Μελέτη του πολυμορφισμού μέσω της DSC

το "Diamonds are a girl´s best friend" είναι ένα διάσημο τραγούδι από μιούζικαλ και κινηματογράφο (που ανάγεται στην ταινία "Gentlemen Prefer Blondes" με τη Μέριλιν Μονρόε), το οποίο στοχεύει στην πολυτιμότητα των διαμαντιών - αν και, από χημική άποψη, τα διαμάντια αποτελούνται απλώς από άνθρακα. Το φαινόμενο ότι τα χημικά στοιχεία μπορούν να εμφανιστούν σε διαφορετικές μορφές μέσα στην ίδια φάση, δηλαδή σε διαφορετικές δομικές τροποποιήσεις, ονομάζεται αλλοτροπία. Ένας γενικότερος όρος για τις χημικές ενώσεις είναι ο πολυμορφισμός. Σημαίνει την ικανότητα ενός στερεού υλικού να υπάρχει σε περισσότερες από μία μορφές ή κρυσταλλική δομή. Άμεσα συνδεδεμένη με την κρυσταλλική μορφή είναι μια πληθώρα ιδιοτήτων του υλικού, όπως (1)

• Σταθερότητα (π.χ. διάρκεια ζωής, καθίζηση από διάλυμα)
• Διαλυτότητα και βιοδιαθεσιμότητα
• Μηχανική συμπεριφορά (π.χ. για συμπίεση δισκίων) ή
• Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (π.χ. υγροσκοπικότητα, ρυθμός διάλυσης, πυκνότητα, σημείο τήξης)

Λόγω της σχέσης μεταξύ της κρυσταλλικής τροποποίησης και του σημείου τήξης, η διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC ) είναι ιδανική για τη διάκριση μεταξύ των διαφόρων πολυμορφικών μορφών.

Μονοτροπία και εναντιοτροπία

Με τη μεταβολή της θερμοκρασίας, μπορεί να συμβεί να μετατραπούν πολυμορφικές μορφές (ή τροποποιήσεις) η μία στην άλλη. Εάν αυτή η μετατροπή συμβαίνει προς μία μόνο κατεύθυνση, μιλάμε για μονοτροπία. Ωστόσο, αν ο μετασχηματισμός είναι αντιστρεπτός, ο όρος είναι εναντιοτροπία. Τέτοιοι μετασχηματισμοί φάσεων μπορούν συχνά να διερευνηθούν και με DSC.

Η ιστορία της ριτοναβίρης - ή γιατί είναι σημαντικό να γίνεται έλεγχος πολυμορφών

Η πιθανή σοβαρή συνέπεια μιας τέτοιας αλλαγής τροποποίησης φαίνεται πολύ έντονα στο παράδειγμα της ριτοναβίρης (με βάση τις βιβλιογραφικές πηγές (2) έως (4)). Η ριτοναβίρη (ένα αντιρετροϊκό φάρμακο) τέθηκε σε ιατρική χρήση το 1996 και αρχικά πωλούνταν ως μια συνηθισμένη κάψουλα για λήψη από το στόμα. Εκείνη την εποχή, η μόνη υπάρχουσα τροποποίηση ήταν αυτή που σήμερα ονομάζεται μορφή Ι. Ωστόσο, το 1998 εμφανίστηκε μια άλλη τροποποίηση, η μορφή ΙΙ, η οποία παρουσίαζε χειρότερη διαλυτότητα και επομένως είχε πολύ μικρότερη θεραπευτική δράση. Δυστυχώς, αυτή η μορφή ΙΙ ήταν θερμοδυναμικά πιο σταθερή και έτσι ακόμη και ίχνη της μορφής ΙΙ κατέλυαν τη μετατροπή της βιολογικής δραστικότητας από τη μορφή Ι στη μορφή ΙΙ με πολύ χαμηλότερη βιοδιαθεσιμότητα. Το τέλος της ιστορίας ήταν ότι το σκεύασμα της κάψουλας έπρεπε να αποσυρθεί από την αγορά. Η λύση ήταν ένα αναθεωρημένο σκεύασμα (δισκίο) το οποίο πήρε έγκριση από τον FDA το 2000. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον πολυμορφισμό μπορείτε να βρείτε εδώ. Βιβλιογραφία: (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