Spis treści
Przemysł farmaceutyczny stoi przed ciągłym wyzwaniem precyzyjnej oceny stabilności i zachowania termicznego aktywnych składników farmaceutycznych. Zwłaszcza w przypadku API (farmaceutycznie aktywnych substancji) w postaci stałej lub krystalicznej, analiza termiczna okazała się być ważnym narzędziem.
analiza termiczna
e
stała się niezbędnym narzędziem, ponieważ
Termograwimetria (TG)
i dynamiczna
różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC)
w jednym etapie analizy. Ta kombinacja metod umożliwia jednoczesne rejestrowanie zmian masy i efektów kalorycznych na tej samej próbce, umożliwiając bezpośrednią korelację wyników bez niepewności związanych z oddzielnymi pomiarami. Szczególnie w przypadku ograniczonych ilości próbek, co często ma miejsce w badaniach i rozwoju wysokiej jakości aktywnych składników farmaceutycznych, metoda
Identyfikacja krytycznych punktów przejścia
Symultaniczna analiza termiczna (STA) Jednoczesna analiza termiczna (STA) jest kluczową metodą identyfikacji krytycznych punktów przemian termicznych, które mają ogromne znaczenie dla rozwoju farmaceutycznego i kontroli jakości.
Te punkty przejścia znacząco determinują warunki przetwarzania i stabilność przechowywania farmaceutycznie aktywnych substancji (API).
Kluczowe punkty przejścia:
- Temperatura topnienia: Kluczowa dla przetwarzania i przechowywania składników aktywnych.
- Temperatura zeszklenia (Tg): Opisuje zakres temperatur, w których substancje amorficzne lub półkrystaliczne miękną. Charakteryzuje ona granicę, powyżej której stabilny, stały wygląd zostaje utracony, a bezpieczeństwo przechowywania może ulec pogorszeniu.
- Temperatura rozkładu: Precyzyjne określenie temperatury początkowej w celu ustalenia stabilnych temperatur procesu i przechowywania.
- Przejścia fazowe: Charakterystyka polimorficznych form krystalicznych na podstawie określonych temperatur topnienia lub transformacji.
Komponent DSC STA rozpoznaje te przejścia jako charakterystyczne piki endotermiczne lub egzotermiczne, podczas gdy krzywa TG dokumentuje odpowiednie straty masy. Obniżenie
Ocena wrażliwości na wilgoć
Wiele aktywnych składników farmaceutycznych wykazuje wyraźne właściwości higroskopijne, przez co nawet niewielkie zmiany wilgotności względnej mogą znacząco wpływać na absorpcję wody, a tym samym na stabilność. The STA umożliwia ilościowe określenie utraty wilgoci poprzez parowanie lub wodę krystalizacyjną (1).
Analiza wrażliwości na wilgoć obejmuje kilka krytycznych parametrów, które są niezbędne do oceny stabilności. Adsorpcja i desorpcja wody staje się widoczna w sygnale TG jako dyskretne zmiany masy, podczas gdy towarzyszące im zmiany ciepła lub temperatury pozwalają na wyciągnięcie wniosków na temat formy wiązania wody.
Ważne parametry wyceny:
- Zdolność pochłaniania wody: stosunek ilości pochłoniętej wody do masy próbki.
- Wilgotność równowagi: stan równowagi wilgotności w określonych warunkach.
- Izotermy sorpcji i desorpcji: Zależność między ilością wilgoci a wilgotnością względną
- Zawartość wody w krysztale: proporcja wody związanej strukturalnie
- Kinetyka absorpcji wilgoci: szybkość wchłaniania/uwalniania wody Absorpcja wilgoci w amorficznych kryształach API prowadzi do obniżenia temperatury zeszklenia, co może skutkować obszarem o zwiększonej tendencji do rekrystalizacji podczas przechowywania lub transportu (2).
Rozkład termiczny i stabilność przechowywania
Rozkład termiczny ma decydujący wpływ na stabilność przechowywania aktywnych składników farmaceutycznych, ponieważ może bezpośrednio wpływać na integralność chemiczną, a tym samym na skuteczność. Metoda Jednoczesna analiza termiczna (STA) umożliwia wczesną identyfikację takich procesów poprzez jednoczesne wykrywanie zmian masy, a także efektów endotermicznych i egzotermicznych.
Oprócz klasycznego rozkładu termicznego, reakcje utleniania mogą również odgrywać kluczową rolę. Często prowadzą one do
Innym krytycznym czynnikiem jest denaturacja: wpływy termiczne lub oksydacyjne powodują, że składniki aktywne wytwarzane biotechnologicznie lub oparte na białkach tracą swoją natywną strukturę. Może to prowadzić do utraty aktywności, tworzenia agregatów lub zmienionego uwalniania, a tym samym mieć ogromny wpływ na stabilność preparatu.
Precyzyjne określenie temperatury początku rozkładu lub denaturacji ma zasadnicze znaczenie dla badań i kontroli jakości, ponieważ określa górną granicę przechowywania, transportu i przetwarzania. Nawet krótkotrwałe przekroczenie może spowodować nieodwracalne zmiany strukturalne. Z pomocą urządzenia STA i odpowiedniego modelowania kinetycznego można również wiarygodnie przewidzieć okres trwałości substancji leczniczej w określonych warunkach przechowywania.
Wpływ na stabilność przechowywania:
- Degradacja i utrata skuteczności: zmniejszenie stężenia składników aktywnych w wyniku rozkładu chemicznego lub denaturacji.
- Utlenianie: Wzrost masy i zmiany strukturalne spowodowane przyłączeniem tlenu
- Powstawanie produktów rozkładu: Tworzenie produktów ubocznych o znaczeniu chemicznym lub toksykologicznym.
- Interakcja z wilgocią: Zmniejszona stabilność termiczna i możliwe procesy hydrolizy przy zwiększonej wilgotności.
- Długoterminowe prognozy: przewidywanie okresu przydatności do spożycia w określonych warunkach przy użyciu modelowania termokinetycznego
Wnioski
Symultaniczna analiza termiczna Jednoczesna analiza termiczna zapewnia laboratoriom, badaczom i inżynierom w przemyśle farmaceutycznym wysoce czułe, powtarzalne i wydajne czasowo narzędzie. Umożliwia dogłębną i wiarygodną ocenę wrażliwości na wilgoć, przemian termicznych i procesów rozkładu kryształów API. Szczególnie w warunkach GMP i w kontekście zapewnienia jakości, STA umożliwia rozwój i przechowywanie API na najwyższym poziomie naukowym. Metoda ta zapewnia precyzyjną identyfikację krytycznych punktów przejścia, wiarygodną ocenę wrażliwości na wilgoć oraz pełną charakterystykę termicznego i chemiczno-strukturalnego zachowania rozkładu. Znacząco zwiększa to zarówno bezpieczeństwo analizy składników aktywnych, jak i efektywność rozwoju, kontroli jakości i testów stabilności.
Lista źródeł
(1) DocCheck Flexikon: Stabilność kryształów farmaceutycznych.
https://flexikon.doccheck.com/de/Stabilit%C3%A4tspr%C3%BCfung_(Pharmacy)
(2) Deutsche Apotheker Zeitung: Opanowanie reakcji rozkładu.
https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2015/daz-52-2015/zersetzungs-reaktionen-beherrschen
