Studium polymorfismu pomocí DSC

"Diamonds are a girl´s best friend" je slavná hudební a filmová píseň (jejíž kořeny sahají až k filmu "Gentlemen Prefer Blondes" s Marilyn Monroe), která se zaměřuje na drahocennost diamantů - ačkoli z chemického hlediska jsou diamanty tvořeny pouze uhlíkem. Jev, kdy se chemické prvky mohou v rámci jedné fáze vyskytovat v různých formách, tj. v různých strukturních modifikacích, se nazývá alotropie. Obecnější termín pro chemické sloučeniny je PolymorfismusPolymorfismus je schopnost pevného materiálu vytvářet různé krystalické struktury (synonyma: formy, modifikace).polymorfismus. Znamená schopnost pevného materiálu existovat ve více než jedné formě nebo krystalové struktuře. S krystalickou formou přímo souvisí množství materiálových vlastností, jako např

• Stabilita (např. skladovatelnost, vysrážení z roztoku)
• Rozpustnost a biologická dostupnost
• Mechanické chování (např. při lisování tablet) nebo
• Fyzikálně-chemické vlastnosti (např. hygroskopičnost, rychlost rozpouštění, HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. hustota, bod tání)

Vzhledem ke vztahu mezi modifikací krystalů a bodem tání je diferenční skenovací kalorimetrie (DSC) ideální pro rozlišení různých polymorfních forem.

Monotropie a enantiotropie

Změnou teploty může dojít k přeměně polymorfních forem (nebo modifikací) na jednu druhou. Pokud tato přeměna probíhá pouze v jednom směru, hovoříme o monotropii. Pokud však přeměna probíhá reverzibilně, hovoříme o enantiotropii. Takové fázové přeměny lze často zkoumat i pomocí DSC.

Příběh ritonaviru - aneb proč je důležité provádět screening polymorfů

Možné závažné důsledky takové změny modifikace velmi názorně ukazuje příklad ritonaviru (na základě literárních zdrojů (2) až (4)). Ritonavir (antiretrovirový lék) se začal v medicíně používat v roce 1996 a původně se prodával jako obyčejná tobolka k perorálnímu užití. V té době existovala pouze modifikace, která se dnes nazývá forma I. V roce 1998 se však objevila další modifikace, forma II, která vykazovala horší rozpustnost, a měla proto mnohem nižší terapeutický účinek. Bohužel tato forma II byla termodynamicky stabilnější, a tak i stopy formy II katalyzovaly přeměnu biologicky aktivní z formy I na formu II s mnohem nižší biologickou dostupností. Závěr příběhu byl takový, že přípravek v tobolkách musel být stažen z trhu. Řešením byla revidovaná formulace (tablety), kterou FDA schválila v roce 2000. Více informací o polymorfismu naleznete zde. Literatura: (1) F. Bauer, Polymorphism - A Critical Consideration in Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Stability, Journal of Validation Technology, 2008 (2) https://flexikon.doccheck.com/de/Polymorphie_(Chemie) (3) F. Bauer et al. (2001), "Ritonavir: An Extraordinary Example of Conformational Polymorphism". Farmaceutický výzkum. 18 (6): 859-866 (4) https://en.wikipedia.org/wiki/Ritonavir