Desempenho de processos de compressão: Avaliação do uso de simulador de compressão para caracterização de deformação de excipientes e a aplicação de modelagem multinível em linhas produtivas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Godoy, Guilherme Alves Ribeiro de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Compressão; Compression; Comprimidos; Deformação de materiais; Material deformation; Modelagem multinível; Multi-level modeling; OEE; Simulador de compressão; Tablet Press Simulator; Tablets
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9139/tde-04042024-093517/

O processo de compressão representa uma etapa crucial e dinâmica na indústria farmacêutica. É por meio dessa operação que os comprimidos são produzidos, destacando-se como a forma farmacêutica mais prevalente no mercado devido à sua ampla aceitação pelos pacientes, atribuída à facilidade de administração e outras características favoráveis, como armazenamento eficiente, estabilidade e versatilidade. Portanto, é de suma importância compreender e mapear os principais fatores que exercem influência no desempenho do processo de compressão para garantir a qualidade dos comprimidos resultantes, impactando diretamente na eficácia e segurança do medicamento. O presente estudo abordou a compressão industrial em duas perspectivas: (i) a análise da compactação e velocidade de compressão por meio de simulador industrial, com avaliação do comportamento de deformação dos principais excipientes presentes na formulação de comprimido; (ii) a investigação de variáveis de fabricação em escala industrial, incluindo a influência da mão de obra, problemas mecânicos e a troca de equipamentos. Na primeira, avaliou-se a aplicabilidade de um simulador de compressão para investigar o ciclo de compressão de seis principais excipientes farmacêuticos, através da análise de sensibilidade à taxa de compressão (SRS) e dos perfis de Heckel. Na segunda, foram empregados modelos multiníveis aplicados em um banco de dados de monitoramento de eficiência global de equipamentos (OEE) em escala industrial. Os resultados de SRS obtidos no simulador mostraram que a lactose anidra foi o material mais sensível à taxa de compressão. Os gráficos de Heckel indicaram que o processo de consolidação da deformação da celulose foi alcançado mais rapidamente do que os outros materiais à medida que a força de compressão aumentou. O amido de milho apresentou maior resistência nos estágios iniciais de compactação até que seu ponto de deformação elástica fosse excedido. O simulador de compressão foi capaz de caracterizar o comportamento de cada material coerentemente com o reportado na literatura e mostrou-se sensível a mudanças na granulometria e hábito cristalino, provando ser uma ferramenta eficiente para o desenvolvimento racional de formulações de comprimidos e parametrização de processos. Enquanto na avaliação do ambiente de produção, a partir do tratamento de dados, os bancos de dados de OEE e de desvios foram combinados para a criação do banco utilizado por este estudo. Um total de 60.566 observações foram encontradas, e após tratamento o banco final passou a ter 371 entradas e 7 variáveis. Os modelos multiníveis foram criados e avaliados quanto aos seus logs likelihood, o qual demonstrou que o mais adequado é o modelo com interceptos e inclinações aleatórios. A utilização de modelos GLMM se mostrou viável para o monitoramento e tomadas de decisões nas linhas de produção, conhecendo quais produtos tendem a ter maior taxa de aprovação em compressoras específicas, em detrimento de seus índices de OEE. Ambas as abordagens investigadas demostraram ser ferramentas importantes para o desenvolvimento de racional e melhoria de processos industriais de compressão.