Quantos éteres de celulose existem nos excipientes farmacêuticos?

Os excipientes farmacêuticos são excipientes e adjuvantes utilizados na produção de medicamentos e na formulação de prescrições, sendo uma parte importante das preparações farmacêuticas. Como um material derivado de polímero natural, o éter de celulose possui características de biodegradabilidade, não toxicidade e baixo custo, como a carboximetilcelulose sódica, a metilcelulose, a hidroxipropilmetilcelulose e a hidroxipropilcelulose.Éteres de celuloseSubstâncias como a hidroxietilcelulose e a etilcelulose possuem importante valor de aplicação em excipientes farmacêuticos. Atualmente, os produtos da maioria das empresas nacionais de éter de celulose são utilizados principalmente nos segmentos de baixo e médio valor agregado da indústria. Há uma necessidade urgente de transformação, modernização e aprimoramento das aplicações dos produtos em setores de alta tecnologia.

Os excipientes farmacêuticos desempenham um papel importante no desenvolvimento e na produção de formulações. Por exemplo, em preparações de liberação prolongada, materiais poliméricos como éteres de celulose são utilizados como excipientes farmacêuticos em grânulos de liberação prolongada, diversas formulações matriciais de liberação prolongada, formulações revestidas de liberação prolongada, cápsulas de liberação prolongada, filmes de liberação prolongada e preparações líquidas de liberação prolongada. Nesse sistema, polímeros como os éteres de celulose são geralmente utilizados como carreadores de fármacos para controlar a taxa de liberação dos medicamentos no organismo, ou seja, para que sejam liberados lentamente no corpo a uma taxa predefinida dentro de um determinado intervalo de tempo, visando um tratamento eficaz.

Segundo as estatísticas do Departamento de Consultoria e Pesquisa, existem cerca de 500 tipos de excipientes no mercado do meu país, mas em comparação com os Estados Unidos (mais de 1500 tipos) e a União Europeia (mais de 3000 tipos), há uma grande diferença, e a variedade ainda é pequena. O mercado de excipientes farmacêuticos do meu país tem um enorme potencial de desenvolvimento. Sabe-se que os dez principais excipientes farmacêuticos no mercado do meu país são: cápsulas de gelatina medicinal, sacarose, amido, pó para revestimento de filmes, 1,2-propilenoglicol, PVP, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), fibras microcristalinas, derivados de plantas, HPC e lactose.

“Éter de celulose natural é o termo geral para uma série de derivados de celulose produzidos pela reação da celulose alcalina com um agente eterificante sob certas condições. Trata-se de um produto no qual os grupos hidroxila da macromolécula de celulose são parcial ou totalmente substituídos por grupos éter. Os éteres de celulose são amplamente utilizados nas áreas de petróleo, materiais de construção, revestimentos, alimentos, medicamentos e produtos químicos de uso diário. Em todos esses setores, os produtos de grau farmacêutico situam-se basicamente nos segmentos intermediário e superior da indústria e possuem alto valor agregado. Devido aos rigorosos requisitos de qualidade, a produção de éteres de celulose de grau farmacêutico também é relativamente complexa. Pode-se dizer que a qualidade dos produtos de grau farmacêutico representa, em grande parte, a capacidade técnica das empresas produtoras de éter de celulose. O éter de celulose é geralmente adicionado como retardador, material de matriz e espessante para a fabricação de comprimidos de matriz de liberação prolongada, materiais de revestimento gástricos, materiais de embalagem de microcápsulas de liberação prolongada, materiais de filme de medicamentos de liberação prolongada, etc.”

A carboximetilcelulose sódica (CMC-Na) é o éter de celulose com maior produção e consumo no mercado nacional e internacional. Trata-se de um éter de celulose iônico obtido a partir de algodão e madeira por meio de alcalinização e eterificação com ácido cloroacético. A CMC-Na é um excipiente farmacêutico de uso comum. É frequentemente utilizada como aglutinante para preparações sólidas e como agente espessante, espessante e suspensor para preparações líquidas. Também pode ser utilizada como matriz hidrossolúvel e material formador de filme. É frequentemente empregada como material para filmes de liberação prolongada de fármacos e comprimidos matriciais de liberação prolongada em formulações de liberação controlada.

Além da carboximetilcelulose sódica como excipiente farmacêutico, a croscarmelose sódica também pode ser utilizada como tal. A carboximetilcelulose sódica reticulada (CCMC-Na) é uma substância insolúvel em água, obtida pela reação da carboximetilcelulose com um agente reticulante a uma determinada temperatura (40-80 °C) sob a ação de um catalisador ácido inorgânico, sendo posteriormente purificada. O agente reticulante pode ser propilenoglicol, anidrido succínico, anidrido maleico, anidrido adípico, entre outros. A croscarmelose sódica é utilizada como desintegrante em comprimidos, cápsulas e grânulos para preparações orais. Sua desintegração se dá por meio de efeitos capilares e de intumescimento, apresentando boa compressibilidade e forte capacidade de desintegração. Estudos demonstraram que o grau de intumescimento da croscarmelose sódica em água é superior ao de desintegrantes comuns, como a carboximetilcelulose sódica pouco substituída e a celulose microcristalina hidratada.

A metilcelulose (MC) é um monoéter de celulose não iônico obtido a partir de algodão e madeira por meio de alcalinização e eterificação com cloreto de metila. A metilcelulose possui excelente solubilidade em água e é estável na faixa de pH de 2,0 a 13,0. É amplamente utilizada como excipiente farmacêutico, sendo empregada em comprimidos sublinguais, injeções intramusculares, preparações oftálmicas, cápsulas orais, suspensões orais, comprimidos orais e preparações tópicas. Além disso, em formulações de liberação prolongada, a MC pode ser utilizada como matriz de gel hidrofílico, material de revestimento gástrico solúvel, material de encapsulamento de microcápsulas de liberação prolongada, material para filmes de fármacos de liberação prolongada, entre outros.

A hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um éter misto de celulose não iônico, produzido a partir de algodão e madeira por meio de alcalinização e eterificação de óxido de propileno e cloreto de metila. É inodora, insípida, atóxica, solúvel em água fria e gelifica em água quente. A hidroxipropilmetilcelulose é uma variedade de éter misto de celulose cuja produção, consumo e qualidade têm aumentado rapidamente nos últimos 15 anos. É também um dos excipientes farmacêuticos mais utilizados no Brasil e no exterior, com uma história de quase 50 anos. Atualmente, a aplicação da HPMC se reflete principalmente nos seguintes cinco aspectos:

Uma das aplicações é como aglutinante e desintegrante. O HPMC, como aglutinante, facilita a umectação do fármaco e pode expandir centenas de vezes após absorver água, melhorando significativamente a dissolução ou a liberação do comprimido. O HPMC possui alta viscosidade e pode aumentar a viscosidade das partículas e melhorar a compressibilidade de matérias-primas com textura crocante ou dura. O HPMC com baixa viscosidade pode ser usado como aglutinante e desintegrante, enquanto o HPMC com alta viscosidade só pode ser usado como aglutinante.

Em segundo lugar, é utilizado como material de liberação sustentada e controlada para preparações orais. A HPMC é um material de matriz de hidrogel comumente usado em preparações de liberação sustentada. A HPMC de baixa viscosidade (5 a 50 mPa·s) pode ser usada como aglutinante, agente de aumento de viscosidade e agente suspensor, enquanto a HPMC de alta viscosidade (4000 a 100000 mPa·s) pode ser usada para preparar comprimidos de liberação sustentada com matriz de material misto, bloqueador de liberação sustentada para cápsulas e comprimidos de liberação sustentada com matriz de gel hidrofílico. A HPMC é solúvel no fluido gastrointestinal, apresenta vantagens como boa compressibilidade, boa fluidez, alta capacidade de carregamento de fármacos e características de liberação do fármaco não afetadas pelo pH. É um material carreador hidrofílico extremamente importante em sistemas de preparação de liberação sustentada e é frequentemente usada como matriz de gel hidrofílico e material de revestimento de preparações de liberação sustentada, além de ser utilizada em preparações flutuantes gástricas e como material auxiliar de membrana para liberação sustentada de fármacos.

A terceira é como agente formador de película de revestimento.HPMCPossui boas propriedades formadoras de filme. O filme formado por ele é uniforme, transparente e resistente, e não adere facilmente durante a produção. Especialmente para medicamentos que absorvem umidade com facilidade e são instáveis, o uso como camada isolante pode melhorar significativamente a estabilidade do medicamento e evitar a alteração da cor do filme. O HPMC apresenta diversas especificações de viscosidade. Se selecionado adequadamente, a qualidade e a aparência dos comprimidos revestidos são superiores às obtidas com outros materiais, sendo sua concentração comum de 2% a 10%.

Quatro é utilizado como material de encapsulamento. Nos últimos anos, com os frequentes surtos de epidemias globais em animais, em comparação com as cápsulas de gelatina, as cápsulas vegetais tornaram-se as novas queridinhas das indústrias farmacêutica e alimentícia. A Pfizer extraiu com sucesso HPMC de plantas naturais e preparou as cápsulas vegetais Vcap™. Comparadas às cápsulas ocas de gelatina tradicionais, as cápsulas vegetais apresentam as vantagens de ampla adaptabilidade, ausência de risco de reação de reticulação e alta estabilidade. A taxa de liberação do fármaco é relativamente estável e as variações individuais são pequenas. Após a desintegração no corpo humano, o fármaco não é absorvido e pode ser excretado. Em termos de condições de armazenamento, após diversos testes, as cápsulas vegetais praticamente não se tornam quebradiças em condições de baixa umidade, e as propriedades da cápsula permanecem estáveis ​​em alta umidade, sem afetar os diversos índices das cápsulas vegetais sob condições extremas de armazenamento. Com a crescente compreensão das cápsulas vegetais e a transformação dos conceitos de saúde pública no Brasil e no exterior, a demanda de mercado por cápsulas vegetais crescerá rapidamente.

A quinta função é como agente suspensor. As suspensões líquidas são uma forma farmacêutica clínica comum, caracterizada por um sistema de dispersão heterogênea no qual fármacos sólidos pouco solúveis são dispersos em um meio líquido. A estabilidade do sistema determina a qualidade das suspensões líquidas. A solução coloidal de HPMC pode reduzir a tensão interfacial sólido-líquido, diminuir a energia livre superficial das partículas sólidas e estabilizar o sistema de dispersão heterogênea. É um excelente agente suspensor. A HPMC é utilizada como espessante em colírios, em concentrações de 0,45% a 1,0%.

A hidroxipropilcelulose (HPC) é um monoéter de celulose não iônico produzido a partir de algodão e madeira por meio de alcalinização e eterificação com óxido de propileno. A HPC geralmente é solúvel em água abaixo de 40 °C e em uma grande quantidade de solventes polares, e seu desempenho está relacionado ao teor de hidroxipropil e ao grau de polimerização. A HPC pode ser compatível com diversos fármacos e possui boa inércia.

Celulose de hidroxipropil com baixo teor de substituição(L-HPC)É utilizado principalmente como desintegrante e aglutinante de comprimidos. Suas características são: fácil de comprimir e moldar, forte aplicabilidade, especialmente em comprimidos difíceis de moldar, plásticos e quebradiços. A adição de L-HPC pode melhorar a dureza e o brilho do comprimido, além de promover a rápida desintegração, melhorar a qualidade interna e o efeito terapêutico.

A hidroxipropilcelulose altamente substituída (H-HPC) pode ser usada como agente ligante para comprimidos, grânulos e grânulos finos na indústria farmacêutica. A H-HPC possui excelentes propriedades formadoras de filme, resultando em um filme resistente e elástico, comparável ao de plastificantes. Ao ser misturada com outros agentes antiaderentes, o desempenho do filme pode ser ainda mais aprimorado, sendo frequentemente utilizada como material de revestimento para comprimidos. A H-HPC também pode ser usada como material de matriz para a preparação de comprimidos de liberação prolongada, pellets de liberação prolongada e comprimidos de dupla camada de liberação prolongada.

A hidroxietilcelulose (HEC) é um monoéter de celulose não iônico produzido a partir de algodão e madeira por meio de alcalinização e eterificação com óxido de etileno. A HEC é utilizada principalmente como espessante, agente protetor coloidal, adesivo, dispersante, estabilizante, agente de suspensão, agente formador de filme e agente de liberação lenta na área médica. Pode ser aplicada em emulsões, pomadas e colírios para uso tópico. Também pode ser utilizada em formulações líquidas orais, comprimidos, cápsulas e outras formas farmacêuticas. A hidroxietilcelulose está incluída na Farmacopeia dos Estados Unidos (USP) e na Farmacopeia Europeia (Europeia).

A etilcelulose (EC) é um dos derivados de celulose insolúveis em água mais utilizados. A EC é atóxica, estável, insolúvel em água, soluções ácidas ou alcalinas e solúvel em solventes orgânicos como etanol e metanol. O solvente mais comum é uma mistura de tolueno/etanol na proporção de 4/1 (em peso). A EC possui diversas aplicações em formulações de liberação prolongada de fármacos, sendo amplamente utilizada como excipiente e material para microcápsulas, revestimento de filmes, etc., em preparações de liberação prolongada, como retardador de liberação em comprimidos, adesivo, material para revestimento de filmes, etc. É utilizada como matriz para a preparação de diversos tipos de comprimidos de liberação prolongada, como material misto para a preparação de formulações revestidas de liberação prolongada e grânulos de liberação prolongada, como material auxiliar de encapsulação para a preparação de microcápsulas de liberação prolongada; também pode ser amplamente utilizada como excipiente para a preparação de dispersões sólidas; em tecnologia farmacêutica, como substância formadora de filme e revestimento protetor, além de poder ser utilizada como aglutinante e excipiente. Como revestimento protetor para comprimidos, pode reduzir a sensibilidade dos comprimidos à umidade e evitar que os medicamentos se descoloram e se deteriorem devido à umidade; também pode formar uma camada adesiva de liberação lenta e microencapsular o polímero para liberar continuamente o efeito do medicamento.

Em resumo, a carboximetilcelulose sódica solúvel em água, a metilcelulose, a hidroxipropilmetilcelulose, a hidroxipropilcelulose, a hidroxietilcelulose e a etilcelulose solúvel em óleo são todas utilizadas, com base em suas respectivas características, como excipientes farmacêuticos, adesivos, desintegrantes, materiais de liberação prolongada e controlada para preparações orais, agentes formadores de filme de revestimento, materiais para cápsulas e agentes de suspensão. Observando o cenário global, diversas empresas multinacionais estrangeiras (Shin-Etsu Japan, Dow Wolff e Ashland) perceberam o enorme potencial do mercado de celulose farmacêutica na China e, seja aumentando a produção ou realizando fusões, expandiram sua presença nesse setor. A Dow Wolff anunciou que intensificará sua atenção à formulação, aos ingredientes e às necessidades do mercado chinês de preparações farmacêuticas, e que suas pesquisas de aplicação também se concentrarão em atender às demandas do mercado. A Divisão de Celulose Wolff da Dow Chemical e a Colorcon Corporation dos Estados Unidos estabeleceram uma aliança global para preparações de liberação prolongada e controlada. A empresa conta com mais de 1.200 funcionários em 9 cidades, 15 instituições de ativos e 6 empresas com certificação GMP. Seus profissionais de pesquisa aplicada prestam serviços a clientes em aproximadamente 160 países. A Ashland possui bases de produção em Pequim, Tianjin, Xangai, Nanjing, Changzhou, Kunshan e Jiangmen, e investiu em três centros de pesquisa tecnológica em Xangai e Nanjing.

Segundo dados do site da Associação Chinesa de Celulose, em 2017, a produção nacional de éter de celulose foi de 373 mil toneladas e o volume de vendas foi de 360 ​​mil toneladas. Em 2017, o volume real de vendas de éter iônico foi de 373 mil toneladas.CMCO volume de vendas foi de 234.000 toneladas, um aumento de 18,61% em relação ao ano anterior, e o volume de vendas de CMC não iônico foi de 126.000 toneladas, um aumento de 8,2% em relação ao ano anterior. Além dos produtos não iônicos de HPMC (grau para materiais de construção),HPMC(grau farmacêutico), HPMC (grau alimentício), HEC, HPC, MC, HEMC, etc., todos contrariaram a tendência, e a produção e as vendas continuaram a aumentar. Os éteres de celulose nacionais têm crescido rapidamente há mais de dez anos, e a produção tornou-se a maior do mundo. No entanto, a maioria dos produtos das empresas de éter de celulose é utilizada principalmente nos segmentos médio e baixo da indústria, e o valor agregado não é elevado.

Atualmente, a maioria das empresas nacionais de éter de celulose encontra-se em um período crítico de transformação e modernização. Devem continuar a intensificar os esforços em pesquisa e desenvolvimento de produtos, enriquecer continuamente a variedade de produtos, aproveitar ao máximo o mercado chinês, o maior do mundo, e intensificar os esforços para desenvolver mercados externos, de modo que as empresas possam expandir-se o mais rapidamente possível. Dessa forma, concluirão a transformação e a modernização, alcançarão o segmento médio-alto do setor e conquistarão um desenvolvimento sustentável e ecológico.