Substancja czynna (czyli składnik produktu leczniczego odpowiadający za jego działanie farmakologiczne) najczęściej nie jest jedynym składnikiem leku, lecz mieszana z odpowiednimi substancjami pomocniczymi. Dopiero takiej mieszaninie nadawana jest konkretna forma Warto wiedzieć, że postacie leków można podzielić ze względu na ich właściwości fizykochemiczne lub drogę podania.
Biorąc pod uwagę właściwości fizykochemiczne leków wyróżniamy:
Postacie stałe leków
Stałe postacie leków mają znaczący udział w rynku farmaceutycznym. Są przeznaczone najczęściej do użytku wewnętrznego a ich niewątpliwą zaletą jest wygodny i bezbolesny sposób podania oraz łatwość dawkowania. Formulacje stałe leków są powszechnie stosowane w leczeniu różnych chorób, stanów zapalnych oraz stanów bólowych. Z perspektywy producenta leków niezwykle istotne są narzędzia, które umożliwią kontrolę nad odpowiednią jakością zarówno substancji leczniczych i pomocniczych stosowanych w produkcji jak i produktu finalnego.
Obejmuje to m. in.
- ocenę czystości oraz zgodności substancji leczniczej z substancją referencyjną
Kontrola jakości oraz czystości surowców wyjściowych przeznaczonych do celów farmaceutycznych oraz potwierdzenie ich tożsamości w stosunku do substancji wzorcowej jest niezbędnym elementem w zapewnieniu jakości produktu końcowego
- ocenę jednorodności rozmieszczenia substancji czynnej w leku
Badania związane z oceną jednorodnego rozmieszczenia substancji czynnej w produkcie stanowią szczególnie zagadnienie w badaniach stałych postaci produktów leczniczych. Leki np. w postaci tabletek mogą być dzielone aby ułatwić sposób przyjmowania bądź zapewnić odpowiednią dawkę. Prawidłowość tego dawkowania powinna być zatem potwierdzona odpowiednimi badaniami.
- ustalenia czy substancja występuje w postaci amorficznej czy krystalicznej
Aspekt występowania niektórych substancji aktywnych oraz pomocniczych w różnych formach polimorficznych jest niezwykle ważny w badaniach nad stałymi formami leków Polimorfy posiadają ten sam skład chemiczny jednakże mogą różnić się właściwościami fizyko-chemicznymi, co w przypadku leków może przekładać się na trwałość, wchłanianie, biodostępność czy właściwości technologiczne istotne w procesie formulacji. Do zmiany formy polimorficznej może dochodzić zarówno na etapie procesu technologicznego produkcji leku jak i w trakcie jego przechowywania, dlatego tak ważna jest odpowiedź na pytanie czy w gotowym produkcie znajduje się pożądana forma substancji czynnych bądź pomocniczych
- ocenę trwałości/stabilności substancji wykorzystywanych w produkcji leków
Aspekt trwałości jest szczególnie ważny ze względu na możliwość rozpadu substancji czynnej czy też krystalizacji form amorficznych bądź rekrystalizacji form krystalicznych pod wpływem zmieniających się warunków temperaturowych, wilgotności czy też obecności różnych substancji pomocniczych, -potwierdzenie jakości zarówno surowców wyjściowych jak i produktów pośrednich (np. granulatów, peletek) i produktu finalnego
Zarówno produkty pośrednie jak i produkt finalny powinien być kontrolowany ze względu na zapewnienie wysokiej skuteczności oraz bezpieczeństwa leku.
Spektroskopia ramanowska w badaniu stałych postaci leków
Specjaliści laboratorium obrazowania JCI mogą dostarczyć odpowiedzi na powyższe pytania z wykorzystaniem spektroskopii ramanowskiej. Jest to powszechnie używane narzędzie do identyfikacji substancji chemicznych oraz badania składu próbek złożonych, w tym formulacji leków. Podstawą fizyczną tej metody jest zjawisko ramanowskiego rozpraszania światła, które umożliwia uzyskanie informacji o energii drgań wiązań chemicznych.
Podczas pomiaru próbkę naświetla się światłem laserowym, co powoduje wzbudzenie drgań cząsteczek oraz emisję światła rozproszonego o zmienionej energii, charakterystycznej dla każdej substancji. Informacja ta otrzymywana jest w postaci widma ramanowskiego, które następnie porównuje się z widmami substancji wzorcowych bądź analizuje w oparciu o dostępną literaturę. Efektem finalnym jest identyfikacja składu próbki.
Spektroskopia ramanowska jest metodą szybką i nieinwazyjną, oraz co ważne – bezpieczną dla próbki ze względu na nieniszczący charakter analizy, co czyni ją bardzo przydatną w badaniach laboratoryjnych. Jak każda technika posiada jednak pewne ograniczenia. Efekt rozpraszania ramanowskiego jest stosunkowo słaby oraz zależy od właściwości próbki, a dla substancji o charakterze jonowym (np. sole nieorganiczne) lub metali, otrzymanie widma ramanowskiego jest niemożliwe. W takich przypadkach z pomocą przychodzą alternatywne metody analizy takie jak spektroskopia IR, NMR czy też spektrometria mas, które są często wykorzystywane do badania substancji organicznych i mineralnych.
Substancje organiczne odznaczają się zazwyczaj silnym efektem rozpraszania ramanowskiego. Łatwe w analizie pozostają w szczególności tłuszcze, oleje, woski oraz związki aromatyczne i zawierające sprzężone wiązania wielokrotne, takie jak -C=C- lub -C≡N-. Tego typu substancje są często podstawą formulacji stałych leków, co wyjaśnia dlaczego spektroskopia ramanowska jest tak chętnie wykorzystywana w przemyśle farmaceutycznym oraz inżynierii odwrotnej.
Mapowanie substancji w stałych postaciach leków
Mapowanie substancji za pomocą spektrometru ramanowskiego w stałych postaciach leków pozwala na:
- wizualizację dystrybucji składników próbki, w tym substancji aktywnych (API) i pomocniczych w formulacjach stałych – tabletkach, kapsułkach i proszkach;
- wizualizację ciągłości otoczki leku;
- określenie i odróżnienie form krystalicznych, amorficznych i polimorficznych;
- badanie zanieczyszczeń mechanicznych i chemicznych powstałych w procesie produkcyjnym lub poprodukcyjnym;
- badanie stabilności API produktu finalnego w różncyh warunkach rpzechowywania;
- analizę jakościową i półilościową, które są istotne w badaniach preformulacyjnych, formulacyjnych, w kontroli jakości oraz w inżynierii odwrotnej;
Dodatkowymi atutami spektroskopu ramanowskiego w JCI jest obecność profilometru optycznego TrueSurface® – przystawki pozwalającej na prowadzenie mapowania z uwzględnieniem powierzchni próbki – oraz specjalistycznego oprogramowania ParticleScout®. To ostatnie narzędzie łączy zalety mikroskopii konfokalnej oraz spektroskopii ramanowskiej pozwalając na jednoczesną charakterystykę wielkości cząstek i ich identyfikację chemiczną. Jest to znakomite narzędzie do analizy zawartości kapsułek czy leków w postaci proszków.
Laboratorium Obrazowania Jagiellońskiego Centrum Innowacji posiada bogatą ofertę analiz dedykowanych branży farmaceutycznej. Badania wykonujemy przy użyciu spektroskopii ramanowskiej –posiadamy dwa spektrometry WITec alpha 300 RSA+ oraz alpha 300 R wyposażone w:
- linie laserowe o długościach fali 532, 633 oraz 785 nm
- profilometr (TrueSurface®), który odwzorowuje powierzchnię próbek podczas pomiaru
- zestaw obiektywów powietrznych o różnych powiększeniach oraz obiektyw immersyjny przydatny w pomiarach w wodnym środowisku
- polaryzatory liniowe, umożlwiające pomiary w zakresie 0 – 90
- polaryzator kołowy
- specjalistyczne oprogramowanie ParticleScout® do analizy dystrybucji wielkości cząstek.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat to skontaktuj się z:
dr Dianą Dołęgą
K: +48 517 062 813
E: diana.dolega@jci.pl