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 SINTEFARMA 8(2):julio-diciembre, 2002.                      

Articulo Original                        

 

Validación del método de cuantificación de calcio en tabletas de carbonato de calcio 500  mg. optimización y validación.

Laboratorio Farmacéutico Reinaldo Gutiérrez.

Autores: Maritza Fernández Rodríguez1, Reina Díaz Pers2, Silvia Cordero Russinyo3.

RESUMEN

La industria farmacéutica está especialmente interesada en la validación de los métodos analíticos, por la necesidad de satisfacer normas legales y reglamentaciones oficiales, además de garantizar que los objetivos de aseguramiento de la Calidad sean alcanzados y lograr la reducción de los costos de producción.

Por tales objetivos en el presente trabajo se realiza un estudio de validación para el método de análisis de determinación de Calcio en tabletas de Carbonato de Calcio 500 mg, establecido en la U.S.P 23,1995.

Fueron determinados parámetros como linealidad, precisión y exactitud entre otros. En todos los casos se obtuvieron muy buenos resultados, acordes con los criterios exigidos a escala mundial. Lo cual demuestra la aplicabilidad del método analítico en la formulación diseñada para este producto.

También se realizó el mismo estudio de validación modificando uno de los pasos del procedimiento descrito en la  Farmacopea, demostrándose que no se producía variación significativa en los resultados obtenidos y sí se lograba un ahorro económico en cuanto a electricidad, desgaste de equipos y tiempo de análisis, ya que con optimización del método analítico se logra obtener el resultado de los lotes a las dos horas con igual calidad, permitiendo realizar un mayor número de análisis en el día de este u otro producto.

Palabras claves: CARBONATO DE CALCIO/ TABLETAS; VALIDACIÓN; MÉTODO DE  CUANTIFICACION

 

   

  1. Lic. en Ciencias Farmacéuticas. Especialista B en Control de Medicamentos. Dpto de Desarrollo. Emp. Reynaldo Gutiérrez.

 

  1. Lic. En Química. Dpto de Desarrollo Emp. Reynaldo Gutiérrez.                                                          

 

  1. Lic. En Ciencias Farmacéuticas. M Sc. Tecnología y Control de Medicamentos Dpto de Desarrollo. Emp. Reynaldo Gutiérrez.     

 

INTRODUCCIÓN

El carbonato de calcio es la sal inorgánica, obtenida de una fuente natural que está más ampliamente distribuida en la naturaleza y a su vez la de mayor contenido de calcio elemental.

Las tabletas de carbonato de calcio presentan diversos usos en la medicina moderna Además  de su acción como alcalinizante urinario, son usadas como antiácido, como suplementos dietéticos en pacientes con requerimientos aumentados de calcio como son las embarazadas, las madres que lactan y los niños en etapa de crecimiento. También son empleadas en el tratamiento preventivo  de la osteoporosis, osteomalacia y raquitismo.

Por la importancia del mismo en nuestros días, el objetivo de este trabajo es:  Realizar un estudio de validación para el método de análisis de determinación de calcio en tabletas de carbonato de calcio 500mg, establecido en la USP 23,1995 en la formulación diseñada para este producto en nuestra empresa.

Se describe un método sencillo para la cuantificación complejométrica del calcio con la sal sódica del ácido etilendiaminotetracético, mediante la formación de un complejo más fuerte del que se forma con el catión y el indicador, el cual validamos y optimizamos con resultados satisfactorios logrando reducir el tiempo de análisis, electricidad y desgaste del equipo.

METODOS

 

 2.1 Materias Primas.

-Carbonato de Calcio

-Magnesio estearato.

 

2.2 Reactivos.

-Acido clorhídrico 3N.

-Hidróxido de Sodio 3N

-Hidroxinaftol azúl.

-Etilendiaminotetracetato de sodio 0.05M.

 

 2.3 Equipos.

-Balanza analítica sartorius de sensibilidad 0.01- 0.001g.

 

 2.4 Tabletas.

-Placebo

-Carbonato de calcio 500mg.

 

2.5. Validación del método analítico.

 

2.5.1.Linealidad.

Linealidad del Sistema

Se preparó una solución patrón con una concentración de 5 mg/cm3 pesando 5 gramos de Carbonato de Calcio  materia  prima, la cual fue colocada  en crisol, en  la  mufla  a

 8000 C hasta peso constante. La muestra fría se humedeció con agua y se añadió lentamente ácido clorhídrico 3N hasta disolver. Se trasvaso a un matraz de  un trazo de 1000 cm3,  para luego enrasar con agua destilada. De esta solución se tomaron distintas alícuotas para obtener diferentes concentraciones a un intervalo entre 50-150% de la sustancia a analizar. Cada alícuota se llevó a un erlenmeyer de 250 cm3, se añadió agua destilada hasta 150 cm3, 5 cm3 de NaOH 1N y finalmente Hidroxinaftol azul como indicador. Posteriormente se valoró con etilendiaminotetracetato de sodio 0.05M

 

 

Tabla I. Determinación de la linealidad del sistema

 

% de Analito  

Alícuota de solución patrón (cm3)

 

50

20

65

26

80

32

100

40

120

48

130

52

150

60

 

 

A cada concentración se le realizaron tres réplicas. Se calculó el coeficiente de correlación (r), coeficiente de determinación, la pendiente y él intercepto teniendo en cuenta que la recta siga la ecuación y = bx + a.

 

Linealidad del método

Se preparó un placebo y se pesaron distintas cantidades de placebo y analito para obtener así diferentes concentraciones, las cuales fueron colocadas en crisoles en la mufla a 8000C hasta peso constante. Posteriormente, la muestra fría se humedeció con agua destilada y se añadió HCl 3N hasta disolver, llevándose a un erlenmeyer de 250 cm3 , se añadió agua destilada hasta 150 cm3 , 5 cm3  de NaOH 1N y finalmente hidroxinaftol azul como indicador para posteriormente valorar con etilendiamino tetracetato de sodio 0.05M.

 

 

Tabla II. Determinación de la linealidad del método

% de analito

mg de CaCO3

mg de placebo

50

100

550

65

130

520

80

160

490

100

200

450

120

240

410

130

260

390

150

300

350

 

A  cada concentración se le realizaron tres réplicas. Se calculó el coeficiente de correlación (r), coeficiente de determinación, la pendiente y él intercepto teniendo en cuenta que la recta siga la ecuación y = bx +a.

 

2.5.2       Precisión

Repetibilidad.

Se preparó una muestra de concentración teórica 100% y se valoró 6 veces siguiendo el procedimiento descrito anteriormente. Se determinó el coeficiente de variación.

 

Reproducibilidad

Este ensayo se realizó en nuestro laboratorio en dos días diferentes, por diferentes analistas, soluciones y cristalería ( buretas automáticas ), analizando siete réplicas de cada una de nuestras preparaciones al 100%.

 

2.5.3       Exactitud.

Fueron preparadas siete muestras de placebo más analito de concentración teórica 100% y se analizó el porciento de recobrado según el siguiente esquema analítico.

Se pesaron 250 mg de CaCO3 más 450 mg de placebo y se llevó a la mufla a 8000 C hasta peso constante. Se humedeció y e disolvió en HCl 3N, Se llevó a un erlenmeyer de 250 cm3 y se añadió agua destilada hasta 150 cm3, 5 cm3 de NaOH 1N y finalmente hidroxinaftol azul como indicador para posteriormente valorar con  EDTA  0.05M.

Se calculó el contenido de CaCO3 según la fórmula siguiente:

                                    

 %= VxFx(5.004)x100

                                                   P

 

Donde:    V: cm3 de EDTA consumido

                F: factor de corrección de la solución.

                  P: pesada de la muestra.

                 5.004: equivalente gramo.

                 100: factor matemático.

 

2.5.4. Especificidad

Se preparó un placebo reciente conteniendo todos los ingredientes de una muestra normal excepto el analito y se determinó el mismo en las condiciones del método. Para esto se pesó el equivalente a 200 mg de CaCO3 del placebo siete veces.

Además se realizó el mismo procedimiento al placebo añadiendo analito y al placebo añadiendo analito cargado con impurezas, empleando el 50% de CaCO3 más el 50% de Carbonato de Magnesio y otro ensayo con el 80% de calcio y el 20% de magnesio.

 

Posteriormente se realizó el mismo estudio pero modificando el método descrito anteriormente en el paso de llevar a la mufla hasta peso constante y añadiendo una cantidad medida de HCl 3N, con el objetivo de optimizar el método analítico. En este caso se procedió de la siguiente forma:

 

Se peso la cantidad de producto especificada para cada parámetro,  se añadieron 2ml de HCl 3N y  se continuó el procedimiento según monografía.

 

2.6- Determinación de la exactitud y precisión por comparación de los dos métodos.

 

Se parte de una muestra homogénea a concentración única (100%) y se analiza repetidamente por ambos métodos analíticos.Para cada serie se halla la varianza, la desviación estándar y un test de F de razón  de varianzas. Se aplica posteriormente un test de t a la diferencia entre las medias de las dos  series de resultados.

 

 RESULTADOS

3.1 Validación del método analítico.

3.1.1 Linealidad.

Con  los resultados obtenidos se comprueba que el sistema sigue una linealidad en el intervalo estudiado como se refleja en la tabla III donde los valores obtenidos están dentro de los límites establecidos ya que r> 0.99, r2 > 0.98 y CV <1.5%. Aunque para el intercepto se alcanza una t de student de 3.211 la cual no difiere notablemente con respecto a la tabulada que es de 2.093, por lo que podemos plantear que no es significativamente diferente de cero. El intervalo obtenido nos indica que hay un ligero sesgo por exceso. En cuanto a la pendiente, ésta sí es significativa con un t de student de 179.36 mayor que la t tabulada lo que nos indica que la probabilidad de ser la pendiente desigual a cero es muy elevada, cumpliendo así, con los criterios para la linealidad del sistema.

 

Tabla III. Análisis de regresión de la linealidad del sistema.

 

Estadística de regresión

Resultados

Limites

 

Coeficiente de correlación múltiple ( r)

 

0.99950576

r > 0.99

Coeficiente de determinación ( r2 )

0.99901769

r2 >0.98

 

Coeficiente de variación ( f )

0.08349441

CV <1.5%

 

Pendiente

0.19647731

m= 1

 

Intercepto

0.73760144

b= 0

 

Desv Standard relativa de la pend (Smrel)

0.55751

Sm rel< 2 %

 

 

Si se observa la figura 1 de la regresión se puede ver que todos los puntos están dentro de la recta, con un ligero sesgo, por lo que se puede concluir que el método es lineal dentro de los valores ensayados.

 

 

 

Figura 1. Linealidad del sistema. Curva de correlación.

 

 


 


Una vez comprobado que el sistema es lineal en el intervalo estudiado se procedió a determinar la linealidad del método obteniéndose los resultados que se muestran en la tabla

 

Tabla IV. Análisis de la regresión de la linealidad del método.

Estadistica de Regresión
Resultados
Limites

Coeficiente de correlación múltiple ( r )

0.99966308

r > 0.99

Coeficiente de determinación ( r2 )

0.9992603

r2 >0.98

Coeficiente de variación (f)

0.4777229

CV < 1.5%

Pendiente

0.19942690

m= 1

Intercepto

0.15778615

b = 0

Desv standard relativa de la pend ( Sm rel )

0.50014

Smrel < 2%

 

En la tabla de significación de r, para n-2 grados de libertad en este caso 21-2=19. El valor obtenido 0.99963008 supone una correlación positiva con una probabilidad superior al 99.9%, con un coeficiente de correlación r2 mayor de 0.98, siendo el intercepto en y= 0.157 y la pendiente 0.199. Para el intercepto se alcanza un t de student de  0.63 el cual es muy inferior al valor de 2.09 tabulado, lo que indica que no es significativamente diferente de cero, en cuanto a la pendiente, ésta si es significativa. con una t de student 168.06, por lo que el valor predicho es prácticamente igual esperado. La desviación relativa de la pendiente obtenida, es menor del 2% y el coeficiente de variación del factor respuesta es menor de 1.5% por lo que podemos decir que existe linealidad.

En la figura 2 se observa la linealidad del método en la curva de regresión donde todos los valores están dentro de la recta, con un ligero sesgo.

 

Figura 2. Linealidad del método. Curva de regresión.

 


3.1.2 Precisión.

  Repetibilidad.

En la tabla V se observan los resultados obtenidos cuando se valoró  por seis veces una solución preparada al 100%, con un coeficiente de variación de 0.34 inferior a 1.5% por que podemos plantear que existe repetibilidad.

 

Tabla V. Precisión del método. Repetibilidad

Solución patrón correspondiente al 100% del analito

   % obtenido

CV

       Límite

101.1

101.6

101.9

101.6

101.1

101.1

 

 

0.34

 

 

         < 1.5%

 

 

Reproducibilidad.

Se trabajaron en distintos laboratorios, con analistas, días soluciones y buretas diferentes (50 y 25 cm3) respectivamente, obteniéndose los resultados que se observan en la tabla VI, siendo satisfactorios para cada analista y con un coeficiente de variación al 1.5 % establecido, por tanto nuestro método es reproducible.

 

Tabla VI. Precisión del método. Reproducibilidad.

Analista I

Analista II

Días

CV

Límite

99.8

99.9

101.2

99.0

99.1

99.1

 

          1

 

 

 

        0.84

 

 

 

     < 1.5%

101.9

100.5

100.3

100.8

100.8

99.1

         

         2

 

 

 

 

3.1.3 Exactitud.

En la tabla VII se puede observar la relación que existe entre la cantidad adicionada y recuperada, con un porciento de recobrado de 100.44 cumpliendo con el límite establecido que es de (97-103)% y un coeficiente de variación de 0.54 menor de 1.5%.

 

Tabla VII. Exactitud del Método.

Cantidad adicionada equiv a 200mg de CaCO3.

 Cantidad recuperada

      % de recobrado

200.2

199.9

200.7

200.2

200.2

200.1

200.9

200.6

199.6

200.6

202.6

202.1

201.1

201.6

100.1

99.9

99.8

101.2

100.9

100.5

100.3

CV = 0.54

 

3.1.5 Especificidad.

En los análisis realizados a las muestras placebo no hubo consumo de valorante, mostrando que los excipientes con que se elaboran las tabletas de Carbonato de calcio no interfieren de ninguna forma en el método de valoración. Además al analizar el analito cargado de impureza, empleando el 50% de calcio y el 50% de magnesio se obtiene el 49.03% de calcio, y al emplear el 80% de calcio y el 20% de magnesio se obtiene el 80.8% de calcio, por lo que no hay consumo de valorante del carbonato de magnesio en ninguna de las dos concentraciones, demostrando que la impureza no produjo interferencia, por lo que podemos plantear que es especifico.

 

3.6 Determinación de la exactitud y precisión por comparación de los dos métodos analíticos.

 

Se compara los dos métodos,  el validado con el método propuesto a optimizar sin la utilización de la mufla. Se muestran los resultados en la tabla VIII.

 

Tabla VIII. Comparación de los dos métodos analíticos. ( con mufla y sin mufla ).

No de  determinaciones

% obtenido (con mufla)

% obtenido (sin mufla ).

1

100.1

99.8

2

99.9

99.1

3

99.8

100.5

4

101.2

100.3

5

100.9

100.1

6

100.5

100.5

7

100.3

_

 

 Según los resultados obtenidos se aplicó un test de F observando que  F exp = 0.9193 fue inferior a F tab = 4. 95, demostrando que ambos métodos tienen precisión semejante. Posteriormente se realizó la t  student  indicando que los métodos  no difieren significativamente con un grado de probabilidad de un 95% ya que t exp= 1 menor que la t tab = 2.16.

Para continuar la validación del método nuevo se determinaron los parámetros exigidos en la validación.

 

4.1 Validación del método analítico sin utilización de la  mufla.

4.1.1 Linealidad del sistema y del método.

En el caso del procedimiento sin utilización de la mufla se obtuvieron los siguientes resultados, los cuales se muestran en la tabla IX.

 

Tabla IX. Linealidad del Sistema.

Estadística de Regresión

Resultados

Límite

Coeficiente de correlación (r )

0.99048109

R > 0.99

Coeficiente de determinación (r2 )

0.99935299

r2 > 0.99

Coeficiente de Variación

0.00280000

CV < 1.5%

Pendiente

0.191793596

m = 1

Intercepto

0.54670000

b = 0

Desv Standard  rel de la pend. ( Sm rel )

1.06960000

Smrel < 2%


 


Para el intercepto se alcanza una t de student de 1.30 la cual no difiere notablemente con respecto a la tabulada que es de 2.093,por lo que podemos plantear que no es significativamente diferente de cero. En el caso de la pendiente t exp =95.89 es mayor que la t tab = 3.883, por lo que la probabilidad que tiene la pendiente  de ser desigual a cero es muy elevada, superior al 99.9%, por lo tanto se puede decir que hay regresión lineal.

 

Figura 3. Linealidad del sistema

 


 


Una vez comprobado que el sistema es lineal en el intervalo estudiado se procedió a determinar la linealidad del método obteniéndose los resultados que se muestran en la tabla X.

 

Tabla X. Linealidad del método.

Estadística de Regresión

Resultados

Límite

Coeficiente de correlación ( r )

0.999658594

r>0.99

Coeficiente de determinación (r2 )

0.999317305

r2 > 0.99

Coeficiente de variación

0.00220000

CV <1.50

Pendiente

0.198843825

m= 1

Intercepto

-0.514142382

b = 0

Desviación standard rel  de la pend Sm rel

0.906061013

Smrel < 2%

 

En caso del intercepto se alcanza un t  exp =1.35 lo cual no difiere notablemente con respecto a la t tab = 2.093, por lo que podemos plantear que no es significativamente diferente de cero. Para la pendiente t exp = 110.22 es mayor que la t tab = 3.883 por lo que la probabilidad que tiene la pendiente de ser desigual a cero es muy elevada, superior al 99.9% por lo que se puede decir que hay regresión lineal.

 

Figura 4. Linealidad del método


 

 


4.2.2 Precisión.

 

Tabla XI. Precisión del método. Repetibilidad.

 

 

   Solución patrón    correspondiente al  100% de analito

% obtenido

      CV

      Límite

97.91

99.8

99.14

100.56

100.35

100.15

100.56

 

 

 

     0.023%

 

 

 

     <1.5 %

 

En la tabla XI se observan los resultados obtenidos cuando se valoró por siete veces una solución preparada al 100%, con un coeficiente de variación de 0.023 inferior a 1.5% por lo que podemos decir que hay repetibilidad.

 

Tabla XII. Precisión del método. Reproducibilidad

 Analista I

Analista II

 Dias

 CV

Límite

100.1

99.8

99.1

100.5

100.3

100.5

 

         1

 

    

        0.39%

 

  

     < 1.5%

100.1

99.9

100.2

99.8

100.2

100.4

 

         2 

 

 

Trabajando en condiciones diferentes  los resultados obtenidos son satisfactorios para cada analista y con un coeficiente de variación menor del 1.5% establecido, por lo tanto nuestro método es reproducible.

4.2.3 Exactitud.

En la tabla XIII se puede observar la relación que existe entre la cantidad adicionada y recuperada, con un porciento de recobro, cumpliendo con el límite establecido que es de ( 97-103 )% y un coeficiente de variación de 0.54 menor del 1.5%.

 

Tabla XIII. Exactitud del método.

Cantidad adicionada equiv  a 200mg de CaCO3

 Cantidad recuperada

      % recobrado

201.2

200.5

200.2

199.1

200

200.2

200.8

198.7

201.3

199.8

200.3

201.3

99.8

99.1

100.5

100.3

100.1

100.5

 CV = 0.54%

 

 

Evaluación Económica.

La validación del método analítico de Carbonato de Calcio proporciona un alto grado de confianza y seguridad en el método y en la calidad de los resultados,  permitiendo un conocimiento profundo de sus características de funcionamiento. Este conocimiento y seguridad en el método analítico que ha sido validado se traduce en:

 

- Disminución en el número de fallos y repeticiones con el consiguiente ahorro de los costos asociados.

 

- Cumplimiento de los plazos previstos del análisis.

 

Con la optimización del método analítico se logra además de calidad en los resultados analíticos, un ahorro en el tiempo de análisis de los lotes, ya que con el método con mufla cuando entraba la muestra al laboratorio de control el resultado del análisis demoraba  cinco horas, mientras que con la optimización del mismo se logra obtener el resultado de los lotes a las dos horas con igual calidad, permitiendo realizar un mayor número de análisis en el día de este u otro producto.

Por lo tanto consideramos que el mismo aporta un beneficio económico –social.

 

 

CONCLUSIONES

1-      El mètodo complejométrico reportado en la USP 23 para determinación de Carbonato de Calcio en tabletas resulto valido para este fin según resultado de linealidad,  precisión, exactitud y especificidad.

 

2-      El método propuesto sin utilización de la mufla permite obtener resultado preciso, lineales, exactos y específicos que avalan su utilización  en el control de calidad de las tabletas de Carbonato de Calcio.

 

3-     La utilización aplicada permite obtener resultado comparables estadísticamente con el oficial y posibilita ahorrar energía , tiempo y recursos.

 

RECOMENDACIONES

Implantar el método modificado y validado en el análisis cotidiano de nuestras producciones.

 

 

BIBLIOGRAFIA

1.  Fernández Perret A. Validación de Técnicas analíticas CIDEM, 1995.

2.  Validación de Métodos analíticos. Monografía A.E.F.I;  Sept, 1989:12-25.

3. United States Pharmacopoeia USP 23. United States Pharmacopoeial    Convention,         

    Inc  Rockville. Mack Printing; 1995:209.

4. Comité de Elaboración de guías oficiales de Validación. Colegio Nacional de

    Químicos  Farmacéuticos Biólogos, México A. C.1 990.

 

Lic. Maritza Fernández. Laboratorio Farmacéutico Reynaldo Gutiérrez. Avenida Independencia Km 5 ½ Municipio Boyeros, Ciudad Habana Cuba.

 

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