La criogenia nell’industria farmaceutica: le tecnologie del freddo che trasformano la produzione

L’uso di temperature estremamente basse sta rivoluzionando l’industria farmaceutica; la criogenia, che si focalizza sul controllo e sull’applicazione di temperature sotto i -150°C, offre soluzioni innovative per alcune delle sfide più complesse del settore. Vediamo insieme come funziona la criogenia e quali sono le sue principali applicazioni all’interno dell’industria farmaceutica.

Cos’è la criogenia e come funziona

La criogenia è una branca della fisica che si occupa dello studio e dell’applicazione di temperature estremamente basse, generalmente al di sotto dei -150°C. Il funzionamento della criogenia si basa sulla fisica dei gas e sulla loro capacità di raffreddare attraverso processi di espansione e compressione. Attraverso diverse soluzioni tecnologiche, i gas criogeni (come l’anidride carbonica, l’azoto liquido e l’elio) possono raggiungere temperature molto basse, utili per una grande varietà di applicazioni industriali e scientifiche.

In ambito industriale, la criogenia viene utilizzata per conservare materiali sensibili alle temperature elevate, per condurre ricerche scientifiche a bassissime temperature e per processi di produzione in cui è necessario mantenere un ambiente a temperatura controllata. Nel settore farmaceutico, nello specifico, la criogenia ha un ruolo fondamentale in processi come la liofilizzazione dei farmaci, il raffreddamento di reattori e la conservazione di materiali biologici.

La criogenia implica anche la gestione e il controllo di queste basse temperature in modo sicuro ed efficace, assicurando che le proprietà dei materiali trattati siano mantenute inalterate. Questo richiede un’attenta progettazione e una tecnologia sofisticata, poiché ogni applicazione ha le sue specifiche esigenze in termini di temperatura e condizioni ambientali.

Criogenia: le principali applicazioni in ambito farmaceutico

Nell’industria farmaceutica, la criogenia è un alleato tecnologico fondamentale; dalla liofilizzazione dei prodotti biologici alla gestione dei composti organici volatili, le applicazioni criogeniche sono ampiamente utilizzate per garantire l’efficacia, la sicurezza e la qualità dei prodotti farmaceutici.

• Liofilizzazione: questo processo, fondamentale nella produzione di farmaci, utilizza la criogenia per congelare rapidamente i prodotti e poi rimuovere l’acqua attraverso la sublimazione. Questa tecnica è essenziale per stabilizzare i farmaci biologici, i vaccini e altre formulazioni sensibili, permettendo una conservazione a lungo termine senza degradare le loro proprietà terapeutiche.
• Raffreddamento reattori: nella sintesi chimica, è importante mantenere il totale controllo sulla temperatura per garantire la sicurezza e l’efficienza del processo. La criogenia consente infatti il raffreddamento rapido dei reattori a temperature molto basse, favorendo così reazioni controllate e prevenendo reazioni indesiderate o pericolose.
• Conservazione di materiali biologici: all’interno delle criobanche, i campioni biologici come cellule staminali, tessuti e campioni di sangue vengono conservati a bassissime temperature. Le tecniche criogeniche assicurano la vitalità e la funzionalità dei campioni anche per periodi prolungati.
• Inertizzazione: in molte delle reazioni chimiche utili a scopi farmaceutici, è fondamentale eliminare o ridurre la presenza di ossigeno e umidità per evitare reazioni avverse. La criogenia aiuta a creare un ambiente inerte, sicuro e controllato, specialmente in processi come la sintesi di principi attivi.
• Macinazione e micronizzazione criogenica: la criogenia è utile anche per la macinazione e la micronizzazione di sostanze farmaceutiche, per ridurre le particelle a dimensioni molto fini a basse temperature. Questo processo previene la degradazione delle sostanze sensibili al calore, assicurando la qualità e l’efficacia del prodotto finale.
• Estrazione con CO₂ supercritica: grazie all’utilizzo di anidride carbonica in stato supercritico, è possibile estrarre – ecologicamente e con grande efficacia – principi attivi da diversi materie prime. Questo metodo è estremamente sostenibile e garantisce un’elevata purezza del prodotto finale.
• Gestione dei composti organici volatili (COV): alcune specifiche applicazioni criogeniche consentono di controllare e ridurre i COV, che possono essere prodotti in diversi processi farmaceutici. Attraverso avanzati sistemi criogenici, i composti vengono catturati e trattati, contribuendo alla riduzione dell’impatto ambientale, nel rispetto delle normative vigenti.

Le migliori soluzioni tecnologiche

Come abbiamo potuto osservare, la criogenia è un pilastro fondamentale per l’avanzamento dell’industria farmaceutica, con tecnologie in grado di trasformare i processi produttivi e contribuire, inoltre, a un futuro più sostenibile. In questo contesto, esistono aziende come Nippon Gases che realizzano soluzioni criogeniche avanzate, offrendo un contributo inestimabile al progresso del settore.

Con una vasta esperienza nel settore dei gas industriali, Nippon Gases offre un’ampia gamma di soluzioni innovative che includono, ad esempio, sistemi di liofilizzazione criogenica, dispositivi per il raffreddamento di processi e reattori (come il Kemcool®), e tecnologie avanzate per la macinazione e la micronizzazione. La loro capacità di fornire soluzioni su misura, unita all’impegno verso l’innovazione e la sostenibilità, rende Nippon Gases un partner essenziale per le aziende farmaceutiche che vogliono migliorare i loro processi produttivi e di conservazione.