Kokrystalizacja ułatwia stosowanie substancji czynnych w produkcji leków

W ostatnim czasie naukowcy z A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences w Singapurze opracowali nową drogę prowadzenia kokrystalizacji. Odkryli, że dodanie kropel wody ułatwia formowanie się kokryształów kofeiny, substancji stymulującej ośrodkowy układ nerwowy.

W trakcie poszukiwania substancji czynnej leków (API) bierze się pod uwagę nie tylko jej skuteczność w leczeniu, ale również jej trwałość w procesach produkcyjnych, możliwość mieszania z innymi substancji oraz trwałość w zakładanych warunkach i czasie. Jedną z technik, która ułatwia przygotowanie substancji czynnych do stosowania, np. w tabletkach, jest wspólna krystalizacja z innymi składnikami – kokrystalizacja.

Kofeina jest związkiem wrażliwym na wilgoć. Jej stabilność można poprawić przez sformowanie kokryształów z biokompatybilnymi cząsteczkami takimi jak kwas 4-hydroksybenzoesowy (4HBA). Z komputerowych symulacji wynika, że kokryształy kofeiny i 4HBA w proporcji 1:1 powinny tworzyć stabilną strukturę. Dotychczas naukowcom udawało się tworzyć takie kokryształy w proporcjach 1:2 lub 2:1.

Zespołowi naukowców pod przewodnictwem Srinivasulu Aitipamuli udało się wytworzyć kokryształy kofeiny i 4HBA w formie monohydratów poprzez zmielenie obu składników z dodatkiem dwóch kropel wody, dzięki czemu kryształy obu składników utrzymywane są przez cząsteczki wody. Wynika to z faktu, że cząsteczki wody mogą być zarówno akceptorem, jak i donorem wiązania wodorowego. Dzięki temu wolne donory i akceptory wodoru mogą być związane przez cząsteczki wody. Bez dodatku wody liczba donorów i akceptorów wiązań wodorowych jest niezbilansowana co sprawia, że kryształy łączą się w proporcjach 1:2 lub 2:1.

Prace badawcze prowadzono również z innymi substancjami czynnymi. Wytworzono m.in. uwodnione kokryształy 4HBA i piracetamu, leku stosowanego w problemach z pamięcią i równowagą. Kolejne badania prowadzone są dla API, które sprawiają problemy przy formulacji i rozpuszczaniu.

(pj)