Blog de Aproveitamento do Desenvolvimento de Medicamentos por XRPD Série 3: “Como Promover a Análise de Formas Sólidas com Técnicas Complementares ao XRPD”

Ao longo desta série de 4 partes do blog, vamos mostrar como a difração de raios X em pó (XRPD), uma das análises de formas sólidas, auxilia os desenvolvedores de medicamentos na otimização da solubilidade e desempenho dos medicamentos.

Desta vez, na terceira parte da série, vamos explicar “como combinar métodos complementares ao XRPD” para realizar uma caracterização mais abrangente e eficiente dos princípios ativos dos medicamentos (API).
As outras partes estão disponíveis em Parte 1, Parte 2 e Parte Final.

Otimização da Análise XRPD em Modo de Transmissão

No blog anterior, explicamos que o XRPD é uma técnica poderosa e comum para detectar e caracterizar polimorfos de API. XRPD é a única técnica de fluxo de trabalho único que pode obter detalhes completos da impressão digital estrutural de APIs cristalinas e amorfas. No entanto, a caracterização de formas sólidas usando XRPD pode ter seus desafios únicos. Na preparação da amostra, existem dois fatores-chave que podem afetar os resultados: (i) distribuição de orientação cristalina, (ii) estatísticas das partículas. Por exemplo, às vezes a amostra demonstra orientação preferencial, o que pode causar desvios na intensidade das reflexões medidas nos dados de difração. Este é um problema bastante comum em pós que contêm cristais anisotrópicos (como cristais em forma de placa ou agulha, em vez de cúbicos) (Figura 1). A amostra ideal é composta por muitos cristais orientados aleatoriamente, o que proporciona alta reprodutibilidade estatística.

Então, como podemos minimizar os efeitos de orientação preferencial nos medições de XRPD? Uma das maneiras mais simples é mudar a geometria do experimento XRPD de modo de reflexão para modo de transmissão. Essa mudança de geometria permite rotação da amostra, removendo mais efetivamente as orientações preferidas. Embora o modo de reflexão tenha um histórico estabelecido de métodos de verificação e controle de qualidade, recentemente há crescente popularidade do modo de medição por transmissão para melhorar a eficácia do uso de XRPD na análise de formas sólidas.

Técnicas Complementares Aumentam o Potencial Analítico do XRPD

Embora o XRPD seja uma técnica abrangente para analisar morfologias de API, combinar com métodos complementares pode proporcionar um entendimento mais profundo sobre a estrutura e o comportamento das formas sólidas. Ter uma ampla gama de dados permite que os cientistas farmacêuticos façam escolhas informadas e futuristas durante o desenvolvimento de APIs. Pode-se eliminar compostos líderes instáveis e pouco confiáveis em estágios precoces do processo de desenvolvimento, economizando tempo e custo, e tornando o desenvolvimento subsequente mais seguro.

Por exemplo, técnicas de análise térmica, como Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Térmica Gravimétrica (TGA), são eficazes na medição da estabilidade térmica de formas sólidas. Como descrito em nosso blog anterior, isso é particularmente eficaz ao caracterizar diferentes polimorfos e realizar testes de estabilidade de candidatos a APIs líderes.

As medições de DSC e os experimentos de TGA elucidam as temperaturas de transição e energias dos polimorfos, além de fornecerem informações sobre a formação de diferentes hidratos. Além disso, o XRPD fornece insights sobre mudanças na estrutura cristalina devido à temperatura ou umidade. Recentemente, tem havido um aumento na realização de avaliações de estabilidade durante o desenvolvimento, auxiliando na mitigação de riscos no fluxo de trabalho de desenvolvimento. Além disso, técnicas de espalhamento de raios-X, como Espalhamento a Pequenos Ângulos de Raios X (SAXS) e Função de Distribuição de Pares (PDF), podem fornecer insights sobre a estrutura do fármaco bruto junto com XRPD. O SAXS é utilizado na análise de nanomateriais, medindo a intensidade dos raios-X dispersos em amostras próximas ao feixe direto. Essa dispersão fornece informações detalhadas sobre a distribuição do tamanho das partículas na escala nanométrica. Esta técnica é altamente versátil, podendo ser utilizada em dispersões líquidas, materiais porosos e amostras sólidas. Por outro lado, o PDF é uma técnica para avaliar a ordem de curto alcance em materiais amorfos. É particularmente eficaz para substâncias inerentemente desordenadas e pode determinar a estrutura de materiais amorfos, de baixa cristalinidade, nanocristais e estruturados na escala nano usando padrões completos de difração de raios-X em pó.

Conclusão

Continuar o desenvolvimento de medicamentos sem compreender suficientemente a estrutura e estabilidade de polimorfos pode resultar em problemas de segurança, eficácia e qualidade. Além disso, deficiências na caracterização de polimorfos podem tornar indefinido o pedido de patente, levando a resultados desastrosos anos depois. Embora o XRPD seja uma ferramenta poderosa para caracterizar a forma sólida das APIs, é possível aprimorar os insights analíticos usando ferramentas complementares como análises térmicas, SAXS e PDF para preencher as lacunas dessas caracterizações.

No blog final desta série, que será publicado em breve, apresentaremos um resumo sobre como melhor aproveitar o XRPD na seleção de compostos líderes no desenvolvimento de medicamentos.

Para saber mais sobre como o XRPD pode ajudar no desenvolvimento de medicamentos, baixe o guia completo.

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