Un polvo es un conjunto de partículas secas dispersas en el aire. Si se mezclan perfectamente dos polvos diferentes, teóricamente se pueden obtener tres tipos de mezclas de polvos : la mezcla aleatoria, la mezcla ordenada o la mezcla interactiva.
Un polvo se considera fluido si sus partículas no se adhieren entre sí. Si las partículas son cohesivas , se adhieren entre sí para formar agregados . La importancia de la cohesión aumenta con la disminución del tamaño de las partículas de polvo; las partículas menores de 100 μm son generalmente cohesivas. [1] [2]
Se puede obtener una mezcla aleatoria si se mezclan dos polvos diferentes de flujo libre de aproximadamente el mismo tamaño de partícula, densidad y forma (ver figura A). [3] Solo hay partículas primarias presentes en este tipo de mezcla, es decir, las partículas no son cohesivas y no se adhieren entre sí. El tiempo de mezcla determinará la calidad de la mezcla aleatoria. Sin embargo, si se mezclan polvos con partículas de diferente tamaño, densidad o forma, puede producirse segregación . [4] La segregación provocará la separación de los polvos ya que, por ejemplo, las partículas más ligeras tenderán a viajar a la parte superior de la mezcla mientras que las partículas más pesadas se mantendrán en la parte inferior.
El término mezcla ordenada se introdujo por primera vez para describir una mezcla completamente homogénea donde los dos componentes se adhieren entre sí para formar unidades ordenadas. [5] Sin embargo, una mezcla completamente homogénea solo se puede lograr en teoría y más tarde se introdujeron otras denominaciones, como mezcla adhesiva o mezcla interactiva.
Si se mezcla un polvo de flujo libre con un polvo cohesivo, se puede obtener una mezcla interactiva . Las partículas cohesivas se adhieren a las partículas de flujo libre (ahora llamadas partículas portadoras) para formar unidades interactivas como se muestra en la figura B. [3] Una mezcla interactiva puede no contener agregados libres del polvo cohesivo, lo que significa que todas las partículas pequeñas deben adherirse a las más grandes. La diferencia con una mezcla ordenada es, en cambio, que no es necesario que todas las partículas portadoras tengan el mismo tamaño y que haya un número diferente de partículas pequeñas adheridas a cada una. Se prefiere un rango de tamaño estrecho de las partículas portadoras para evitar la segregación de las unidades interactivas. [6] En la práctica, se puede obtener una combinación de una mezcla aleatoria y una mezcla interactiva que consta de partículas portadoras, agregados de las partículas pequeñas y unidades interactivas. [7]
No se puede dar por sentado automáticamente la formación de mezclas interactivas, especialmente si se utilizan partículas portadoras más pequeñas [8] o una mayor proporción de partículas finas [9] [10] . Si se desea formar una mezcla interactiva, es necesario que las partículas portadoras ejerzan suficiente fuerza durante la mezcla en seco para romper los agregados formados por las partículas finas. En ese caso, se puede lograr la adhesión si las fuerzas adhesivas superan las fuerzas gravitacionales que, de lo contrario, conducen a la separación de los componentes. [3]
Las mezclas interactivas, por ejemplo, se pueden utilizar en la fabricación de comprimidos [11] para mejorar la disolución de fármacos poco solubles [12] o para la administración nasal [3] . Una aplicación común es la terapia de inhalación, donde el concepto se ha utilizado en el desarrollo de alternativas a los inhaladores de dosis medidas presurizados [13] .
La iniciativa de calidad por diseño (QbD) de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos exige que un proceso sea controlable y predecible. Las teorías y los métodos para caracterizar la mezcla de polvos han facilitado la implementación de enfoques de QbD para predecir las propiedades de flujo de la mezcla de polvos. Por ejemplo, se ha demostrado que el enfoque de QbD es útil para predecir el rendimiento del flujo y encontrar el espacio de diseño durante el desarrollo de la formulación. [14]