Caracterización morfológica de un lecho de recubrimiento de tabletas farmacéuticas mediante un algoritmo de visión artificial

Caracterización morfológica de un lecho de recubrimiento de tabletas farmacéuticas mediante un algoritmo de visión artificial

La industria farmacéutica se encuentra en la búsqueda constante de métodos de optimización de sus procesos. La investigación que se presenta desarrolló un sistema de visión que permite caracterizar morfológicamente el lecho de tabletas farmacéuticas en el proceso de recubrimiento.

Un elemento clave en la dosificación de medicamentos por parte de industria farmacéutica son los encapsulados o “tabletas”, cuyo proceso de fabricación, por lo general, implica una cobertura. Dicha cobertura tiene como función cubrir características del núcleo, como sabor, olor, textura y fragilidad, entre otros.

En este sentido, los procesos de recubrimiento de tabletas farmacéuticas han probado ser un desafío dentro del contexto del control de calidad industrial producto de la variabilidad de los recubrimientos por aspersión aleatoria. Entre los principales métodos para caracterizar las capas de recubrimiento se encuentran la microscopía de fuerza atómica, microscopía láser confocal, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, entre otras. Estos procesos si bien no son necesariamente destructivos, implican detener el proceso productivo para el análisis, lo que es contraproducente en procesos industriales automatizados.

Estudio de la variación morfológica

Antes de proponer un sistema de control de calidad completo, es necesario determinar el comportamiento de una de las variables más importantes, la variación morfológica de las tabletas durante el proceso de recubrimiento, que incluye no solo el aumento de tamaño, sino que también incluye los diferentes cambios de posición y forma, producto de la rotación en el bombo de recubrimiento, que deberían ser modelados y distinguidos por cualquier sistema de visión artificial.

El desarrollo del algoritmo propuesto posibilita el desarrollo de en un sistema de visión artificial de alta velocidad que permitiría el análisis en tiempo real del comportamiento morfológico de las tabletas durante el proceso de cobertura.

En el artículo exponen el procedimiento llevado a cabo para la obtención del sistema de visión. Los especialistas utilizaron un modelado estático del lecho de recubrimiento de tabletas en el tambor durante el proceso de recubrimiento para simplificar su análisis, basado en la eventual utilización de una cámara de alta velocidad al momento de implementar el sistema propuesto.

Se tomaron fotografías para el análisis morfológico, separando las muestras en dos grandes conjuntos: las tabletas que se encuentra con su cara perpendicular a la cámara y aquellas que se encuentran de costado o con cierto ángulo de inclinación. Con estas se utilizó un filtro Canny como detector de contornos para para identificarlas como elementos individuales y así determinar sus respectivas áreas.

La comparación de las áreas individuales de las tabletas, con el promedio de los círculos detectados, permitió obtener la distribución de las tabletas en el área perpendicular a la cámara.

Como resultado del exitoso análisis de las tabletas y su comparación, quedó demostrada la eficacia del método para la obtención de datos experimentales, permitiendo obtener una primera aproximación al comportamiento del lecho de recubrimiento de tabletas en función del número de capas.

Los autores plantean la hipótesis que la variación en la cantidad de tabletas perpendiculares a la cámara al pasar de un número determinado al siguiente será despreciable tras un número determinado de capas. No obstante, proponen como trabajo futuro evaluar el comportamiento de lechos con una mayor cantidad de capas de tabletas, así como el desarrollo de un modelo de simulación que tome en cuenta la posición de las mismas.

Igualmente concluyen que el tiempo de ejecución del algoritmo a priori podría presentar una limitante en cuanto a la ejecución en tiempo real del algoritmo de caracterización, no obstante, el tiempo de ejecución del algoritmo en una computadora diseñada para análisis de datos y dedicada únicamente al proceso será mucho menor. Asimismo, el algoritmo planteado podrá ser sujeto de optimizaciones posteriores, de modo que el tiempo de ejecución del algoritmo en tiempo real no comprometa la funcionabilidad del sistema de caracterización una vez implementado en un proceso real.

Consultar articulo completo en: Caracterización morfológica de un lecho de recubrimiento de tabletas farmacéuticas mediante un algoritmo de visión artificial. Tecnología en Marcha, 2021.

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