specialisti nella produzione di impianti per fluidi supercritici.

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Come si è detto in precedenza, la bassa solubilità di di una parte di prodotti di interesse farmaceutico limita l'uitizzo dell SC-CO2 come solvente nella produzione di mico o nano parteicelle. Per risolvere questo problema si è pensato di utilizzare la SC-CO2 non come solvente ma come antisolvente. In questo caso il soluto è insolubile nell'antisolvente, mentre l'antisolvente deve essere miscibile con il solvente liquido. Il processo si basa su un concetto abbastanza semplice: quando una soluzione liquida è sufficientemente espansa da un gas, la fase liquida non è più un buon solvente per il soluto causando la precipitazione con formazione di particelle.

 

MicronizationSAS

Il processo si articola in modo differente rispetto ai predenti RESS e PGSS. Qui un precipitatore è portato alla temperatura e pressione di processo con CO2 supercritica. Successivamente viene pompata all'interno del autoclave una soluzione formata da un attivo sciolto in un conveniente solvente attraverso un iniettore in forma di micro gocce.

La forte espansione di volume che avviene nel precipitatore causa la dissoluzione del fluido supercritico in gocce di liquido e successivamente la super saturazione del soluto indotta dalla riduzione del potere solvente del liquido, che porta alla nucleazione e formazione di singole micro particelle.

Le particelle vengono raccolte sulla superficie di un filtro posto alla base del precipitatore. Il gas ed il solvente organico passano attraverso il filtro e vengono inviati in un vaso di raccolta dove avviene la separazione gas/liquido. Quando la soluzione finisce, la SC-CO2 continua ad essere pompata per rimuovere eventuali residui di solvente.

Esistono molte varianti di questo processo:

1) ASAIS (Atomization of Supercritical Antisolvent Induces Suspension). Qui la precipitazione indotta dall'antisolvente avviene in un piccolo tubo, dove l'antisolvente si miscela con con la soluzione per generare una sospensione. Questa sospensione è succesivamente spruzzata attraverso degli iniettori all'interno di un vaso di espansione, che elimina la necessità di utilizzare un vaso di espansione ad alta pressione. Contrariamente a quanto accade nel SAS, qui la raccolta del prodotto avviene in un separatore ciclonico.

2) SEDS (Solution Enhanched Dispersion by Supercritical fluids). Qui la SC-CO2 e la soluzione di attivo vengono introdotti nel precipitatore attraverso un iniettore coassiale, studiato in modo da massimizzare il trasferimeto di massa e la dispersione del prodotto. In questo caso la SC-CO2 agisce sia come antisolvente che come agente di dispersione.

 

SAA

Micronization

Questa tecnica usa la SC-CO2 per assistere o amplificare la nebulizzazione o aerosolizzazione della soluzione contenete le sostanze da processare, che sono rapidamente essiccate in una atmosfera molto secca per formare micro e nano particelle.

Quindi il cuore del processo consiste nella nebulizzazione della soluzione liquida piuttosto che nella inattivazione del potere solvente del solvente liquido in cui è stato precedentemente sciolto l'attivo. Prima di tutto il soluto è dissolto o reso in sospensione in un solvente acquoso oppure organico e successivamente miscelato con CO2 allo stato supercritico per generate un'emulsione. Questa emulsione è in seguito violentemente espansa a pressione ambiente attraverso un ugello iniettore fino a formare un aerosol formato da micro gocce e micro bolle.

Chiaramente è l'espansione del gas a causare la formazione di questo aerosol. Il precipitare è riempito con azoto caldo per mantenere la giusta temperatura necessaria ad essicare  l'aerosol formato da micro gocce e micro bolle. I parametri che influenzano la formazione delle particelle sono: a) la portata del flusso del soluto, b) la percentuale delle sostanze in soluzione o sospensione (da 1 a 10%), c) il diametro dell'ugello (da 50 a 200 um), d) la temperatura della camera di precipitazione/essiccazione, il tempo di residenza delle micro gocce e micro bolle.

Questo processo è noto anche come CAN-DB (Carbon dioxide Assisted Nebulization with Bubble Dryer). Il processo SAA differisce per l'uso di un saturatore per permettere una migliore miscelazione del fluido supercritico con il soluto contenete il prodotto prima che venga iniettato nel precipitatore. Generalmente il saturatore è realizzato con corpi di riempimento per geenere una grande superficie di scambio. Altri utilizzano il principio della cavitazione per raggiungere il medesimo risultato.

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