Vaikutusaineiden ja apuaineiden fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset perusominaisuudet

Kiinteät farmaseuttiset ainesosat ovat kiteisiä, puolikiteisiä tai täysin amorfisia, ja amorfinen tila on joko luontainen tai syntyy prosessoinnin (jauhaminen, kylmäkuivaus, suihkukuivaus jne.) tuloksena. Differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla on mahdollista määrittää raaka-aineiden erilaisia erityisiä ominaispiirteitä, kuten sulamis-/kiteytymislämpötilat, sulamislämpötilat tai lasittumislämpötilat, jotta voidaan tutkia polymorfismia ja tutkia niiden puhtautta. Termogravimetrinen analyysi (TGA ) mahdollistaa liuotinjäämien havaitsemisen (ja Identify, kun se yhdistetään kaasuanalysaattorin, kuten FT-IR:n, kanssa) tai hydraattien vesipitoisuuden määrittämisen sekä materiaalin lämpöstabiilisuuden maksimilämpötilan tutkimisen inertissä tilassa ja määritellyn kosteuden vallitessa. Lopuksi kineettisen arvioinnin avulla ( NETZSCH Kinetics Neo ) voidaan laskea termoanalyyttisiin mittauksiin perustuvia stabiilisuutta koskevia ennusteita, jotka mahdollistavat lausunnot, joita ei muuten olisi kokeellisesti mahdollista saada tai jotka olisivat kalliita.

Lääkeaine- ja apuaineyhteensopivuuden seulonta annosmuotojen varhaisessa kehittämisessä

Annosmuodossa vaikuttava aine (API, active pharmaceutical ingredient) sekoitetaan apuaineiden kanssa. Apuaineet helpottavat vaikuttavan aineen antamista ja vapautumista ja suojaavat vaikuttavaa ainetta ympäristöstä. Fysikaalinen tai kemiallinen vuorovaikutus vaikuttavan aineen ja tietyn apuaineen välillä voi kuitenkin vaikuttaa sekä annosmuodon biologiseen hyötyosuuteen että stabiilisuuteen. Lämpöanalyysillä on tärkeä rooli yhteensopivuustutkimuksissa, ja sitä käytetään usein fysikaalis-kemiallisen yhteensopimattomuuden nopeaan arviointiin. Näistä tekniikoista hallitsevin on tällä hetkellä differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria (DSC), vaikka termogravimetrinen analyysi (TGA) voi myös auttaa. DSC:n tärkein hyöty on sen kyky tarkistaa nopeasti mahdollisten apuaineiden yhteensopimattomuus, joka perustuu piikkien ilmestymiseen/katoamiseen tai siirtymiseen ja/tai vastaavien siirtymäentalpioiden vaihteluihin.

Laboratoriosta tuotantoon

Lääkkeen kehitysvaiheessa valmistustekniikkaa kehitetään laboratoriossa. Sen jälkeen valmistusprosessi on kuitenkin siirrettävä tuotantomittakaavaan. Tämä edellyttää kaikkien vaikuttavien aineiden ja apuaineiden sekä kaikkien välituotteiden fysikaalisten ominaisuuksien syvällistä tuntemusta. Differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla voidaan esimerkiksi määrittää kriittinen formulointilämpötila lämpökestoisen aineen kylmäkäsittelyn aikana, joka on lähellä maksimaalisen konsentroidun liuoksen lasisiirtymälämpötilaa (_Tg'), joka on aine- tai formulointikohtainen arvo. Erittäin tehokas tapa valmistaa pillereitä on suora tabletointi, kun taas lääkejauheiden tiivistymisominaisuudet riippuvat niiden kokoonpuristuvuudesta ja tiivistettävyydestä. Puristuvuus kuvaa näytteen tilavuuden suhteellista muutosta, joka johtuu paineen muutoksesta. Koska vaikuttavan aineen tai lääkevalmisteen puristaminen voi johtaa muuntamiseen toiseen modifikaatioon, myös sen puristettavuuteen voidaan vaikuttaa. DSC on nopea ja helppo menetelmä seurata, tapahtuuko prosessoinnin aikana rakenteellisia muutoksia.

Tuotteen laadun varmistaminen

Vaikka tuotannon aikana tehtävät säännölliset tarkastukset ovat osa prosessin aikaista valvontaa, termiä laadunvalvonta käytetään yleensä tuotannon jälkeen. Raaka-aineiden testaaminen ja luovuttaminen kuuluvat kuitenkin usein siihen. Riippuen lämpöanalyysin avulla määritellyistä ominaisuuksista, samanlaisia testejä voidaan soveltaa kuten kehitysprosessin aikana. Tämä tarkoittaa sulamis- tai kiteytymislämpötilojen, sulamisentalpioiden (sulamislämpötilojen) tai lasisiirtymälämpötilojen määrittämistä differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla tietyn aineen tai sen polymorfisen muodon tunnistamiseksi. Lääkevalmisteiden pakkauksiin on painettava viimeinen käyttöpäivämäärä. Tämä edellyttää stabiilisuustestiohjelmaa, jonka avulla voidaan määrittää lääkkeen käyttöikä ja siten varmistaa, että lääkkeen turvallisuus ja teho eivät muutu tämän ajan kuluessa. Tämän vuoksi tarvitaan aikaa vieviä testejä. Termogravimetrinen analyysi (TGA) yhdessä kineettisen arvioinnin kanssa voi auttaa saamaan ensimmäiset tiedot lääkkeen säilyvyydestä paljon nopeammin.