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Oct 31, 2023

O Alto

Enquanto o mundo espera pelas vacinas contra a COVID-19, algumas empresas farmacêuticas estão armadas e preparadas para uma melhoria entusiasmante: melhores frascos para guardar as doses. Os frascos não mudaram muito nos últimos 100

Enquanto o mundo espera pelas vacinas contra a COVID-19, algumas empresas farmacêuticas estão armadas e preparadas para uma melhoria entusiasmante: melhores frascos para guardar as doses. Os frascos não mudaram muito nos últimos 100 anos, mas em 2011, a Corning decidiu fazer algo a respeito. Eles começaram a desenvolver um vidro alternativo capaz de resistir a danos e evitar rachaduras. Chama-se vidro Valor e é um material incrivelmente forte. Pense no vidro Gorilla para a indústria médica.

Tradicionalmente, os frascos farmacêuticos são feitos de vidro borossilicato, que é o mesmo material seguro para laboratório que o Pyrex da Corning. O vidro borossilicato ganha força com a adição de boro. Embora o vidro borossilicato seja bastante resistente, ele apresenta alguns problemas. Qualquer tipo de vidro é tão forte quanto suas falhas, e os vidros de borosilicato são propensos a algumas falhas que limitam a resistência. O vidro farmacêutico deve resistir a temperaturas extremas, desde o alto calor do processo de fabricação do frasco até o processo extremamente frio de liofilização e temperatura de armazenamento exigida pelo frágil RNA viral de algumas vacinas contra a COVID-19. Vamos dar uma olhada em como os frascos de vidro Valor enfrentam esses desafios.

O maior problema com os frascos de borossilicato, além da quebra, é que eles tendem a se delaminar internamente, o que significa que pequenos pedaços de vidro se descamam dentro dos frascos e contaminam o medicamento. Durante a fase de conversão, onde longos tubos de vidro são separados e as extremidades seladas em frascos, o boro evapora da rede de vidro e deixa depósitos de borato de sódio no interior do tubo. Quando o frasco é preenchido com medicamento, elementos como sódio, silício e potássio vazam do vidro para a solução.

A Corning gastou milhões de dólares para fazer um estudo aprofundado e determinou que o próprio boro era a causa raiz da delaminação. Então, depois de vasculhar a tabela periódica e misturar vários elementos com sílica, eles encontraram uma alternativa sem boro que usa óxido de alumínio para aumentar a resistência.

Os frascos passam por vários estágios de produção, desde o vidro bruto até a dose pronta, e cada estágio apresenta uma oportunidade de danos. Lotes de medicamentos intravenosos são criados durante um processo denominado liofilização, que é um processo de liofilização em três estágios. Os medicamentos expandem-se a taxas diferentes durante o processo de liofilização e estas expansões geram tensões adicionais dentro dos frascos.

Outro problema do vidro borossilicato é a poeira gerada na linha de produção. Todos esses frascos que ficam lado a lado irão esfregar-se à medida que avançam na linha, gerando partículas que podem arruinar lotes inteiros. O vidro Valor possui um revestimento especial com baixo coeficiente de atrito que reduz a poeira a quase nada.

O que mais impressiona no vidro Valor é a sua resistência. Neste vídeo, um frasco normal de borossilicato quebra com apenas 20 kg de força. Mas esse supervidro apropriadamente chamado pode suportar cerca de 1.000 libras de força, o que o torna cinquenta vezes mais forte que o vidro borossilicato.

Após o processo de conversão que corta e molda os tubos de vidro em frascos, os frascos são submersos em um banho de sal fundido para maior resistência. Durante esse processo, os átomos de potássio da salmoura trocam com os átomos de sódio do vidro, e esse processo de fortificação é o que dá força ao Valor. A Corning desenvolveu originalmente esse processo para o vidro Gorilla – que ficou famoso por seu uso em telas de smartphones resistentes a arranhões e estilhaços – um material que é igualmente hercúleo. Os frascos são então enxaguados e revestidos com um polímero que reduz bastante a poeira do vidro quando os frascos batem uns nos outros.

Para avaliar a resistência dos frascos de Valor, a Corning realizou extensos testes de congelamento e descongelamento, onde resfriou os frascos da temperatura ambiente até -100 °C no intervalo de cerca de um minuto e depois permitiu que os frascos descongelassem de volta à temperatura ambiente no próximo doze horas. Eles processaram e encheram os frascos com manitol, uma droga que se expande de forma bastante agressiva durante o processo de congelamento e descongelamento. Quando o manitol cristaliza, ele produz alta tensão de tração dentro dos frascos e os torna suscetíveis a rachaduras e quebras. Os frascos de Valor têm “pelo menos 40 vezes menos probabilidade de quebrar do que os frascos de borossilicato sob condições de congelamento e descongelamento” (PDF) porque sua composição e banho de sal fundido os ajudam a manter sua resistência durante todo o processo de liofilização.