Resumen

El objetivo de esta revisión es examinar el desarrollo de la optimización de la liofilización. El estudio de la optimización del liofilizador se ha ido desarrollando a grandes rasgos por el orden de (i) enfoque de ensayo-error, (ii) modelización del proceso mediante modelos matemáticos, (iii) escalabilidad, y (iv) calidad por diseño. A partir de los estudios convencionales de liofilización basados en el método de ensayo y error, se descubrieron los parámetros clave para optimizar el funcionamiento de la liofilización, es decir, los atributos críticos del material (CMA), los parámetros críticos del proceso (CPP) y los atributos críticos de la calidad (CQA). Los modelos matemáticos que utilizan los parámetros clave mencionados se han construido desde el punto de vista de las naturalezas de transferencia de calor y masa. En muchos casos, se revela que el control de la etapa de secado primario determina el resultado de la liofilización de los productos, en comparación con la etapa de congelación y la etapa de secado secundario. Así, se ha avanzado en la comprensión del proceso de liofilización. Para mejorar aún más el tiempo y el coste económico, el espacio de diseño es un método prometedor para dar el rango de operación posible para optimizar la operación de liofilización. Este método consiste en buscar la condición optimizada reduciendo el número de parámetros clave de CMA, CPP y CQA. Alternativamente, se ha examinado la transferencia de la receta de liofilización entre los liofilizadores a escala de laboratorio, piloto y de producción (ampliación). En particular, el escalado de la liofilización requiere la conservación de la dinámica de liofilización entre las dos escalas, es decir, el funcionamiento del liofilizador a escala de laboratorio o piloto en condiciones de flujo de aire filtrado por HEPA. El espacio de diseño determinado al centrarse en la etapa de secado primario es grande e implica las variaciones no deseadas en la calidad de los productos finales debido a la distribución heterogénea del tamaño de los cristales de hielo. En consecuencia, el control de la formación de cristales de hielo de gran tamaño repercute en la calidad del producto y en la productividad, aunque debe mejorarse el contenido de agua en el producto final. Por lo tanto, la liofilización debe tener en cuenta la calidad por diseño (QbD). El método de seguimiento de la calidad del producto en el proceso de liofilización se denomina "tecnología analítica de procesos (PAT)". Las recientes herramientas PAT pueden revelar hasta cierto punto la dinámica de la liofilización. Se espera que una combinación de herramientas PAT con un modelo/teoría de escalado dé como resultado la QbD, es decir, una gestión de calidad/riesgo y una optimización in situ de la operación de liofilización.

• Materias:Reacciones químicas Electroquímica Biología molecular Química analítica Química de los alimentos
• Subjects:Chemical reactions Electrochemistry Molecular biology Analytical chemistry Food chemistry
• Palabras claves:liofilización, calidad, etapa de secado primario, parámetros clave, escala, espacio de diseño, dinámica de liofilización, operación de liofilización, proceso de liofilización, modelos matemáticos
• Keywords:lyophilization, quality, primary drying stage, key parameters, scale, design space, lyophilization dynamics, lyophilization operation, lyophilization process, mathematical models