La micronización es el proceso de reducir el diámetro promedio de las partículas de un material sólido . Las técnicas tradicionales de micronización se centran en medios mecánicos, como la molienda y la molienda . Las técnicas modernas aprovechan las propiedades de los fluidos supercríticos y manipulan los principios de solubilidad .
El término micronización generalmente se refiere a la reducción del diámetro promedio de las partículas al rango micrométrico , pero también puede describir una reducción adicional a la escala nanométrica . Las aplicaciones comunes incluyen la producción de ingredientes químicos activos, ingredientes alimentarios 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 triturado y la trituración . Un molino industrial típico está compuesto por un tambor metálico cilíndrico que suele contener esferas de acero. A medida que el tambor gira, las esferas del interior chocan con las partículas del sólido, aplastándolas hacia diámetros más pequeños. En el caso de la molienda, las partículas sólidas se forman cuando las unidades de molienda del dispositivo rozan entre sí, mientras que las partículas del sólido quedan atrapadas entre ellas.
Métodos como trituración y corte también se utilizan 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). La trituración emplea herramientas similares a martillos para romper el sólido en partículas más pequeñas mediante impacto. El corte utiliza cuchillas afiladas para cortar las piezas sólidas y rugosas en otras más pequeñas.
Los métodos modernos utilizan fluidos supercríticos en el proceso de micronización. Estos métodos utilizan fluidos supercríticos para inducir un estado de sobresaturación , lo que conduce a la precipitación de partículas individuales. Las técnicas más aplicadas de esta categoría incluyen el proceso RESS (Expansión Rápida de Soluciones Supercríticas), el método SAS (Antisolvente Supercrítico) y el método PGSS (Partículas de Soluciones Saturadas de Gas). Estas técnicas modernas permiten una mayor sintonizabilidad del proceso. El dióxido de carbono supercrítico (scCO 2 ) es un medio comúnmente utilizado en 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 eficazmente para obtener formas micronizadas cristalinas puras o amorfas. [2] Parámetros como la presión y temperatura relativas, la concentración de soluto y la proporción de antisolvente a solvente se varían para ajustar la producción a las necesidades del productor. El control del tamaño de las partículas en la micronización puede verse influenciado por factores macroscópicos, como los parámetros geométricos de la boquilla de pulverización y el caudal, y cambios en el nivel molecular debido a ajustes en los parámetros de estado. Estos ajustes pueden conducir a la nucleación de partículas de diferentes tamaños mediante la redistribución de equilibrios conformacionales y transformaciones polimórficas. [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 (Rapid Expansion of Supercritical Solutions), el fluido supercrítico se utiliza para disolver el material sólido a alta presión y temperatura, formando así una fase supercrítica homogénea . Después, la mezcla se expande a través de una boquilla para formar partículas más pequeñas. Inmediatamente después de salir de la boquilla, se produce una rápida expansión, lo que reduce la presión. La presión caerá por debajo de la presión supercrítica, lo que provocará que el fluido supercrítico (normalmente dióxido de carbono ) vuelva 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 (Antisolvente Supercrítico), el material sólido se disuelve en un solvente orgánico. Luego se agrega el fluido supercrítico como antisolvente, lo que disminuye la solubilidad del sistema. Como resultado, se forman partículas de pequeño diámetro. [8] Existen varios submétodos de SAS que se diferencian en el método de introducción del fluido supercrítico en la solución orgánica. [12]
En el método PGSS (Partículas de Soluciones Saturadas de Gas) el material sólido se funde y en él se disuelve el fluido supercrítico. [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, se reduce el punto de fusión del material sólido. Por lo tanto, el sólido se funde a una temperatura más baja que la temperatura de fusión normal a presión ambiente.
Los ingredientes farmacéuticos y alimentarios son las principales industrias en las que se utiliza la micronización. Las partículas con diámetros reducidos tienen tasas de disolución más altas, lo que aumenta la eficacia. [9] La progesterona , por ejemplo, se puede micronizar formando cristales muy pequeños de progesterona. [14] La progesterona micronizada se fabrica en un laboratorio a partir de plantas. Está disponible para su uso como TRH , tratamiento de infertilidad, tratamiento de deficiencia de progesterona, incluido el sangrado uterino disfuncional en mujeres premenopáusicas. Las farmacias de compuestos pueden suministrar progesterona micronizada en tabletas sublinguales, cápsulas de aceite o cremas transdérmicas. [15] La creatina se encuentra entre los otros medicamentos micronizados. [11]