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L’industrie pharmaceutique est constamment confrontée au défi d’évaluer avec précision la stabilité et le comportement thermique des substances actives. En particulier pour les API (substances pharmaceutiquement actives) sous forme solide ou cristalline, l’analyse thermique s’est avérée très utile. analyse thermique e s’est imposée comme un outil indispensable, car elle thermogravimétrie (TG) et l’analyse dynamique calorimétrie différentielle (DSC) en une seule étape d’analyse. Cette combinaison de méthodes permet de détecter simultanément les changements de masse et les effets caloriques sur le même échantillon, ce qui permet une corrélation directe des résultats sans les incertitudes des mesures séparées. En particulier lorsque la quantité d’échantillons est limitée, comme c’est souvent le cas, notamment dans la recherche et le développement d’agents pharmaceutiques de haute qualité, la méthode STA permet STA une caractérisation presque complète des systèmes pharmaceutiques complexes. Comme les deux analyses sont effectuées exactement dans les mêmes conditions – même atmosphère, même gestion de la température et même taux de chauffage – la STA fournit des données hautement reproductibles et fiables pour le contrôle qualité et le développement.
Identification des points de transition critiques
Le site Analyse thermique simultanée (STA) est une méthode essentielle pour identifier les points de transition thermique critiques, qui sont d’une importance capitale pour le développement pharmaceutique et le contrôle qualité.
Ces points de transition déterminent en grande partie les conditions de traitement et la stabilité de stockage des substances pharmaceutiquement actives (API).
Points de transition essentiels :
- Point de fusion : Déterminant pour le traitement et le stockage des substances actives.
- Température de transition vitreuse (Tg) : Décrit la plage de températures dans laquelle les substances amorphes ou semi-cristallines se ramollissent. Elle caractérise la limite à partir de laquelle l’aspect stable et solide est perdu, ce qui peut compromettre la sécurité du stockage.
- Température de décomposition : détermination précise de la température onset pour établir des températures de traitement et de stockage stables.
- les transitions de phase : Caractérisation des formes cristallines polymorphes à l’aide de températures de fusion ou de transformation spécifiques.
La composante DSC de la STA identifie ces transitions comme des pics endothermiques ou exothermiques caractéristiques, tandis que la courbe TG documente les pertes de masse correspondantes. Une diminution de la
Évaluation de la sensibilité à l'humidité
De nombreux principes actifs pharmaceutiques présentent un comportement hygroscopique prononcé, et même de faibles variations de l’humidité relative peuvent influencer de manière significative l’absorption d’eau et donc la stabilité. Le site STA permet de déterminer quantitativement la perte d’humidité par évaporation ou libération d’eau de cristallisation (1).
L’analyse de la sensibilité à l’humidité comprend plusieurs paramètres critiques qui sont essentiels pour l’évaluation de la stabilité. L’adsorption et la désorption de l’eau apparaissent dans le signal TG sous la forme de changements de masse discrets, tandis que les changements de chaleur ou de température qui les accompagnent permettent de tirer des conclusions sur la forme de liaison de l’eau.
Paramètres d’évaluation importants :
- Capacité d’absorption d’eau : rapport entre la quantité d’eau absorbée et la masse de l’échantillon.
- humidité d’équilibre : état d’équilibre de l’humidité dans des conditions définies
- Isothermes de sorption et de désorption : Relation entre la quantité d’humidité et l’humidité relative de l’air
- Teneur en eau cristalline : pourcentage d’eau structurellement liée
- Cinétique de l’absorption d’humidité : vitesse d’absorption/de libération de l’eau L’absorption d’humidité entraîne une diminution de la température de transition vitreuse des cristaux API amorphes, ce qui peut conduire à une zone de tendance accrue à la recristallisation lors du stockage ou du transport (2).
Décomposition thermique et stabilité au stockage
La décomposition thermique a une influence décisive sur la stabilité au stockage des principes actifs pharmaceutiques, car elle peut affecter directement l’intégrité chimique et donc l’efficacité. Le site Analyse thermique simultanée (STA) permet l’identification précoce de tels processus grâce à la détection simultanée des changements de masse et des effets endothermiques et exothermiques.
Outre la décomposition thermique classique, les réactions d’oxydation peuvent également jouer un rôle central. Celles-ci entraînent souvent une augmentation de la masse, car l’oxygène est incorporé dans la structure moléculaire. Même une oxydation partielle peut modifier la structure chimique et donc compromettre l’effet pharmacologique, souvent bien avant qu’une véritable décomposition ne se produise.
La dénaturation est un autre facteur critique : sous l’influence de la chaleur ou de l’oxydation, les principes actifs issus de la biotechnologie ou à base de protéines perdent notamment leur structure native. Cela peut entraîner une perte d’activité, la formation d’agrégats ou une modification de la libération, ce qui a un impact considérable sur la stabilité de la préparation.
La détermination précise de la température au point d’impact de la décomposition ou de la dénaturation est essentielle pour la recherche et le contrôle qualité, car elle définit la limite supérieure pour le stockage, le transport et le traitement. Un dépassement, même de courte durée, peut entraîner des modifications structurelles irréversibles. Grâce à la STA et la modélisation cinétique correspondante permettent également de prédire de manière fiable la durée de conservation d’un médicament dans des conditions de stockage définies.
Influences sur la stabilité du stockage :
- Dégradation et perte d’efficacité : réduction de la concentration de la substance active par décomposition chimique ou dénaturation.
- l’oxydation : Augmentation de la masse et modification de la structure par l’incorporation d’oxygène
- formation de produits de dégradation : Formation de sous-produits chimiquement ou toxicologiquement significatifs
- Interaction avec l’humidité : stabilité thermique réduite et processus d’hydrolyse possible en cas d’humidité élevée
- Prévision à long terme : prédiction de la durée de conservation dans des conditions définies par modélisation thermocinétique
Conclusion
Le site Analyse Thermique Simultanée met à la disposition des laboratoires, des chercheurs et des ingénieurs de l’industrie pharmaceutique un outil très sensible, reproductible et efficace en termes de temps. Elle permet une évaluation approfondie et fiable de la sensibilité à l’humidité, des transitions thermiques et des processus de décomposition des cristaux API. En particulier dans les conditions BPF et dans le cadre de l’assurance qualité, la STA permet de développer et de stocker des substances médicamenteuses au plus haut niveau scientifique. La méthode fournit une identification précise des points de transition critiques, une évaluation fiable de la sensibilité à l’humidité et une caractérisation complète du comportement de décomposition thermique et chimique-structurel. Cela augmente de manière significative la sécurité de l’analyse des substances actives ainsi que l’efficacité du développement, du contrôle qualité et des tests de stabilité.
Répertoire des sources
(1) DocCheck Flexikon : Stabilité des cristaux pharmaceutiques.
https://flexikon.doccheck.com/de/Stabilit%C3%A4tspr%C3%BCfung_(Pharmacie)
(2) Deutsche Apotheker Zeitung : Maîtriser les réactions de décomposition.
https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2015/daz-52-2015/zersetzungs-reaktionen-beherrschen
