Полиморфизм лекарственных веществ и его использование в технологии лекарств

Актуальность темы курсовой работы. Полиморфизм - (от греческого «poly» - много, «morph» - форма) способность твёрдых веществ и жидких кристаллов существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической структурой и свойствами при одном и том же химическом составе. Данное явление во многом определяет свойства веществ и присуще большому количеству лекарственных субстанций.

Образование полиморфных форм одного и того же лекарственного вещества обычно происходит при замене используемых растворителей, при введении в жидкие или мягкие лекарственные формы различных вспомогательных веществ, при сушке и т.д. Учёт и рациональное использование явления полиморфизма веществ имели и имеют большое значение для медицины. Практически, от того, в какой кристаллической модификации содержится субстанция в лекарственном препарате, зависит его стабильность и эффективность.

По этой причине лекарственные субстанции, получаемые на разных заводах-изготовителях, иногда даже в пределах одной серии на одном и том же предприятии, могут отличаться особенностью технологии, в частности на этапе кристаллизации, а также возможностью полиморфных модификаций при хранении и транспортировке.

Также подобные изменения могут происходить при производстве и хранении готовых лекарственных средств с последующими изменениями готовой продукции.

В нормативной документации на лекарственную субстанцию обычно не указывается факт возможного наличия у неё полиморфизма и не оговаривается необходимость соблюдения определённых условий кристаллизации вещества, обеспечивающих получение форм с наиболее высокой терапевтической эффективностью.

Всё вышеуказанное вызывает необходимость изучения полиморфизма лекарственных веществ и разработки алгоритма поиска их наиболее активных полиморфов, а также методов их анализа.

Целью работы является комплексное и всестороннее изучение вопросов полиморфизма лекарственных субстанций, выявление существующих теоретических и практических проблем в указанной сфере и выработка на этой основе предложений по совершенствованию и использованию данного явления в практике технологии лекарственных средств.

Данная цель достигается путём решения следующих задач:

• рассмотрение явления полиморфизма как способности веществ существовать в нескольких кристаллических формах;
• оценить различие физико-химических свойств у полиморфов;
• исследовать влияние полиморфных модификаций на биодоступность, фармакологическую активность и токсикологические характеристики лекарственных средств.

Объект исследования – полиморфные изменения лекарственных веществ.

Предмет исследования – изменение физико-химических свойств некоторых лекарственных субстанций, влияние данного явления на фармакологические свойства лекарств.

В данной курсовой работе автор использовал следующие методы: метод системного анализа, метод сравнительного исследования, методы эмпирического исследования (наблюдение, описание и т.д.), исторический метод исследования, а также общелогические методы и приёмы.

Теоретической основой работы являются труды отечественных и зарубежных учёных, содержащие важные теоретические выводы. Материал взят из научных статей, учебных пособий и методических указаний за последние десять лет.

1.1 Биофармация

Биофармация – наука, изучающая зависимость терапевтического действия лекарственных препаратов на организм от различных факторов (фармацевтических, биологических и др.). Данная дисциплина фармации занимается исследованием влияния физических и физико-химических свойств действующих и вспомогательных веществ в лекарственных препаратах, производимых в различных лекарственных формах, но в одинаковых дозах, на их терапевтический эффект.

Возникновение биофрамации было подготовлено всем ходом поступательного развития фармации, медицины, химии и других наук. Именно на стыке нескольких отраслей знаний и берёт своё начало биофармация.

...

1.2 Фармацевтические факторы

Все фармацевтические факторы, которые оказывают влияние на биологическое действие лекарственных препаратов, можно разделить на пять групп:

...

1.4 Развитие представлений о полиморфизме лекарственных и БАВ

Полиморфизм веществ до недавних времён рассматривался химиками, как «редкая игра природы», не имеющая практического значения. Впервые это явление было отмечено в 1788 году, сделал это немецкий химик Мартин Генрих Клапрот. Он установил, что кальция карбонат может кристаллизоваться в виде кальцита (гексагональная модификация) и арагонита (ромбическая модификация), которым соответствует один и тот же химический состав CaCO3. Однако систематические исследования полиморфизма начались лишь после появления работ Эйльхарда Митчерлиха, в которых описаны модификации фосфатов, арсенатов, серы и других веществ. В 1823 году он получил моноклинную серу кристаллизацией из расплава, а затем и ромбическую серу путём её перекристаллизации в органических растворителях.

...

1.5 Полиморфизм: определение, обозначения, полиморфные превращения, методы исследования

Полиморфизм - это одно из свойств структуры кристаллических веществ изменяться в зависимости от условий внешней среды. В результате этого образуются кристаллы, отличающиеся друг от друга симметрией или формой, а также физическими, а иногда и химическими свойствами. Так для кодеина известны три полиморфные модификации или формы, причём форма III растворяется в воде в 10 раз быстрее, чем форма I.

...

1.6 Псевдополиморфизм

Установлено чёткое различие между полиморфизмом и явлениями, объединёнными общим названием псевдополиморфизм (сольватация, изомерия, таутомерия и др.). При кристаллизации ЛВ часто образуются сольваты различного состава, кристаллическая решётка которых характеризуется определённым стехиометрическим соотношением между веществом и растворителем. Физико-химические свойства кристаллических сольватов имеют определяющее значение для фармацевтической технологии (процессы грануляции, сушки, прессования, диспергирования и др.), хранения ЛС в условиях непостоянной температуры и влажности, а также для растворимости и биодоступности.

...

2 Практическая часть

На основании теоретической базы, представленной в основной части данной курсовой работы, была проведена систематизация полученных знаний, касаемо основного вопроса- явления полиморфизма. В ходе работы был выделен ряд веществ, которые подвергаются полиморфным изменениям при тех или иных условиях (кристаллизации, измельчении, увлажнении, нагревании, сушке и т.д.). Выявлено, что достаточно большое количество лекарственных и вспомогательных веществ склонны к полиморфизму. Из общего списка было выделено масло какао, являющееся гидрофобной основой для приготовления суппозиториев.

...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённого исследования можно сформулировать следующие выводы и предложения:

Являясь одним из ведущих факторов физического состояния лекарственного вещества, полиморфизм оказывает большое влияние на терапевтическую активность и свойства лекарственных средств.

Полиморфизм может возникать как при физическом, так и при химическом вмешательстве.

Изменение условий ведёт к изменению кристаллической структуры вещества, которое будет обладать уже совершенно иными физико-химическими характеристиками, а, следовательно, и другими показателями биологической доступности.

...

ПРИЛОЖЕНИЕ А

I) α-Fe→β-Fe: Механизм превращения объемно-центрированной кубической модификации

...

II) Тип III. Превращения типа порядок – беспорядок

...

Физико-химические свойства полиморфных модификаций фенобарбитала

...