La micronización es el proceso de reducción del diámetro medio de las partículas de un material sólido . Las técnicas tradicionales de micronización se centran en medios mecánicos, como la molienda y el triturado . Las técnicas modernas hacen uso de las propiedades de los fluidos supercríticos y manipulan los principios de solubilidad .
El término micronización generalmente se refiere a la reducción de los diámetros promedio de partículas al rango micrométrico , pero también puede describir una reducción adicional a escala nanométrica . Las aplicaciones comunes incluyen la producción de ingredientes químicos activos, ingredientes de productos alimenticios y productos farmacéuticos . Estos productos químicos deben micronizarse para aumentar la eficacia.
Las técnicas tradicionales de micronización se basan en la fricción para reducir el tamaño de las partículas. Dichos métodos incluyen la molienda , el golpeteo y la trituración . Un molino industrial típico está compuesto por un tambor metálico cilíndrico que generalmente contiene esferas de acero. A medida que el tambor gira, las esferas en su interior chocan con las partículas del sólido, aplastándolas así hacia diámetros más pequeños. En el caso de la trituración, las partículas sólidas se forman cuando las unidades de trituración del dispositivo se frotan entre sí mientras que las partículas del sólido quedan atrapadas entre ellas.
También se utilizan métodos como el triturado y el corte para reducir el diámetro de las partículas, pero producen partículas más rugosas en comparación con las dos técnicas anteriores (y, por lo tanto, son las primeras etapas del proceso de micronización). El triturado emplea herramientas similares a martillos para romper el sólido en partículas más pequeñas mediante el impacto. El corte utiliza cuchillas afiladas para cortar los trozos sólidos rugosos en otros más pequeños.
Los métodos modernos utilizan fluidos supercríticos en el proceso de micronización. Estos métodos utilizan fluidos supercríticos para inducir un estado de sobresaturación , que conduce a la precipitación de partículas individuales. Las técnicas más ampliamente aplicadas de esta categoría incluyen el proceso RESS (Expansión rápida de soluciones supercríticas), el método SAS (Antidisolvente supercrítico) y el método PGSS (Partículas de soluciones saturadas de gas). Estas técnicas modernas permiten una mayor capacidad de ajuste del proceso. El dióxido de carbono supercrítico (scCO 2 ) es un medio comúnmente utilizado en los procesos de micronización. [1] Esto se debe a que el scCO 2 no es muy reactivo y tiene parámetros de estado de punto crítico fácilmente accesibles. Como resultado, el scCO2 se puede utilizar de manera efectiva para obtener formas micronizadas puras cristalinas o amorfas. [2] Los parámetros como la presión y la temperatura relativas, la concentración de soluto y la relación antidisolvente a disolvente se varían para ajustar el resultado a las necesidades del productor. El control del tamaño de partícula en la micronización puede verse influenciado por factores macroscópicos, como los parámetros geométricos de la boquilla de aspersión y el caudal, y los cambios a nivel molecular debido a los ajustes en los parámetros de estado. Estos ajustes pueden conducir a la nucleación de partículas de distintos tamaños por transformaciones polimórficas o amorfas, así como debido a las características de los procesos de agregación, que en algunos casos se acompañan de cambios en los equilibrios conformacionales. [3] [4] [5] Los métodos de fluidos supercríticos dan como resultado un control más preciso sobre los diámetros de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas y la consistencia de la morfología. [6] [7] [8] Debido a la presión relativamente baja involucrada, muchos métodos de fluidos supercríticos pueden incorporar materiales termolábiles. Las técnicas modernas implican productos químicos renovables, no inflamables y no tóxicos. [9]
En el caso de RESS (Expansión Rápida de Soluciones Supercríticas), el fluido supercrítico se utiliza para disolver el material sólido bajo alta presión y temperatura, formando así una fase supercrítica homogénea . A continuación, la mezcla se expande a través de una boquilla para formar las partículas más pequeñas. Inmediatamente después de salir de la boquilla, se produce una expansión rápida, lo que reduce la presión. La presión caerá por debajo de la presión supercrítica, lo que hará que el fluido supercrítico, generalmente dióxido de carbono , regrese al estado gaseoso . Este cambio de fase disminuye gravemente la solubilidad de la mezcla y da como resultado la precipitación de partículas. [10] Cuanto menos tiempo tarde la solución en expandirse y el soluto en precipitar, más estrecha será la distribución del tamaño de las partículas. Los tiempos de precipitación más rápidos también tienden a dar como resultado diámetros de partículas más pequeños. [11]
En el método SAS (Supercritical Anti-Solvent), el material sólido se disuelve en un disolvente orgánico. A continuación, se añade el fluido supercrítico como antidisolvente, lo que disminuye la solubilidad del sistema. Como resultado, se forman partículas de diámetro pequeño. [8] Existen varios submétodos del SAS que difieren en el método de introducción del fluido supercrítico en la solución orgánica. [12]
En el método PGSS (Partículas a partir de Soluciones Saturadas con Gas) el material sólido se funde y el fluido supercrítico se disuelve en él. [13] Sin embargo, en este caso la solución se ve obligada a expandirse a través de una boquilla, y de esta manera se forman nanopartículas . El método PGSS tiene la ventaja de que debido al fluido supercrítico, el punto de fusión del material sólido se reduce. Por lo tanto, el sólido se funde a una temperatura más baja que la temperatura de fusión normal a presión ambiente.
Los ingredientes de productos farmacéuticos y alimenticios son las principales industrias en las que se utiliza la micronización. Las partículas con diámetros reducidos tienen mayores tasas de disolución, lo que aumenta la eficacia. [9] La progesterona , por ejemplo, se puede micronizar creando cristales muy pequeños de progesterona. [14] La progesterona micronizada se fabrica en un laboratorio a partir de plantas. Está disponible para su uso como terapia de reemplazo hormonal , tratamiento de la infertilidad, tratamiento de la deficiencia de progesterona, incluido el sangrado uterino disfuncional en mujeres premenopáusicas. Las farmacias que preparan compuestos pueden suministrar progesterona micronizada en tabletas sublinguales, cápsulas de aceite o cremas transdérmicas. [15] La creatina es uno de los otros medicamentos que se micronizan. [11]