Grundläggande fysikaliska och fysikalisk-kemiska egenskaper hos API:er och hjälpämnen

Fasta farmaceutiska ingredienser finns i kristallin, halvkristallin eller helt amorf form, medan det amorfa tillståndet antingen är inneboende eller genereras genom bearbetning (malning, frystorkning, spraytorkning etc.). Med differential scanning calorimetry (DSC) är det möjligt att bestämma olika specifika karakteristiska egenskaper hos råmaterialen, t.ex. smält-/kristallisationstemperaturer, fusionsvärme eller glasövergångstemperaturer för att studera PolymorfismPolymorfism är förmågan hos ett fast material att bilda olika kristallina strukturer (synonymer: former, modifieringar).polymorfism och undersöka deras renhet. Termogravimetrisk analys (TGA) kan upptäcka kvarvarande lösningsmedel (och Identify dem när de kombineras med en gasanalysator som FT-IR) eller vattenhalten i hydrater och även undersöka den maximala temperatur upp till vilken materialet är termiskt stabilt - under inerta förhållanden såväl som under definierad fuktighet. Slutligen kan man med hjälp av kinetisk utvärdering (med NETZSCH Kinetics Neo ) beräkna förutsägelser om stabilitet baserat på termoanalytiska mätningar som möjliggör uttalanden som annars experimentellt inte skulle vara tillgängliga eller endast till stora kostnader.

Screening av kompatibilitet mellan läkemedel och hjälpämnen vid tidig utveckling av doseringsformer

I en doseringsform blandas en aktiv farmaceutisk substans (API) med hjälpämnen. Hjälpämnena underlättar administrering och frisättning av den aktiva substansen och skyddar den aktiva substansen från omgivningen. Varje fysisk eller kemisk interaktion mellan API och ett visst hjälpämne kan dock påverka både biotillgängligheten och stabiliteten hos doseringsformen. Termisk analys spelar en viktig roll i kompatibilitetsstudier och används ofta för snabb bedömning av fysikalisk-kemisk inkompatibilitet. Av dessa tekniker är differentialskanningskalorimetri (DSC) för närvarande den dominerande, även om termogravimetrisk analys (TGA) också kan vara till hjälp. Den största fördelen med DSC är dess förmåga att snabbt kontrollera potentiella hjälpämnen för inkompatibilitet, som härleds från uppkomst/försvinnande eller förskjutning av toppar och/eller variationer i motsvarande övergångsentalpier.

Från labb till produktion

Under läkemedlets utvecklingsfas utarbetas tillverkningstekniken i laboratoriet. Efteråt måste dock tillverkningsprocessen överföras till produktionsskala. Detta kräver djupgående kunskaper om de fysikaliska egenskaperna hos alla inblandade API:er och hjälpämnen samt alla mellanprodukter. Differentiell kalorimetri (DSC) kan t.ex. användas för att fastställa den kritiska formuleringstemperaturen under frystorkning av en termolabil substans som ligger nära glasomvandlingstemperaturen för den maximalt koncentrerade lösningen (_Tg'), ett substans- eller formuleringsspecifikt värde. Ett mycket effektivt sätt att framställa piller är direkt tablettering, medan läkemedelspulvrets komprimeringsegenskaper beror på dess kompressibilitet och kompakterbarhet. Kompressibilitet beskriver den relativa volymförändringen hos ett prov till följd av en tryckförändring. Eftersom komprimeringen av ett API eller en läkemedelsprodukt kan leda till en omvandling till en annan modifiering kan dess kompressibilitet också påverkas. DSC är en snabb och enkel metod för att övervaka om strukturella förändringar uppstår under bearbetningen.

Säkerställa produktkvalitet

Regelbundna kontroller under produktionen är en del av processkontrollen, men termen kvalitetskontroll används vanligtvis efter produktionen. Testning och frisläppande av råmaterial ingår dock ofta. Beroende på de definierade attributen med hjälp av termisk analys kan liknande tester tillämpas som under utvecklingsprocessen. Detta innebär bestämning av smält- eller kristallisationstemperaturer, smältentalpier (fusionsvärme) eller glasövergångstemperaturer med hjälp av differential scanning calorimetry (DSC) för identifiering av en viss substans eller dess polymorfa form. Läkemedelsprodukter måste ha ett utgångsdatum tryckt på förpackningen. Detta kräver ett stabilitetstestprogram för att bestämma dess livslängd och därmed säkerställa att läkemedlets säkerhet och effekt inte förändras inom denna period. Som en följd av detta krävs tidskrävande tester. För att mycket snabbare få första information om ett läkemedels hållbarhet kan termogravimetrisk analys (TGA) tillsammans med kinetisk utvärdering vara till hjälp.