Série de blogs sur l’utilisation du développement de médicaments avec XRPD – Partie 3 : Comment promouvoir l’analyse des formes solides avec des techniques complémentaires à l’XRPD

Dans cette série de blogs en 4 parties, nous présentons comment la diffraction des rayons X sur poudre (XRPD), l’une des techniques d’analyse des formes solides, aide les développeurs de médicaments à optimiser la solubilité et la performance de leurs médicaments.

Dans ce troisième épisode, nous expliquons « comment combiner l’XRPD avec des techniques complémentaires » pour évaluer de manière plus exhaustive et efficace les propriétés des principes actifs pharmaceutiques (API).
Consultez les autres épisodes ici : Episode 1, Episode 2, Episode final.

Optimisation de l’analyse XRPD en mode transmission

Dans le blog précédent, nous avons expliqué que l’XRPD est une méthode puissante et courante pour détecter et évaluer les polymorphes des API. XRPD est la seule technologie de flux de travail unique qui permet d’obtenir une empreinte détaillée de la structure des API cristallines et amorphes. Cependant, il peut y avoir des défis uniques lors de l’évaluation des formes solides avec XRPD. Deux facteurs clés lors de la préparation des échantillons peuvent affecter le résultat : (i) la distribution d’orientation des cristallites, (ii) la statistique des particules. Par exemple, l’échantillon peut montrer une orientation préférée, ce qui peut entraîner des écarts dans l’intensité de la réflexion mesurée dans les données de diffraction. C’est un problème assez commun avec les substances en poudre contenant des cristaux anisotropes (comme des cristaux en plaques ou en aiguilles, plutôt qu’en cubes) (Figure 1). Un échantillon parfait devrait contenir de nombreux cristallites orientés de façon aléatoire avec une grande reproductibilité statistique.

Alors, comment minimiser l’effet d’orientation préférée dans les mesures XRPD ? Une des méthodes les plus simples est de passer de la géométrie de mode réflexion à celle de mode transmission pour l’expérience XRPD. Ce changement de géométrie permet de tourner l’échantillon afin d’éliminer plus efficacement l’orientation. Bien que la mode réflexion ait été historiquement vérifiée et que les méthodes de contrôle de la qualité aient été établies, ces dernières années, la popularité de la mode transmission pour l’analyse des formes solides augmente afin d’améliorer l’efficacité de l’utilisation de l’XRPD.

Les techniques complémentaires améliorent le potentiel analytique de l’XRPD

Bien que l’XRPD soit une méthode complète pour analyser la morphologie des API, l’utilisation conjointe de techniques complémentaires permet de mieux comprendre la structure et le comportement des formes solides. Avec un large éventail de types de données, les scientifiques pharmaceutiques peuvent faire des choix éclairés pour le développement d’API en envisageant l’avenir. Éliminer les composés principaux peu stables et peu fiables à un stade précoce du développement peut épargner temps et coûts, assurant un développement ultérieur plus sûr et certain.

Par exemple, les techniques d’analyse thermique telles que l’analyse calorimétrique différentielle à balayage (DSC) ou l’analyse thermogravimétrique (TGA) sont efficaces pour mesurer la stabilité thermique des formes solides. Comme expliqué dans le blog précédent, ceci est particulièrement utile pour évaluer les divers polymorphes et entreprendre des tests de stabilité pour le meilleur candidat principal.

Les mesures DSC et les expériences TGA permettent de comprendre les températures et l’énergie de transition des polymorphes et fournissent des informations sur la formation de divers hydrates. De plus, XRPD donne des connaissances sur les structures cristallines changeantes selon la température et l’humidité. Récemment, la réalisation d’évaluations de la stabilité au stade du développement est devenue plus courante et aide à réduire les risques dans les flux de travail de développement. En outre, les techniques de diffusion des rayons X telles que la diffusion des rayons X à petit angle (SAXS) et la fonction de distribution des paires (PDF) permettent d’obtenir des informations sur la structure des substances actives avec l’XRPD. SAXS, utilisé pour analyser les matériaux nanométriques, mesure l’intensité des rayons X diffusés par un échantillon près du faisceau direct. Ce type de diffusion fournit des informations détaillées sur la distribution de taille des particules à l’échelle nanométrique. Cette méthode est extrêmement polyvalente, pouvant être utilisée pour des dispersions liquides, des supports poreux et des échantillons solides. D’autre part, la PDF est une méthode pour évaluer l’ordre à courte distance des matériaux amorphes. Elle est efficace surtout pour les substances désordonnées par nature, permettant de déterminer la structure des matériaux amorphes, peu cristallins, nanocristallins et nanostructurés à partir des motifs complets de diffraction des rayons X en poudre.

Conclusion

Poursuivre le développement pharmaceutique sans une compréhension approfondie de la structure et de la stabilité des polymorphes peut entraîner des problèmes de sécurité, d’efficacité et de qualité. En outre, l’incomplétude dans le profilage des polymorphes peut rendre floues les demandes de brevet, menant à des conséquences désastreuses des années plus tard. XRPD est un outil puissant pour l’évaluation des formes solides des API, mais l’utilisation d’outils complémentaires comme l’analyse thermique, SAXS, et PDF peut combler les lacunes du profilage et améliorer les insights analytiques.

Dans le prochain et dernier blog de cette série, à paraître prochainement, nous présenterons un aperçu des meilleures façons d’exploiter l’XRPD pour le choix des composés principaux dans le développement pharmaceutique.

Pour plus d’informations sur l’utilité de l’XRPD dans le développement de médicaments, téléchargez le guide complet.

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