La combinación de calorimetría diferencial de barrido y difracción de rayos X es un estándar de oro para las alteraciones investigadas del estado sólido de productos farmacéuticos basados en lípidos. La metodología combinada es una herramienta sólida para detectar el polimorfismo, el crecimiento cristalino y la transición facial de los lípidos combinados con el cribado, el comportamiento terminal y la visibilidad del fármaco con matriz lipídica. Esta metodología se puede utilizar para comprender la interacción entre el estado sólido de los lípidos y el rendimiento de su producto farmacéutico.
Tales productos pueden variar desde formulaciones de nanolípidos hasta tabletas de matriz. El procedimiento será realizado por Gerfried Luschin-Ebengreuth. Gerfried es un científico de nuestro laboratorio.
Para comenzar, encienda el suministro de gas nitrógeno y ajuste la presión entre 0,2 y 0,5 bar. Encienda la calorimetría diferencial de barrido o el instrumento DSC y el cambiador automático de muestras. Abra el software y haga clic en el botón sí para activar el modo de espera, y luego haga clic en ver señales.
Permita una calibración del dispositivo durante al menos una hora. Purgar el horno con nitrógeno. Haga clic en el icono del nuevo método y vaya a la definición del método.
Cuando se abra la ventana de resumen, active la opción de modulación de temperatura. Vaya a la pestaña de encabezado y seleccione el método haciendo clic en la muestra. Vaya a la pestaña programa de temperatura.
Seleccione purgar dos MFC y MFC protector a 50 mililitros por minuto. Ajuste el modo de espera a 20 grados centígrados, el ciclo de calentamiento a cinco kelvin por minuto desde 20 grados centígrados hasta por encima de la temperatura de fusión de la retención isotérmica de lípidos a esta temperatura durante cinco minutos. Ciclo de enfriamiento a cero grados centígrados a cinco Kelvin por minuto.
Ajuste la temperatura final de restablecimiento de emergencia a una temperatura de 10 grados centígrados por encima de la temperatura más alta del programa y la temperatura de espera final a 20 grados centígrados. Vaya a la pestaña de calibración y seleccione el archivo de temperatura y sensibilidad adecuado. Guarde el método.
Pese de tres a cuatro miligramos de cada muestra en crisoles de aluminio y registre el peso exacto cargado en cada crisol. Selle el crisol de aluminio con una tapa perforada. Coloque los crisoles en la bandeja del muestreador automático y active el modo de muestreo automático en el software y el método relacionado con la carga para cada muestra.
Complete la posición de la muestra, el nombre de la muestra y el peso de cada muestra, y la posición del crisol de referencia en la ventana de vista de la bandeja de muestras. Inicie la medición. Abra los datos sin procesar utilizando el software para el análisis de datos y plante la temperatura frente al flujo de calor haciendo clic en el botón X tiempo, X temperatura.
En la ventana emergente, haga clic en ocultar segmentos isotérmicos. En el lado izquierdo de la pantalla, seleccione solo las curvas que se van a analizar. Comprobar el comportamiento térmico de los lípidos como eventos endotérmicos y exotérmicos de energía absorbida o liberada en forma de calor respectivamente en función de la temperatura.
Haga clic en la curva seguida de evaluación y área. Calcular la entalpía de fusión como el área bajo la curva de endotermos. Seleccione los límites de integración moviendo las líneas verticales alrededor de dos o tres grados centígrados antes y después del inicio y el punto final del pico.
Seleccione una línea base lineal para la integración de picos. El área entre la curva y la línea de base es proporcional al cambio en la entalpía. Haga clic en aplicar para finalizar el cálculo.
Del mismo modo, calcule la entalpía de cristalización como el área bajo la curva de exotermas. Determine el inicio de la temperatura de fusión o el inicio en T haciendo clic en la curva a analizar. Y luego en la evaluación y el inicio.
Seleccione los límites de cuantificación moviendo las líneas verticales a la sección más recta de la curva. Esto suele ser alrededor de cinco a 10 grados centígrados antes y después del pico. Luego determine la temperatura de fusión o TM haciendo clic en la curva a analizar.
Seguido de la evaluación y el pico, el valor obtenido es el máximo del pico. Utilice un sistema de dispersión de rayos X compuesto por una cámara de enfoque puntual fijada a un generador de rayos X de tubo sellado y equipada con una unidad de control y el software relacionado. Utilice dos detectores sensibles colocados linealmente para cubrir las regiones de dispersión de rayos X de ángulo pequeño y ancho.
Encienda el sistema de agua de refrigeración en la unidad de control, la bomba de vacío, las válvulas de gas y el sistema de control de potencia y seguridad. Luego encienda las válvulas de control de voltaje y purga para los detectores a un flujo de gas entre 10 y 20 mililitros por minuto. Encienda el tubo de rayos X y la opción de espera y espere aproximadamente 10 minutos.
Apague el modo de espera y encienda el tubo de rayos X a la potencia máxima, que es superior a 50 kilovoltios. Espere al menos 30 minutos. Inicie el software de control y haga clic en restablecer TPF.
A continuación, elija Filtro de tungsteno y establezca la posición. Vaya a la posición para fijar la posición del filtro de tungsteno. Llene las muestras en capilares de vidrio especiales con un diámetro externo de aproximadamente dos milímetros evitando cualquier atrapamiento de aire en los capilares.
Selle el capilar de vidrio con cera y colóquelo cuidadosamente en el soporte capilar. Encienda el motor para la rotación de la muestra y cierre la válvula de vacío y espere hasta que la presión sea inferior a cinco milibares. En el software, seleccione una resolución de posición de 1024 para ambos detectores y establezca el tiempo de exposición en 1, 200 segundos.
Haga clic en las herramientas de toque para configurar los límites de energía, luego haga clic en establecer límites de energía y resoluciones y reiniciar. Establezca los límites de energía en un rango adecuado entre 400 y 900. Abra el obturador de seguridad e inicie la medición.
Asegúrese de que la ventana de medición muestre un máximo de 80 recuentos por segundo. Si esto no se da, adapte la posición del filtro. Exporte los datos como archivos P00.
Los datos consisten en la intensidad de transmisión y absorción frente al número de canal. Transfiera los datos para su evaluación a un software estadístico y corrija los datos normalizando las intensidades utilizando la masa de dispersión medida con el filtro de tungsteno. Cree una gráfica de intensidad normalizada frente a dos veces el ángulo de difracción.
Utilice la función de lector de pantalla para encontrar picos de difracción tanto en dispersión de rayos X de ángulo pequeño o SAXS como en regiones de dispersión de rayos X de amplio rango o WARS. Aplique la ecuación de Brags para calcular los picos de difracción para los cuales se alcanzó la intensidad máxima en interacción o espaciados. Calcule las proporciones de la posición máxima de la región SAXS para averiguar la simetría cristalina de los lípidos y use el pico de difracción principal de la región SAXS para cuantificar el espesor del cristalito.
Ajuste el pico en una función gaussiana a través de cuadrados arrendados clásicos y obtenga el ancho completo a la mitad del máximo haciendo clic en picos de análisis y líneas de base, analizador de picos, diálogo abierto. En la ventana emergente, seleccione la opción Ajustar picos Pro. Seleccione una línea base constante con Y igual a cero.
Seleccione el pico de difracción principal de la región SAXS. Haga clic en control de ajuste para seleccionar los parámetros de ajuste máximo. Elija la función Gauss Amp.
Establezca los parámetros Y cero XC1 y A1 como fijos y ajuste los datos. Obtenga el ancho completo a la mitad del máximo del ajuste. Finalmente, use la ecuación del surero para calcular el espesor cristalino.
Las configuraciones de diapasón y silla de una molécula de triacilglicerol, la subcélula, la laminilla y la plaqueta cristalina se muestran aquí. La imagen representativa muestra los patrones de espaciado corto y largo de la forma alfa de las regiones Tripalmitin y WAXS y SAXS. Lo mismo para la forma beta se muestra en esta imagen.
El ingrediente farmacéutico activo o cristales API codificados con monoestearato de glicerol se miden a través de DSC y rayos X directamente después del recubrimiento y después de tres meses de almacenamiento en condiciones aceleradas. Los datos de DSC de muestras después de tres meses de almacenamiento bajo aceleración muestran que un endotermo en el inicio T es igual a 55.7 grados Celsius con dos eventos superpuestos a 60.2 grados Celsius para la fusión de la forma alfa restante y en TM es igual a 63.8 grados Celsius como el evento principal para la fusión de la forma beta. La transición polimórfica se confirma con los datos de rayos X mediante la detección de los espaciados D cortos típicos de la forma beta combinados con la reducción del grosor de la lámina debido a la inclinación molecular.
También se observó una alteración significativa en los perfiles de liberación, lo que puede explicarse por la evidente transformación polimórfica de la forma alfa a la forma beta con una disposición de subcélulas más densa que resulta en una superficie repelente al agua. Aquí se muestran datos DSC, datos de rayos X y un perfil de lanzamiento API de cristales API codificados con PG13C16C18 parcial directamente después de la codificación y después de tres meses de almacenamiento en condiciones aceleradas. El análisis DSC de las muestras almacenadas reveló termogramas sin cambios, que no muestran polimorfismo ni separación de fases.
El estado sólido estable de PG3C16C18 parcial fue confirmado por los patrones de rayos X. La región WAXS muestra un pico correspondiente a un espaciado corto de D igual a 4.15 angstrom y T0 en muestras almacenadas asociadas con la forma alfa. La región SAXS reveló un pico principal inalterado en un largo espaciado D de D igual a 63.7 angstrom correspondiente a una estructura laminar con configuración de dos L.
El estado sólido estable de la matriz lipídica da como resultado el perfil de liberación estable de API a partir de la codificación. Para proporcionar datos de rayos X de alta calidad, es importante evitar el atrapamiento entre partículas al llenar los capilares. También para seleccionar un tiempo de exposición que se basa en el tipo de muestra y el equipo disponible.
Durante el desarrollo de nuevos productos farmacéuticos, el cribado del estado sólido de los lípidos y su interacción con el API se utiliza para seleccionar el proceso de fabricación adecuado y predecir la estabilidad del producto.
