Los investigadores de la Universidad de Purdue han creado un dispositivo que puede determinar de forma rápida y económica si las nuevas formulaciones farmacéuticas tienen trazas de cristalinidad que pueden afectar negativamente la estabilidad y biodisponibilidad del medicamento.
Los investigadores han desarrollado instrumentos que pueden detectar con precisión en las primeras etapas si una formulación farmacéutica tiene un contenido de trazas cristalinas. El instrumento se basa en triboluminiscencia y funciona midiendo la luz emitida cuando se aplasta un polvo farmacéutico.
"Cualquier luz que se mida es directamente proporcional a la cantidad de cristalinidad en la formulación", dijo Casey Smith, un estudiante graduado en el Departamento de Química de Purdue.
La forma sólida de un ingrediente farmacéutico activo puede influir profundamente en la proporción de ese medicamento que puede ingresar al cuerpo y tener un efecto. Muchos nuevos fármacos candidatos tienen baja solubilidad acuosa, lo que conduce a una menor biodisponibilidad. Si un medicamento no lo hacedisolver de manera oportuna, puede pasar a través de un cuerpo antes de que haya tenido tiempo de surtir efecto. Un método para superar este problema es poner el medicamento en un estado amorfo o fundirlo en una matriz de polímero que se disuelva fácilmente en agua.
"Los nuevos medicamentos que están saliendo son cada vez más grandes y más hidrófobos, o no se disuelven fácilmente en agua", dijo Garth Simpson, profesor de química de Purdue. "Si se detecta la cristalinidad, hay una buena probabilidad de que no se disuelvaen un período de tiempo requerido para ser biodisponible y eficaz "
El instrumento de triboluminiscencia está diseñado para proporcionar una detección rápida de dispersiones sólidas amorfas, formulaciones creadas para hacer que los medicamentos sean más eficaces. El instrumento puede detectar la cristalinidad en niveles tan bajos como 140 partes por millón. Se puede ver un video de cómo funciona el instrumento de triboluminiscenciaa http://youtu.be/em4n0Q6mWjI .
El instrumento fue creado en colaboración con el Centro de Instrumentación Jonathan Amy del Departamento de Química. Es un dispositivo electromecánico que utiliza un solenoide para golpear el polvo en un portaobjetos de microscopio. Un tubo multiplicador fotográfico debajo del portaobjetos mide la radiación óptica resultante dela triboluminiscencia del compuesto. La luz no es visible a simple vista. Un motor mueve el microscopio deslizándolo por la línea para sondear una nueva área del polvo. Los investigadores obtuvieron una patente provisional en el dispositivo con la ayuda de la Oficina de Purduede Comercialización de Tecnología.
"Esta técnica sería más como una pantalla previa de una línea de ensamblaje en una fábrica donde fabrican estos medicamentos. Pueden enviar una pequeña cantidad del material a este instrumento para mediciones de triboluminiscencia. Si obtienen un resultado positivo de lamuestra, luego pueden enviarlo para pruebas más rigurosas ", dijo Scott Griffin, un estudiante graduado de química de Purdue.
Griffin y Smith, ambos estudiantes en el laboratorio de Simpson, fueron los autores principales en un artículo sobre triboluminiscencia publicado en la revista revisada por pares Química analítica que incluyó investigadores de Merck & Co.
Hay otras formas de determinar la cristalinidad, incluido un proceso de generación de un segundo armónico que utiliza un láser pulsado de femtosegundo que también se desarrolló en el laboratorio de Simpson. Pero el instrumento de triboluminiscencia es mucho más simple.
"Se reduce al punto de tiempo más temprano en el que se puede detectar la cristalinidad", dijo Simpson. "Queríamos tener algo que sería una simple evaluación de sí o no que podría hacerse en el sitio. Si algo falla, puede serllevado a un instrumento más avanzado para obtener un mejor sentido de caracterización cuantitativa "
Simpson dijo que un instrumento de triboluminiscencia también podría usarse para determinar rápidamente si los cambios en la forma en que se produce un medicamento causan cristalinidad.
Todavía hay trabajo por hacer, dijo Simpson. Los investigadores quieren poder hacer pruebas de cristalinidad similares en lodos y están trabajando en una celda de flujo para lograrlo.
"Entonces, para muchos de estos cócteles de drogas, cuando lo pones en agua comienza en un estado amorfo pero puede cristalizarse espontáneamente. Queremos herramientas que puedan caracterizar y medir ese proceso", dijo.
Los investigadores también están tratando de tener una idea de qué fracción de moléculas de drogas y compuestos de drogas es probable que sean susceptibles de análisis de triboluminiscencia.
El trabajo inicial en dicho instrumento de triboluminiscencia fue financiado a través de una subvención de la National Science Foundation. La Purdue Research Foundation proporcionó fondos para el prototipo inicial y Merck ha ayudado a financiar el trabajo más reciente.
El instrumento de triboluminiscencia está disponible para la licencia de la Oficina de Tecnología y Comercialización.
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Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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