Undersøgelse af polymorfisme ved hjælp af DSC

"Diamonds are a girl´s best friend" er en berømt musical- og filmsang (der går tilbage til filmen "Gentlemen Prefer Blondes" med Marilyn Monroe), som er rettet mod diamanters dyrebarhed - selvom diamanter fra et kemisk synspunkt bare er lavet af kulstof. Fænomenet, at kemiske elementer kan forekomme i forskellige former inden for den samme fase, dvs. i forskellige strukturelle modifikationer, kaldes allotropi. Et mere generelt udtryk for kemiske forbindelser er PolymorfismePolymorfisme er et fast materiales evne til at danne forskellige krystallinske strukturer (synonymer: former, modifikationer).polymorfisme. Det betyder et fast materiales evne til at eksistere i mere end én form eller krystalstruktur. Direkte relateret til den krystallinske form er en lang række materialeegenskaber såsom (1)

Stabilitet (f.eks. holdbarhed, udfældning fra opløsning)
Opløselighed og biotilgængelighed
Mekanisk opførsel (f.eks. ved tabletkomprimering) eller
Fysisk-kemiske egenskaber (f.eks. hygroskopicitet, opløsningshastighed, densitet, smeltepunkt)

På grund af forholdet mellem krystalmodifikation og Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltepunkt er differentialscanningskalorimetri (DSC) ideelt egnet til at skelne mellem forskellige polymorfe former.

Monotropi og enantiotropi

Ved at ændre temperaturen kan det ske, at polymorfe former (eller modifikationer) omdannes til hinanden. Hvis denne omdannelse kun sker i én retning, taler vi om monotropi. Men hvis omdannelsen er reversibel, er udtrykket enantiotropi. Sådanne fasetransformationer kan ofte også undersøges med DSC.

Nærbillede af blå viruspartikler, der illustrerer virusstruktur til undervisningsbrug i medicinske og videnskabelige sammenhænge.

Ritonavir-historien - eller hvorfor det er vigtigt at udføre polymorf-screening

Den mulige alvorlige konsekvens af en sådan modifikationsændring viser eksemplet med ritonavir meget tydeligt (baseret på litteraturkilderne (2) til (4)). Ritonavir (et antiretroviralt lægemiddel) kom i medicinsk brug i 1996 og blev oprindeligt solgt som en almindelig kapsel til oral indtagelse. På det tidspunkt var den eneste eksisterende modifikation den, der i dag kaldes form I. I 1998 dukkede der imidlertid en anden modifikation op, form II, som udviste dårligere opløselighed og derfor havde meget lavere terapeutisk effekt. Desværre var denne form II termodynamisk mere stabil, så selv spor af form II katalyserede omdannelsen af det biologisk aktive stof fra form I til form II med meget lavere biotilgængelighed. Enden på historien var, at kapselformuleringen måtte trækkes tilbage fra markedet. Løsningen var en revideret formulering (tablet), som blev godkendt af FDA i 2000. Du kan finde flere oplysninger om PolymorfismePolymorfisme er et fast materiales evne til at danne forskellige krystallinske strukturer (synonymer: former, modifikationer).polymorfisme her. Litteratur: (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". Pharmaceutical Research. 18 (6): 859-866 (4) https://en.wikipedia.org/wiki/Ritonavir