Amorphisation of drugs, using carbamazepine studies as an example

by Piotr M. Zieliński (The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics)

Thursday 2 Feb 2023, 11:00 → 13:00 UTC

 

Słaba rozpuszczalność w wodzie polikrystalicznych substancji czynnych leków (API) stanowi istotny problem dla przemysłu farmaceutycznego. Wysiłki zmierzające do poprawy biodostępności leków, obejmują szereg chemicznych i fizycznych modyfikacji ich substancji aktywnych, by wspomnieć o syntezie różnych odmian krystalograficznych API (które mogą prezentować różne właściwości fizykochemiczne), tworzeniu dwuskładnikowych ko-kryształów lub ko-amorficznych stałych dyspersji, przy czym szczególnie ważną techniką jest amorfizacja. Amorficzne API wykazują wyższą, w porównaniu do postaci krystalicznej, energię wewnętrzną i ruchliwość molekularną, co może zwiększać ich rozpuszczalność i biodostępność. Jednakże ta forma API jest termodynamicznie niestabilna i ma tendencję do rekrystalizacji. Dlatego oprócz poprawy rozpuszczalności środka leczniczego ważne jest również zapewnienie jego stabilności.

Tutaj zostanie przedstawiony przykład takich badań, przeprowadzonych w IFJ PAN w ramach pracy doktorskiej dr Agnieszki Dołęgi, dotyczących stabilności fizycznej krystalicznej i amorficznej formy karbamazepiny.

 

The poor solubility of polycrystalline Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) in water is a major problem in the pharmaceutical industry. Efforts to improve the bioavailability of drugs include a number of chemical and physical modifications of their active ingredients, such as the synthesis of different API polymorphs (which may have different physicochemical properties), the formation of binary co-crystals or co-amorphous solid dispersions, with amorphisation being a particularly important technique. Amorphous APIs exhibit increased internal energy and molecular mobility compared to the crystalline form, which can improve their solubility and bioavailability. However, this form of the API is thermodynamically unstable and tends to recrystallise. Therefore, in addition to improving the solubility of the therapeutic agent, it is also important to ensure its stability. 

An example of such research carried out at IFJ PAN as part of Dr Agnieszka Dolęga's PhD thesis on the physical stability of crystalline and amorphous forms of carbamazepine will be presented.