+S2)/2 = 80.83%
Se aprueba el lote en base al segundo criterio de disolución
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmaceútica.
 Son necesarios, debido a que los principios activos contenidos en las
formas farmaceúticas necesitan ser cuantificados en algún momento
del proceso (material de partida, producto en proceso o producto
terminado)
 Pueden ser requeridos por el director técnico o encargado de la planta
de procesamiento
 Se pueden determinar mediante espectroscopía de UV-Visible,
Absorción atómica, espectroscopía FTIR y RMN, curvas de calibración,
interpolación, adición de estándar, valoración potenciométrica y
gravimetría.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
El espectro electromagnético se divide en diversas regiones:
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Región Visible (380 – 750 nm):
Corresponde a la porción del espectro electromagnético que el ojo
humano es capaz de percibir. Es la zona que pertenece a la visualización de
los colores
Luz Blanca
(reflejada o absorbida)
Reflejada: blanca
Absorbida: negra
Si se absorbe solo una proporción de luz, el resto se refleja y la sustancia
presenta el color de la luz reflejada. Si solo se absorbe una banda, la
sustancia presenta el color complementario de la banda absorbida.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Instrumentos de Ultravioleta
Cubetas
(Cuarzo, plástico, Vidrio Pyrex)
Lámparas (D2 y tungsteno)
Espectrofotómetro UV-Vis
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Absorción en la Región UV-Vis: se rige por la Ley de Beer – Lambert
Absorción: proporcional al # de moléculas absorbentes
Fracción de luz incidente absorbida: independiente de la intensidad de luz.
𝐼
𝐴 = −𝑙𝑜𝑔𝑇 = −log = 𝜀𝑙𝐶
𝐼𝑜
A: Absorbancia y T: Transmitancia
Io: intensidad de luz incidente sobre la
muestra
I: intensidad de luz transmitida
ε: coeficiente de absorptividad molar
(L.mol-1.cm-1)
l: camino óptico de la celda (cm)
C: concentración de la muestra (mol/L)
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Espectrofotómetro Ultravioleta – Visible (UV-Vis):
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta:
1. Cinco soluciones estándar de diazepam (Mw: 284.7 g/mol) fueron
disueltas en etanol grado espectroscópico, y las absorbancias de
cada solución fueron medidas a 285 nm en cubetas de cuarzo de 1
cm por UV. Determinar la absorptividad molar y la concentración en
mg/100 mL de un lote cuya absorbancia fue de 0.510.
Concentración (mg/ 100
mL)
Absorbancia
0.25
0.140
0.50
0.281
0.75
0.421
1.00
0.562
1.25
0.697
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1:
1.
𝐴𝑏𝑠 = 0.558 𝐶 + 0.0017
𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑟 2 = 0.9992
𝐴𝑏𝑠 − 0.0017
= 𝐶
0.558 𝑚𝐿/𝑚𝑔
0.510 − 0.0017
= 𝐶
0.558 𝑚𝐿/𝑚𝑔
𝑚𝑔
0.910
= 𝐶
100 𝑚𝐿
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1:
𝐴𝑏𝑠 = 0.558 𝐶 + 0.0017
𝐴𝑏𝑠 = 𝜀𝑏 𝐶
𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 0.558/𝑏 = 𝜀
𝑚𝐿
1𝐿
1000 𝑚𝑔 284.7 𝑔
100 ∗ 0.558
∗
∗
=𝜀
𝑚𝑔. 𝑐𝑚 1000 𝑚𝐿 1 𝑔
1 𝑚𝑜𝑙
𝐿
15886. 26
=𝜀
𝑚𝑜𝑙. 𝑐𝑚
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta:
2. Una preparación farmacéutica antibacterial contiene dos principios
activos: sulfanilamida y sulfatiazol en (g/mL). Cuando se toma el
espectro UV de la mezcla y se obtiene el espectro abajo a 252 y 280
nm.
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2
Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV
fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la
tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla.
Compuesto
Epsilon (mL/ g*cm)
Longitud
252 nm
280 nm
Sulfanilamida (x)
959
136
Sulfatiazol (y)
570
449
Absorbancia
Mezcla
0.773
0.340
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2
Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV
fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la
tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla.
𝐴1 = 𝜀𝑥 𝐶𝑥 𝑏 + 𝜀𝑦 𝐶𝑦 𝑏
𝐴2 = 𝜀𝑥 𝐶𝑥 𝑏 + 𝜀𝑦 𝐶𝑦 𝑏
A1: absorbancia de la mezcla a la longitud de onda 1 (252 nm) y A2: absorbancia
de la mezcla a la longitud de onda 2 (280 nm)
b: longitud celda (1 cm)
ex: absorptividad molar de sustancia x (mL/ g*cm)
ey: absorptividad molar de sustancia y (mL/ g*cm)
Cx: concentración sustancia x en g/mL
Cy: concentración sustancia y en g/mL
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2
Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV
fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la
tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla.
0.733 = 959 𝐶𝑥 + 570 𝐶𝑦
Ecuación 1
0.340 = 136 𝐶𝑥 + 449 𝐶𝑦
Ecuación 2
Multiplicando ec.1 por 136 y ec.2 por 959 se tiene:
99.688 = 130424 𝐶𝑥 + 77520 𝐶𝑦 Ecuación 3
326.06 = 130424 𝐶𝑥 + 430591 𝐶𝑦 Ecuación 4
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Farmacopeas: usos y aplicaciones
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2
Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV
fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la
tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla.
Restando ec.3 de ec.4 se tiene:
226.372 = 353071 𝐶𝑦
226.372
= [𝐶𝑦 ]
353071
𝑔
0.00064
𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑖𝑎𝑧𝑜𝑙 = [𝐶𝑦 ]
𝑚𝐿
Conociendo a Cy se determina fácilmente Cx:
𝑔
0.00039
𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑛𝑖𝑙𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎 = [𝐶𝑥 ]
𝑚𝐿
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¿Qué aprendimos hoy?
Las farmacopeas son una poderosa herramienta al alcance de los analistas,
científicos y desarrolladores de la industria farmacéutica, la cual permite
conocer todos los procedimientos y protocolos a seguir de acuerdo al tipo
de medicamento que se desee analizar
Los criterios de variación de uniformidad de peso, contenido y de disolución
de tabletas son de gran importancia, puesto que permiten discriminar si un
lote es aprobado o rechazado, sin que necesariamente sea destruido,
pudiendo solamente devolverse una pequeña parte de él.
Los cálculos en química farmaceútica son de gran relevancia, pues con
ellos se pueden hacer determinaciones cuantitativas de los principios
activos en las diferentes formas farmaceúticas
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¡Muchas gracias por su
atención!
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Disolutores: estos equipos permiten conocer para ciertas tabletas y
cápsulas la cantidad de absorción y disponibilidad fisiológica del principio
activo disuelto en un tiempo determinado. Esta prueba de disolución puede
llevarse a cabo en diferentes medios acuosos, desde agua hasta buffers.
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Formas farmacéuticas
Ejemplo de excipientes en una tableta
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Formas farmacéuticas
Resultados criterios
Los resultados se expresan como
concentración del fármaco en el medio de
disolución respecto al tiempo o como la
cantidad de fármaco remanente respecto
al tiempo, o el tiempo en que algún
porcentaje del fármaco debe ser liberado,
por ejemplo la hidroclorotiazida el 60%
tiene que haberse liberado en 30 minutos.
La gran desventaja de este criterio es que
no cuestiona la cantidad remanente que
quede faltando porque puede que el 60%
se libere a los 5 minutos y el 40% varias
horas después o nunca. Se recomienda
utilizar el criterio de tiempo requerido para
liberar del 80 al 90 % del fármaco.
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