Badanie polimorfizmu za pomocą DSC

Z chemicznego punktu widzenia diamenty są po prostu zbudowane z węgla. Zjawisko polegające na tym, że pierwiastki chemiczne mogą występować w różnych formach w tej samej fazie, tj. w różnych modyfikacjach strukturalnych, nazywane jest alotropią. Ze względu na związek między modyfikacją krystaliczną a temperaturą topnienia, różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) idealnie nadaje się do rozróżniania różnych form polimorficznych. Bardziej ogólnym terminem dla związków chemicznych jest .

"Diamonds are a girl´s best friend" to słynna piosenka muzyczna i filmowa (pochodząca z filmu "Dżentelmeni wolą blondynki" z Marilyn Monroe), która odnosi się do drogocenności diamentów - chociaż z chemicznego punktu widzenia diamenty są po prostu wykonane z węgla. Zjawisko polegające na tym, że pierwiastki chemiczne mogą występować w różnych formach w tej samej fazie, tj. w różnych modyfikacjach strukturalnych, nazywane jest alotropią. Bardziej ogólnym terminem określającym związki chemiczne jest PolimorfizmPolimorfizm to zdolność materiału stałego do tworzenia różnych struktur krystalicznych (synonimy: formy, modyfikacje).polimorfizm. Oznacza on zdolność materiału stałego do występowania w więcej niż jednej formie lub strukturze krystalicznej. Bezpośrednio związane z formą krystaliczną jest wiele właściwości materiału, takich jak (1)

Stabilność (np. okres trwałości, wytrącanie z roztworu)
Rozpuszczalność i biodostępność
Zachowanie mechaniczne (np. w przypadku kompresji tabletek) lub
Właściwości fizykochemiczne (np. higroskopijność, szybkość rozpuszczania, gęstość, temperatura topnienia)

Ze względu na związek między modyfikacją kryształów a temperaturą topnienia, różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) idealnie nadaje się do rozróżniania różnych form polimorficznych.

Monotropia i enancjotropia

Zmieniając temperaturę, może się zdarzyć, że formy polimorficzne (lub modyfikacje) zostaną przekształcone w siebie nawzajem. Jeśli ta transformacja zachodzi tylko w jednym kierunku, mówimy o monotropii. Jeśli jednak transformacja jest odwracalna, terminem tym jest enancjotropia. Takie przemiany fazowe można często badać również za pomocą DSC.

Historia rytonawiru - czyli dlaczego ważne jest wykonywanie badań przesiewowych pod kątem polimorfizmu?

Możliwe poważne konsekwencje takiej zmiany modyfikacji bardzo wyraźnie pokazuje przykład rytonawiru (na podstawie źródeł literaturowych (2) do (4)). Rytonawir (lek antyretrowirusowy) wszedł do użytku medycznego w 1996 r. i początkowo był sprzedawany jako zwykła kapsułka do przyjmowania doustnego. W tym czasie jedyną istniejącą modyfikacją była ta, która obecnie nazywana jest formą I. Jednak w 1998 roku pojawiła się kolejna modyfikacja, forma II, która wykazywała gorszą rozpuszczalność, a zatem miała znacznie niższy efekt terapeutyczny. Niestety, ta forma II była termodynamicznie bardziej stabilna, więc nawet śladowe ilości formy II katalizowały przekształcenie biologicznie aktywnej formy I w formę II o znacznie niższej biodostępności. Skończyło się na tym, że preparat w kapsułkach musiał zostać wycofany z rynku. Rozwiązaniem była zmieniona formuła (tabletka), która została zatwierdzona przez FDA w 2000 roku. Więcej informacji na temat polimorfizmu można znaleźć tutaj. 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". Pharmaceutical Research. 18 (6): 859-866 (4) https://en.wikipedia.org/wiki/Ritonavir