Grundlæggende fysiske og fysisk-kemiske egenskaber ved API'er og hjælpestoffer

Faste farmaceutiske ingredienser findes i krystallinsk, semikrystallinsk eller helt amorf form, mens den amorfe tilstand enten er iboende eller genereret ved forarbejdning (formaling, frysetørring, spraytørring osv.). Med differentiel scanningskalorimetri (DSC) er det muligt at bestemme forskellige specifikke karakteristiske egenskaber ved råmaterialerne, såsom smelte-/krystallisationstemperaturer, smeltevarme eller glasovergangstemperaturer for at studere PolymorfismePolymorfisme er et fast materiales evne til at danne forskellige krystallinske strukturer (synonymer: former, modifikationer).polymorfisme og for at undersøge deres renhed. Termogravimetrisk analyse (TGA) er i stand til at påvise resterende opløsningsmidler (og identificere dem, når de kombineres med en gasanalysator som FT-IR) eller vandindholdet i hydrater og også til at undersøge den maksimale temperatur, som materialet er termisk stabilt op til - under inerte forhold såvel som under defineret fugtighed. Endelig kan der ved hjælp af kinetisk evaluering (med NETZSCH Kinetics Neo) beregnes forudsigelser om stabilitet baseret på termoanalytiske målinger, der giver mulighed for udsagn, som ellers ikke ville være eksperimentelt tilgængelige eller kun med store omkostninger.

Screening af kompatibilitet mellem lægemidler og hjælpestoffer i den tidlige udvikling af doseringsformer

I en doseringsform blandes en API (aktiv farmaceutisk ingrediens) med hjælpestoffer. Hjælpestofferne letter administrationen og frigivelsen af den aktive ingrediens og beskytter API'en mod omgivelserne. Enhver fysisk eller kemisk interaktion mellem API'en og et bestemt hjælpestof kan dog påvirke både biotilgængeligheden og stabiliteten af doseringsformen. Termisk analyse spiller en vigtig rolle i kompatibilitetsundersøgelser og anvendes ofte til hurtig vurdering af fysisk-kemisk uforenelighed. Af disse teknikker er differentialscanningskalorimetri (DSC) i øjeblikket den dominerende, selvom termogravimetrisk analyse (TGA) også kan hjælpe. Den største fordel ved DSC er dens evne til hurtigt at tjekke potentielle hjælpestoffer for uforenelighed, afledt af fremkomsten/forsvindingen eller forskydningen af toppe og/eller variationer i de tilsvarende overgangsenthalpier.

Fra laboratorium til produktion

I løbet af lægemidlets udviklingsfase udarbejdes fremstillingsteknologien i laboratoriet. Men bagefter skal fremstillingsprocessen overføres til produktionsskala. Det kræver et indgående kendskab til de fysiske egenskaber af alle involverede API'er og hjælpestoffer samt alle mellemprodukter. Differential scanning calorimetry (DSC) kan f.eks. bruges til at udlede den kritiske formuleringstemperatur under frysetørring af termolabile stoffer, som ligger tæt på glasovergangstemperaturen for den maksimalt koncentrerede opløsning (_Tg'), en stof- eller formuleringsspecifik værdi. En meget effektiv måde at producere piller på er direkte tablettering, mens komprimeringsegenskaberne for farmaceutiske pulvere afhænger af deres kompressibilitet og komprimerbarhed. Kompressibilitet beskriver den relative ændring i volumen af en prøve som følge af en trykændring. Da komprimering af en API eller et lægemiddelprodukt kan føre til en omdannelse til en anden modifikation, kan dets kompressibilitet også påvirkes. DSC er en hurtig og nem metode til at overvåge, om der sker strukturelle ændringer under behandlingen.

Sikring af produktkvalitet

Mens regelmæssig kontrol under produktionen er en del af proceskontrollen, bruges udtrykket kvalitetskontrol typisk efter produktionen. Test og frigivelse af råmaterialer er dog ofte inkluderet. Afhængigt af de definerede egenskaber ved hjælp af termisk analyse kan der anvendes lignende tests som under udviklingsprocessen. Dette indebærer bestemmelse af smelte- eller krystallisationstemperaturer, smelteenthalpier (fusionsvarme) eller glasovergangstemperaturer ved hjælp af differentiel scanningskalorimetri (DSC) til identifikation af et bestemt stof eller dets polymorfe form. Lægemidler skal have en udløbsdato trykt på deres emballage. Dette kræver et stabilitetstestprogram for at bestemme dets levetid og dermed sikre, at lægemidlets sikkerhed og effekt ikke ændres inden for denne periode. Som følge heraf er det nødvendigt med tidskrævende tests. For at få de første oplysninger om et lægemiddels holdbarhed meget hurtigere kan termogravimetrisk analyse (TGA) sammen med kinetisk evaluering hjælpe.