3.24
Факторы, влияющие на растворение: полиморфизм, аморфизм и псевдополиморфизм
К полиморфизму относится существование лекарственного вещества в нескольких кристаллических формах, известных как полиморфы. Недавно этот термин был р…
На растворение лекарства влияет полиморфизм, который относится к существованию лекарственного вещества в нескольких кристаллических формах, таких как полиморфы, сольваты и аморфные формы.
Полиморфы лекарства имеют одну и ту же химическую формулу, но разную химическую структуру, поэтому они проявляют разные физические свойства.
Например, суспензия левомицетина имеет несколько кристаллических форм. Тем не менее, более высокий процент высокорастворимого полиморфа β усиливает абсорбцию препарата.
Метастабильные полиморфы могут превращаться в более стабильную форму во время производства и могут вызывать такие проблемы, как растрескивание таблеток или предотвращение грануляционного сжатия.
В процессе производства некоторые препараты взаимодействуют с растворителями, образуя сольваты. Различные кристаллические формы этих сольватов называются псевдополиморфами.
Когда растворителем является вода, образуются гидраты. В случае гидратов эритромицина график зависимости процента растворения от времени показывает различные закономерности растворимости для дигидратов, моногидратов и ангидратов.
Наконец, аморфные формы лишены кристаллической структуры и быстрее растворяются в водных растворах, чем кристаллы.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is polymorphism and how does it affect drug dissolution?
Polymorphism refers to a drug substance existing in multiple crystalline forms with the same chemical formula but different structures and physical properties. Different polymorphs exhibit varying solubility rates; for example, chloramphenicol's highly soluble β-polymorph enhances drug absorption compared to less soluble forms. This variation directly impacts dissolution rates and bioavailability.
Q2: Why do metastable polymorphs cause problems during drug manufacturing?
Metastable polymorphs can convert to more stable forms during manufacturing, causing tablet cracking or preventing granulation compression. These transitions occur because metastable forms possess higher free energy than stable polymorphs. Such changes may require product reformulation to maintain pharmaceutical quality and efficacy.
Q3: What are solvates and pseudopolymorphs in pharmaceutical formulations?
Solvates form when drugs interact with solvents during manufacturing. When water is the solvent, specific crystalline forms called hydrates are produced. These pseudopolymorphs possess different solubility characteristics than their anhydrous counterparts; for instance, erythromycin hydrates show distinct dissolution patterns compared to the anhydrate form.
Q4: How do amorphous drug forms compare to crystalline forms in dissolution?
Amorphous forms lack crystalline structures and dissolve more rapidly in aqueous solutions than crystalline forms. Being less structurally rigid, amorphous drugs often exhibit faster dissolution rates. However, some polymorphic crystals possess lower aqueous solubility than their amorphous counterparts, potentially leading to incomplete absorption.
Q5: Why does anhydrous ampicillin absorb faster than ampicillin trihydrate?
The anhydrous form of ampicillin dissolves more quickly than ampicillin trihydrate, resulting in faster absorption. This difference stems from the distinct solubility characteristics of hydrated versus anhydrous forms. Faster dissolution of the anhydrous form enables more rapid drug availability for mechanisms of drug absorption paracellular transcellular and vesicular transport.
Q6: What determines whether a polymorph is stable or metastable?
The most stable polymorph has the lowest free energy, making it thermodynamically favored. Metastable polymorphs possess higher free energy and may spontaneously transition to more stable forms over time. This energy difference explains why certain crystal forms persist during manufacturing while others convert, potentially causing formulation problems.
Q7: How do hydrate forms of erythromycin differ in their dissolution behavior?
Erythromycin exists in dihydrate, monohydrate, and anhydrate forms, each displaying different solubility patterns. When percent dissolved is plotted against time, these hydrate forms show distinct dissolution curves. The variation in water content directly influences the crystal structure and aqueous solubility of each form.