Cápsulas / Capsules - Universidad de Navarra
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Farmacia y Tecnología Farmacéutica<br />
<strong>Universidad</strong> <strong>de</strong> <strong>Navarra</strong><br />
<strong>Cápsulas</strong> / <strong>Capsules</strong><br />
Formas Sólidas Oral: cápsulas<br />
Juan M. Irache<br />
1.2. Tipos <strong>de</strong> cápsulas<br />
<strong>Cápsulas</strong> duras: cubiertas formadas por dos partes cilíndricas prefabricadas, en<br />
las cuales uno <strong>de</strong> los extremos es redon<strong>de</strong>ado y está cerrado y el otro está abierto.<br />
El principio o pa(s), generalmente en forma sólida (en polvo o granulados) se<br />
introducen en una <strong>de</strong> las partes <strong>de</strong> la cubierta, que se cierra por <strong>de</strong>slizamiento sobre<br />
ella <strong>de</strong> la otra parte. La seguridad <strong>de</strong>l cierre pue<strong>de</strong> reforzarse por medios<br />
a<strong>de</strong>cuados.<br />
<strong>Cápsulas</strong> blandas: cubiertas más gruesas que las <strong>de</strong> cubierta dura. Las cubiertas<br />
constan <strong>de</strong> una sola pieza y son <strong>de</strong> formas variadas. La fabricación <strong>de</strong> las cápsulas,<br />
el llenado y el cierre se realizan normalmente en una sola operación. El material <strong>de</strong><br />
que se compone la cubierta pue<strong>de</strong> contener un p.a. Los líquidos pue<strong>de</strong>n<br />
encapsularse directamente; los sólidos generalmente se disuelven/dispersan en un<br />
excipiente a<strong>de</strong>cuado, para dar una disolución o suspensión <strong>de</strong> consistencia más o<br />
menos pastosa. Dependiendo naturaleza <strong>de</strong> los materiales y <strong>de</strong> las superficies en<br />
contacto, pue<strong>de</strong> producirse una migración parcial <strong>de</strong>l contenido hacia la cubierta y<br />
viceversa.<br />
<strong>Cápsulas</strong> gastrorresistentes: Se preparan llenando las cápsulas con<br />
granulados o partículas que tengan una cubierta gastrorresistente o bien<br />
recubriendo cápsulas duras o blandas con una cubierta gastrorresistente<br />
(cápsulas entéricas).<br />
<strong>Cápsulas</strong> <strong>de</strong> liberación modificada: Las cápsulas <strong>de</strong> liberación modificada<br />
incluyen cápsulas <strong>de</strong> liberación prolongada y cápsulas <strong>de</strong> liberación retardada.<br />
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Formas Sólidas Oral: cápsulas<br />
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1. <strong>Cápsulas</strong>: Introducción<br />
1.1. Definiciones Farmacopea<br />
Preparaciones sólidas, con una cubierta que pue<strong>de</strong> ser dura o blanda y tener forma y<br />
capacidad variables, y que generalmente contienen una única dosis <strong>de</strong> un p.a. Las cubiertas<br />
<strong>de</strong> las cápsulas son <strong>de</strong> gelatina u otras sustancias, cuya consistencia pue<strong>de</strong> adaptarse por<br />
adición <strong>de</strong> sustancias como glicerol o sorbitol. También pue<strong>de</strong>n añadirse otros como<br />
tensioactivos, opacificantes, conservantes, edulcorantes, colorantes y aromatizantes. Las<br />
cápsulas pue<strong>de</strong>n llevar inscripciones en su superficie. El contenido pue<strong>de</strong> ser <strong>de</strong><br />
consistencia sólida, líquida o pastosa. Está constituido por uno o más p.a.(s), con o sin<br />
excipientes tales como disolventes, diluyentes, lubricantes y disgregantes. El contenido no<br />
causa <strong>de</strong>terioro <strong>de</strong> la cubierta. Ésta, sin embargo, es atacada por los jugos digestivos,<br />
liberando el contenido. Se pue<strong>de</strong>n distinguir varios tipos:<br />
- cápsulas duras<br />
- cápsulas blandas<br />
- cápsulas gastrorresistentes<br />
- cápsulas <strong>de</strong> liberación modificada<br />
ENSAYOS<br />
Uniformidad <strong>de</strong> contenido: Salvo indicación contraria o excepción justificada y autorizada,<br />
las cápsulas cuyo contenido <strong>de</strong> p.a. sea menor que 2 mg o menor que el 2% <strong>de</strong> la masa total<br />
satisfacen el ensayo B <strong>de</strong> uniformidad <strong>de</strong> contenido para preparaciones en dosis unitarias.<br />
Uniformidad <strong>de</strong> masa<br />
Disolución: Si se prescribe un ensayo <strong>de</strong> disolución, pue<strong>de</strong> no ser necesario ensayo <strong>de</strong><br />
disgregación.<br />
ETIQUETADO: indicar el nombre <strong>de</strong> conservantes antimicrobianos que se hayan añadido.<br />
CONSERVACIÓN: En envase bien cerrado, a una temperatura no superior a 30 ºC.<br />
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1.3. <strong>Capsules</strong>: generalities<br />
The capsule can be viewed as a container dosage form...<br />
- Odorless<br />
- Tasteless<br />
- Easily swallowed<br />
- Elegant<br />
Gelatin capsules (hard or soft)<br />
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Some shell capsules are ma<strong>de</strong> from materials other than gelatin...<br />
- Starch hydrolysate: "Capill"<br />
- Hydroxypropyl methyl cellulose ("Vegicaps" and others)<br />
Such alternatives to gelatin will be of interest to those who,<br />
for religious, cultural or other reasons wish to avoid capsules<br />
ma<strong>de</strong> from animal <strong>de</strong>rived components<br />
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Hard Gelatin vs Soft Gelatin "Softgels" <strong>Capsules</strong><br />
Criterion Soft gelatin<br />
Hard Gelatin<br />
<strong>Capsules</strong><br />
<strong>Capsules</strong><br />
Shell Plasticized (glycerin,<br />
propylene glycol, sorbitol)<br />
Not plasticized<br />
Content Usually liquids or suspensions Usually dry solids (liquids/<br />
(dry solids possible) semi-solid matrices possible)<br />
Manufacture Formed/filled in one Shells ma<strong>de</strong> in one operation<br />
operation<br />
and filled in a separate<br />
process<br />
Closure Hermetically sealed Traditional friction-fit;<br />
(inherent)<br />
mechanical interlock,<br />
banding and liquid sealing<br />
possible<br />
Sizes and<br />
Shapes<br />
Many Limited<br />
Formulation<br />
Technology<br />
Liquids Solids<br />
Fill Accuracy 1-3% 2-5% (with mo<strong>de</strong>rn<br />
automatic machines)<br />
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2.1. Hard capsules: sizes and capacities<br />
Size Volume Capacity<br />
(mL) (mg)<br />
000 1.37 1096<br />
00 0.91 728<br />
0 0.68 554<br />
1 0.50 400<br />
2 0.37 296<br />
3 0.30 240<br />
4 0.21 168<br />
5 0.10 104<br />
Capacity (mg) at packing <strong>de</strong>nsity=0.8 g/mL<br />
Specials “containers”<br />
00el: 1.02 mL, 816 mg<br />
0el: 0.78 mL, 624 mg<br />
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2. Hard gelatin capsules<br />
Advantages of Hard Gelatin <strong>Capsules</strong><br />
Rapid drug release possible<br />
Flexibility of formulation<br />
- Easily compoun<strong>de</strong>d<br />
- No need to form a compact that must stand up to handling<br />
- Unique mixed fills possible<br />
- Role in drug <strong>de</strong>velopment / Role in clinical tests<br />
Sealed HGCs are good barriers to atmospheric oxygen.<br />
Disadvantages of Hard Gelatin <strong>Capsules</strong><br />
Very bulky materials are a problem<br />
Filling equipment slower than tableting<br />
Generally more costly than tablets, but judge on a case-by-case basis<br />
Concern over maintaining proper shell moisture content<br />
- Shell should have moisture content of 13-15%<br />
If too dry – become brittle/easily fractured<br />
It to moist – become too soft and can get sticky<br />
- Unprotected capsules are best stored at 45-65% RH<br />
- Caution using strongly hygroscopic drugs<br />
Cross-linking can affect soft/hard gelatin capsules, gelatin coated tablets<br />
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2.2. Composition of Hard Gelatin Shells<br />
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Composition hard capsules<br />
a. Gelatin<br />
Bone Gelatin (Type B, alcaline gelatin; pI: 4.7-5.1)<br />
Skin Gelatin (Type A, acidic gelatin; pI: 7-9)<br />
Bloom strength (Po<strong>de</strong>r gelificante): a measure of relevance to cohesive<br />
strength of gelatin film<br />
The weight in g required to <strong>de</strong>press a plunger 12.7 mm diameter 4 mm into<br />
a 6.67% gel held for 17 hours at 10 <strong>de</strong>grees (O.T. Bloom, 1925)<br />
Typically for hard capsules: 200-260 "bloom-grams"<br />
Viscosity: single most important factor controlling shell thickness<br />
Capillary viscometer; 6.67% soln.<br />
Typical range 25-45 millipoise.<br />
b. Water<br />
c. Dyes and other colorants:<br />
http://www.capsugel.com/amer/color/catalog.php<br />
d. Opaquing agent (TiO 2 )<br />
e. Preservative:<br />
no necessary if work un<strong>de</strong>r GMP conditions<br />
water content of 13-16%: no possibility for microbial contamination<br />
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2.3. Hard capsules manufacture<br />
The Dipping Process of Making Hard Gelatin <strong>Capsules</strong>:<br />
similar process to that patented in 1846<br />
a. Metalic mouds are dipped in a warm gelatin bath<br />
b. A film of gelatin is formed around<br />
c. Dry process of gelatin<br />
d. Extraction<br />
e. Cutting at the <strong>de</strong>siring size<br />
f. Sealing and positive closure<br />
Tamper resistance/tamper evi<strong>de</strong>nce<br />
Prevents inadvertent separation on<br />
handling/shipping<br />
Makes liquid/semi-solid filling of hard<br />
gelatin capsules possible<br />
Sealed capsules are excellent barriers to O2<br />
Shionogi Qualicaps<br />
Capsugel div. Pfizer<br />
Pharmaphil (Canada)<br />
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Types of hard gelatin capsules: mechanically<br />
interlocking Caps and Bodies<br />
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Interlocking rings or bumps mol<strong>de</strong>d into the cap and body si<strong>de</strong>-walls<br />
Posilok (Shionogi): two-piece gelatin capsule with its mechanical lock ma<strong>de</strong> by<br />
in<strong>de</strong>ntations in the cap and body. The vented cap in<strong>de</strong>ntation allows air to escape when<br />
capsule is closed on high-speed filling machines.<br />
Snap-Fit and Coni-Snap® (Capsugel)<br />
Lox-it (Pharmaphil)<br />
Traditional Prefit Locked<br />
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Coni-Snap® (Capsugel)<br />
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Types of hard capsules<br />
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Quali-V® (HPMC) Shionogi Qualicaps / VCaps (Capsugel): multifunctional twopiece<br />
hard shell capsule <strong>de</strong>rived from non-animal sources, which satisfy vegetarian<br />
and cultural needs. Additional benefits: chemical stability and low moisture content –<br />
making it an attractive alternative for hygroscopic formulations.<br />
Licaps® <strong>Capsules</strong>: gelatin capsules for containment of liquids and semi-solids.<br />
PCcaps <strong>Capsules</strong>: very small size gelatin capsules that are i<strong>de</strong>al for oral<br />
dosage to ro<strong>de</strong>nts in pre-clinical studies.<br />
Press-fit® Gelcaps: high-gloss gelatin coating that encases a caplet core. They<br />
combine the best qualities of a gelatin capsule with the <strong>de</strong>nsity of a tablet.<br />
DBcaps® <strong>Capsules</strong>: two-piece gelatin capsules that are <strong>de</strong>signed for doubleblind<br />
clinical trials. The shorter length facilitates ease of swallowing.<br />
DBcaps Licaps Press-fit<br />
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Sealing and Welding Methods<br />
Banding<br />
Original ban<strong>de</strong>d hard gelatin capsule - Parke Davis' "Kapseal"<br />
Mo<strong>de</strong>rn banding process - Shionogi's Qualiseal<br />
Liquid sealing<br />
Capsugel's Licaps<br />
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Licaps<br />
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2.4. Formulation of hard capsules<br />
Active Ingredient<br />
Highly water soluble drugs exhibit few formulation problems in terms of drug release<br />
from either tablets or capsules.<br />
Micronization of poorly soluble drugs can improve dissolution from tablets and<br />
capsules.<br />
Affect on flow and mixing<br />
– Adsorption to surfaces of filler particles (a form or<strong>de</strong>red mixing) may help<br />
Effective surface area may be reduced by agglomeration of micronized particles<br />
– Addition of a wetting agents (surfactants) may help.<br />
Filler (Diluent)<br />
Fillers inclu<strong>de</strong> lactose, starch, dicalcium phosphate, Starch 1500<br />
Forms modified for direct compression tableting are useful for flow/compactibility<br />
- especially important for plug forming machines.<br />
Consi<strong>de</strong>ration the solubility of drug in selecting a filler.<br />
Water soluble fillers are preferred for poorly soluble drugs: In certain instances, a large<br />
percent of soluble filler in the formulation has slowed the dissolution of a soluble drug.<br />
Possible incompatibilities<br />
Classic example: Tetracycline formulated with calcium phosphate.<br />
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2.5. Manufacturing steps<br />
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Lubricants<br />
Glidants (colloidal silicas such as Cab-O-Sil, Aerosil)<br />
Optimum concentration generally
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Dosing Disc Principle<br />
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Dosator Principle<br />
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MG2 Futura<br />
Dosator Machine<br />
36,000 caps/h<br />
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Bosch<br />
GKF 1500<br />
Dosing Disc<br />
Machine<br />
90,000/h<br />
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Capsule-filling<br />
machine<br />
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2.6. Ensayos cápsulas<br />
Banding<br />
machine<br />
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Disgregación<br />
<strong>Cápsulas</strong> duras: Utilizar agua R. Si justificado, pue<strong>de</strong> emplearse ácido clorhídrico 0,1 M, o jugo<br />
gástrico artificial R. Si las cápsulas flotan en la superficie <strong>de</strong>l agua, pue<strong>de</strong> añadirse disco. Hacer<br />
funcionar aparato durante 30 min, salvo excepción, y examinar el estado <strong>de</strong> las cápsulas. Las<br />
cápsulas satisfacen el ensayo si las 6 se disgregran.<br />
<strong>Cápsulas</strong> blandas: Utilizar agua R. Si justificado, pue<strong>de</strong> emplearse HCl 0,1 M, o jugo gástrico<br />
artificial R. Añadir un disco a cada tubo. Hacer funcionar el aparato durante 30 min, salvo<br />
excepción, y examinar el estado <strong>de</strong> las cápsulas. Si las cápsulas no satisfacen el ensayo <strong>de</strong>bido a<br />
que se adhieren a los discos, repetir el ensayo en otras 6, omitiendo los discos. Las cápsulas<br />
satisfacen el ensayo si las 6 se disgregran.<br />
<strong>Cápsulas</strong> gastroresistentes: Utilizar HCl 0,1 M y hacer funcionar el aparato durante 2 h sin los<br />
discos. Examinar el estado <strong>de</strong> las cápsulas. El tiempo que las cápsulas resisten el medio ácido<br />
varía <strong>de</strong>pendiendo formulación, siendo su valor normal 2-3 h. Nunca menor <strong>de</strong> 1 h. Ninguna<br />
cápsula muestra señales <strong>de</strong> disgregación o fisuras que permitan la salida <strong>de</strong> su contenido.<br />
Reemplazar por disolución tampón <strong>de</strong> fosfato a pH 6,8 R. Cuando se justifique, pue<strong>de</strong> emplearse<br />
una disolución tampón a pH 6,8 con polvo <strong>de</strong> páncreas (Ej., 0,35 g <strong>de</strong> polvo <strong>de</strong> páncreas R por 100<br />
ml). Añadir un disco a cada tubo. Hacer funcionar el aparato durante 60 min y examinar el estado<br />
<strong>de</strong> las cápsulas. Si las cápsulas no satisfacen el ensayo <strong>de</strong>bido a que se adhieren a los discos,<br />
repetir el ensayo omitiendo los discos. Las cápsulas satisfacen el ensayo si se disgregran las 6.<br />
Disolución.<br />
<strong>Cápsulas</strong> gastroresistentes: Para cápsulas preparadas a partir <strong>de</strong> granulados o partículas con<br />
recubrimiento gastrorresistente, se efectúa ensayo a<strong>de</strong>cuado que <strong>de</strong>muestre liberación <strong>de</strong>l p.a(s).<br />
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2.5.2. Manual coaters<br />
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3. Soft gelatin capsules (Softgels)<br />
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Similar to hard gelatin shell, except plasticizer is<br />
incorporated (sorbitol, propylene glycol, glycerin)<br />
Usually filled with liquids or suspensions (dry solids<br />
are possible)<br />
Advantages of Soft Gelatin <strong>Capsules</strong><br />
High Accuracy/precision possible<br />
Hermetically sealed (inherently)<br />
Possible bioavailability advantages<br />
Reduced dustiness; lack of compression stage in<br />
manufacture<br />
Possible reduced gastric irritancy compared to<br />
tablets and hard shell capsules<br />
Special packages available<br />
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Disadvantages of Soft Gelatin <strong>Capsules</strong><br />
Generally, product is contracted out to a limited number of<br />
specialty houses,e.g. Scherer, Banner.<br />
Generally more costly to produce than tablets or hard shell<br />
capsules<br />
More intimate contact between the shell and contents than with<br />
dry-filled hard shell capsules - stability a concern.<br />
Not adaptable to incorporation of more than one kind of fill into<br />
the same capsule (compare with hard shell capsules)<br />
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Softgel sizes and shapes<br />
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3.1. Formulation of soft capsules<br />
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Gelatin: Bloom strength 150 - 200 bloom grams<br />
Pure liquids, mixtures of miscible liquids, or solids dissoved or suspen<strong>de</strong>d in<br />
a liquid vehicle.<br />
Vehicles<br />
Water immiscible non-volatile liquids<br />
vegetable oils<br />
Mineral oil not recommen<strong>de</strong>d for drug formulations.<br />
Water-miscible, non-volatile liquids<br />
Low molecular weight PEG's<br />
Nonionic surfactants such as polysorbate 80<br />
Limitations of liquid contents<br />
Water can not exceed 5% of contents<br />
pH must be between 2.5 and 7.5<br />
Low molecular weight water soluble and volatile compounds must be<br />
exclu<strong>de</strong>d<br />
Al<strong>de</strong>hy<strong>de</strong>s, in general, must be exclu<strong>de</strong>d (Cause cross-linking)<br />
Contents must flow un<strong>de</strong>r gravity at < 35ºC<br />
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3.2. Soft capsules manufacture<br />
Original Rotary Die Process (R.P. Scherer: 1933)<br />
Only for pumpable fills<br />
Accogel Process (Stern Machine) - Le<strong>de</strong>rle: 1948<br />
A rotary die process for filling pow<strong>de</strong>rs/granules into soft capsules<br />
a. Blending pow<strong>de</strong>red gelatin and other ingredients with warm water in a gelatin<br />
melting tank:<br />
after hydration the pow<strong>de</strong>r becomes a thick “syrup” called a gelatin mass.<br />
the key to mixing gelatin is to heat, blend and <strong>de</strong>aerate quickly<br />
b. Filtration and store in portable heated stainless steel tanks<br />
gelatin mass should be kept at 65º C<br />
c. Sprea<strong>de</strong>r Boxes - The gelatin mass is applied to both si<strong>de</strong>s of the machine<br />
simultaneously by a set of sprea<strong>de</strong>r boxes which regulates the gelatin thickness<br />
from 0.6 to 0.7 mm as it is spread on the cooling drum. The gelatin is cooled while<br />
the thin layer of gelatin rotates with the cooling drum.<br />
d. Lubrication System – Prior to encapsulation the ribbon must be coated with a<br />
thin layer of oil to prevent sticking during the filling and sealing process.<br />
lubricants are: digestible mineral oil, fractionated coconut oil, Miglyol 812<br />
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Rotary Die process<br />
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e. Medicine Filling Pump: Before the capsule can be formed and sealed, it must be<br />
filled. The material to be filled flows by gravity and is injected between dies<br />
Individual plungers pull a precise amount of material<br />
f. Capsule Forming & Filling – After the 2 halves of gelatin have been cooled and<br />
lubricated, they meet together at the forming and filling station. Dies that contain small<br />
pockets in the shape and size of the capsule to be ma<strong>de</strong> help form and seal. While the<br />
capsule is being filled, it is also simultaneously being sealed and cut from the ribbon.<br />
g. Drying: capsules are very soft due to the high moisture content. Reduce to 6-10%<br />
h. Polishing (for printing)<br />
i. Packaging: bulk containers, bottles or blister packaging<br />
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Referencias<br />
1. Gelatin ribbon<br />
2. Rotary die<br />
3. Filling Wedge<br />
4. Filled capsule<br />
5. Webbing<br />
6. Pumping mechanism<br />
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Textos Generales<br />
– Vila Jato, J. L. (1997). Tecnología Farmacéutica. Formas<br />
Farmacéuticas. Vol. II, Ed. Síntesis, Madrid.<br />
– Aulton, M.E. (1988). Pharmaceutics. The science of dosage form<br />
<strong>de</strong>sign. Churchill Livingstone, New York<br />
– Real Farmacopea Española. 2005.<br />
<strong>Cápsulas</strong><br />
– Shionogi Qualicaps: http://www.qualicaps.com/<br />
– Capsugel: http://www.capsugel.com/<br />
– Pharmaphil: http://www.pharmaphil.ca/<br />
– Laboratorios Juste: http://www.juste.es/<br />
Aparatos para ensayos<br />
– Electrolab: http://www.scientific<strong>de</strong>alers.com/electrolab/<br />
– Erweka: http://www.erweka.com/EN/in<strong>de</strong>x.php<br />
– PharmaAlliance: http://www.pharma-alliance.net/in<strong>de</strong>x.php<br />
– Quantachrome Instruments:<br />
http://www.quantachrome.com/in<strong>de</strong>x.htm<br />
– Sotax: http://www.sotax.com/in<strong>de</strong>x3.html<br />
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Referencias<br />
Excipientes<br />
– Basf Pharma: http://www.basf-pharma.com/<br />
– Beghin-Say: http://www.beghin-say.fr/pharmafr/<br />
– Borculo Domo Ingredients: http://www.borculodomo.com/milk/lactosaesp/<br />
– Brenntag NV: http://www.brenntag.be/<br />
– Colorcon: http://www.colorcon.com/<br />
– Degussa Pharma: http://www.<strong>de</strong>gussa4pharma.com/<br />
http://www.aerosil.com<br />
– DMV International: http://www.dmv-international.com/<strong>de</strong>fault.asp<br />
– FMC Biopolymer: http://www.fmcbiopolymer.com/<br />
– Friesland Foods Domo: http://www.domo.nl/<br />
– International Specialty Products (ISP): http://www.ispcorp.com/<br />
– JRS Pharma: http://www.jrspharma.com/<br />
– Merck Farma y Química, SA:<br />
http://www.merck.<strong>de</strong>/servlet/PB/menu/1378040/in<strong>de</strong>x.html<br />
– Meggle Pharma: http://www.meggle-pharma.<strong>de</strong>/es/<br />
– PFormulate: http://www.pformulate.com/<br />
– Roquette Pharma: http://www.roquette-pharma.com/<br />
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Referencias<br />
• Máquinas para dosificación <strong>de</strong> cápsulas<br />
– Axus: http://www.axus.cc/<br />
– Bosch: http://www.boschpackaging.com/site/home/in<strong>de</strong>x.aspx<br />
– CapPlus Technologies: http://www.capplustech.com/<br />
– Torpac: http://www.torpac.com/filling_machines.htm<br />
– Karisma Pharma Machines: http://www.karishmapharmamachines.com/<br />
– Health Star:<br />
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.healthstar.net/images/<br />
UsedMachines/Large/28352-289-01.jpg<br />
– Zhejiang Fuchang Machinery: http://www.chinafuchang.com<br />
– Maneklal: http://www.maneklalexports.com/English/PharmaMc.htm<br />
Farmacia y Tecnología Farmacéutica<br />
<strong>Universidad</strong> <strong>de</strong> <strong>Navarra</strong><br />
Formas Sólidas Oral: cápsulas<br />
Juan M. Irache