Фундаментальные физические и физико-химические свойства API и вспомогательных веществ

Твердые фармацевтические ингредиенты существуют в кристаллической, полукристаллической или полностью аморфной форме, при этом аморфное состояние либо присуще им самим, либо образуется в результате обработки (измельчение, сублимационная сушка, распылительная сушка и т.д.). С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) можно определить различные специфические свойства сырья, такие как температура плавления/кристаллизации, температура плавления или температура стеклования, чтобы изучить полиморфизм и исследовать их чистоту. Термогравиметрический анализ (ТГА) позволяет обнаружить остаточные растворители (и идентифицировать их в сочетании с газоанализатором, таким как FT-IR) или содержание воды в гидратах, а также исследовать максимальную температуру, до которой материал термически стабилен - как в инертных условиях, так и при определенной влажности. Наконец, с помощью кинетической оценки (с помощью NETZSCH Kinetics Neo) можно рассчитать прогнозы относительно стабильности на основе термоаналитических измерений, которые позволяют утверждать то, что иначе было бы недоступно экспериментально или только с большими затратами.

Скрининг совместимости лекарственного средства и эксипиента на ранних этапах разработки лекарственных форм

В лекарственной форме API (активный фармацевтический ингредиент) смешивается с вспомогательными веществами. Вспомогательные вещества облегчают введение и высвобождение активного ингредиента и защищают API от воздействия окружающей среды. Однако любое физическое или химическое взаимодействие между АФИ и определенным вспомогательным веществом может повлиять как на биодоступность, так и на стабильность лекарственной формы. Термический анализ играет важную роль в исследованиях совместимости и часто используется для быстрой оценки физико-химической несовместимости. Из этих методов в настоящее время доминирует дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), хотя термогравиметрический анализ (ТГА) также может помочь. Основным преимуществом ДСК является возможность быстрой проверки потенциальных эксципиентов на несовместимость, определяемая по появлению/исчезновению или смещению пиков и/или изменению соответствующих энтальпий переходов.

От лаборатории до производства

На этапе разработки препарата технология производства отрабатывается в лаборатории. Однако затем процесс производства должен быть переведен в производственные масштабы. Для этого необходимы глубокие знания физических свойств всех API и вспомогательных веществ, а также всех промежуточных продуктов. Например, с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) можно определить критическую температуру рецептуры при лиофилизации термолабильного вещества, которая близка к температуре стеклования максимально концентрированного раствора (_Tg'), что является специфическим значением для конкретного вещества или рецептуры. Очень эффективным способом производства таблеток является прямое таблетирование, в то время как свойства уплотнения фармацевтических порошков зависят от их сжимаемости и уплотняемости. Сжимаемость описывает относительное изменение объема образца в результате изменения давления. Поскольку сжатие API или лекарственного препарата может привести к преобразованию в другую модификацию, на его сжимаемость также может быть оказано влияние. ДСК - это быстрый и простой метод, позволяющий отслеживать структурные изменения, происходящие в процессе обработки.

Обеспечение качества продукции

В то время как регулярные проверки в процессе производства являются частью внутрипроизводственного контроля, термин "контроль качества" обычно используется после производства. Однако в него часто включаются испытания и выпуск сырья. В зависимости от определенных характеристик с помощью термического анализа могут применяться аналогичные испытания, как и в процессе разработки. Это подразумевает определение температур плавления или кристаллизации, энтальпии плавления (теплоты плавления) или температуры стеклования методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для идентификации конкретного вещества или его полиморфной формы. На упаковке лекарственных средств должен быть указан срок годности. Это требует проведения программы испытаний на стабильность для определения срока годности и, следовательно, для обеспечения того, чтобы безопасность и эффективность препарата не изменились в течение этого периода. Как следствие, необходимы трудоемкие испытания. Чтобы получить первую информацию о сроке годности лекарственного средства гораздо быстрее, можно воспользоваться термогравиметрическим анализом (ТГА) вместе с кинетической оценкой.