Polymorphismus-, Kristallinitäts- und Phasengehaltsbestimmung mit XRPD(XRD)

XRPD(XRD) ist eine wichtige analytische Technik zur Charakterisierung von niedermolekularen Medikamenten und bietet direkte Informationen über die Form eines pharmazeutischen Wirkstoffes. Röntgen-Pulverdiffraktogramme bilden einen wesentlichen Teil der Patentanmeldungen für neue polymorphe Formen.


Diese analytische Technik wird in verschiedenen Stadien der Entwicklung von Medikamenten eingesetzt:

Pharmaforschung und Entwicklung (Drug Discovery)

Studien der Polymorphie und Auswahl der optimalen Form, des optimalen Salzes oder Co-Kristalls eines aktiven Wirkstoffes; kristallographische Identifizierung der polykristallinen Struktur, Strukturverfeinerung oder Strukturüberprüfung.

Pharmazeutische Technologie in “Preformulation” and “formulation”.

Physikalisch-chemische Untersuchungen der Ausgangsformulierung. Entwicklung einer Methode zur Polymorphie- und Kristallinitätskontrolle, Unterstützung des „Scale-up“ eines Kristallisationsprozesses oder Studien zur Kompatibilität und Herstellbarkeit.

Stabilitätsstudien

Studien der kristallinen Phasen (Polymorphie) und polymorphen Verunreinigungen des Wirkstoffs während langfristiger und beschleunigter Stabilitätsstudien.

Herstellung

XRPD wird sowohl für die Qualitätskontrolle bei der Chargenfreigabe von Arzneimittelprodukten als auch für die Kontrolle der Qualität der verwendeten Rohstoffe benutzt - Identität, Reinheit, Kristallinität, Polymorphie.


XRPD in der Wirkstoff-Entwicklung

Da XRPD Diffraktogramme ein Abbild der Kristallstruktur eines Materials darstellen, ist Röntgenbeugung ideal für das Screening, die Identifizierung und Charakterisierung von polymorphen Formen und neuer chemischer Verbindungen in der Wirkstoffsuche und -entwicklung. Das Röntgen-Diffraktogramm oder die Kristallstruktur einer Verbindung, eines Hydrats oder Solvats ist oft bei der Sicherung eines Patentes unverzichtbar. Die Technik kann auch verwendet werden, um wichtige Daten für Anträge auf Arzneimittelzulassung (NDAs) zu liefern. Sie kann zur Kristallstrukturbestimmung oder zur Identifizierung des Typs und der Dimensionen der Einheitszelle des Kristallgitters einer pharmazeutischen Verbindungen verwendet werden. Die wichtigste Anwendung von XRPD in der Arzneimittelentwicklung ist jedoch die Identifizierung und Analyse von Kristall formen wie der Polymorphe, Hydrate oder Solvate.


XRPD in der Qualitätsprüfung der Rohstoffe

XRPD ist ein wichtiges Instrument zur Reinheits-, Kristallinitäts- und Polymorphie-Kontrolle bei Wirkstoffen und Hilfsstoffen.

XRPD in “pre-formulation- und “Formulation”- Untersuchungen

Durch die zerstörungsfreie Natur der Röntgenbeugung ist XRPD für systematische “Pre-formulation”-Studien und zum Testen von Arzneimittel-Hilfsstoff-Kompatibilität geeignet. Hilfsstoff-Wechselwirkungen sind für die konsistente Freisetzung und Bioverfügbarkeit des Wirkstoffs (API) entscheidend. Pharmakologen müssen diese Wechselwirkungen vollständig verstehen und kontrollieren, um mögliche kostspielige Probleme durch Instabilitäten der Darreichungsform in späteren Stadien zu vermeiden. Entwicklungswissenschaftler, die Formulierungen und Wirkstofffreisetzung optimieren wollen, sind auf XRPD-Daten angewiesen; sei es zum Polymorphie-Screening, um polymorphe Verunreinigungen zu quantifizieren, zur Kristallinitätsbestimmung oder zur Ermittlung von Kristallitgrößen. XRPD ermöglicht auch, die Konzentration eines Wirkstoffs in der endgültigen Darreichungsform zu analysieren - zusammen mit der Konzentration jedes kristallinen oder amorphen Hilfsstoffes. Potentielle Festkörperumwandlungen während der Tablettierung oder durch die Hygroskopizität einer Verbindung kann die Methode ebenfalls erkennen.


XRPD in der Produktion und bei der Qualitätskontrolle in der Chargenfreigabe

XRPD wird zur Qualitätsüberwachung des Medikamentenproduktes verwendet. Hierzu werden die mikro-strukturellen Parameter des Wirkstoffes bestimmt und das mögliche Vorhandensein von pharmazeutischen polymorphen Verunreinigungen überwacht und quantifiziert. XRPD ermöglicht eine Optimierung von pharmazeutischen Prozessparametern und der Produktionssteuerung. Bei der Herstellung wird es zur Kristallinitätsbestimmung und Phasenanalyse der aktiven Inhaltsstoffe und Füllstoffe verwendet. Dies ist wichtig, da jede Änderung der Morphologie der Füllstoffe oder der kristallinen Form des Wirkstoffes im Endprodukt die Löslichkeit und die Bioverfügbarkeit eines Arzneimittels beeinflussen kann. XRPD wird auch zur Überwachung von Chargen-Gleichförmigkeit verwendet und um Produktstabilität zu gewährleisten. GMP-konforme Qualitätstests werden bei DANNALAB mit einer Durchlaufzeit von nur 24 Stunden angeboten.