Samenvatting KEY QUESTIONS Fysicochemie van geneesmiddelen

Fysicochemie: Key questions
I: Fysicochemische eigenschappen van geneesmiddelen
Key questions 1: geneesmiddelen in vaste staat
 Hoe bepalen we of een geneesmiddel amorf, kristallijn of polymorf is?
Dit kunnen we doen met twee technieken:
 Met microscopie: we kunnen de vorm en aanwezigheid van kristallen evalueren met
licht- en elektronenmicroscoop. De visualisatie van de kristallen laat toe om uit te
maken of er meerdere kristalvormen aanwezig zijn of dat er een amorfe vorm aanwezig
is.
 Calorimetrie: kristallen hebben een waarneembaar smeltpunt. Amorfe stoffen hebben
een waarneembare “glastransitietemperatuur”. Beide kunnen worden gemeten met
differential scanning calorimetry (DSC).
Bij DSC is het mogelijk dat men meerdere smeltpunten gaat waarnemen. Hierbij gaat
men dus meerdere kristallen vinden, die elk een eigen smelttemperatuur bezitten.
Deze smelttemperaturen zijn het gevolg van andere interacties in de verschillende
kristallen. Het stabielste kristal zal de gunstigste interacties hebben en zal bijgevolg de
hoogste smelttemperatuur hebben. Als men een shift ziet in baseline heat flow kan
men spreken van een amorfe stof: hier zien we de glastransitietemperatuur van de
amorfe stof.
 De karakteristieken en vorm van kristallen kunnen ook bepaald worden via andere
technieken zoals X-straaldiffractie en spectroscopie.

 Hoe bepalen we de grootte van vaste geneesmiddeldeeltjes (zoals
geneesmiddelkristallen)?
 Elektronen- of lichtmicroscopie
 “Sieve analyse”
 Lichtverstrooiing en X-straaldiffractie




1

,  Hoe bepalen we de hygroscopiciteit van een vast geneesmiddel?
Om de hygroscopiciteit van een vast geneesmiddel bij bepaalde luchtvochtigheid te bepalen,
plaatsen we vast geneesmiddelen (poeder of amorf) in een kleine ruimte met een waterige
oplossing die de vochtigheid in de ruimte controleert. Het geneesmiddel gaat vocht opnemen
uit de atmosfeer in de ruimte tot er een evenwicht ontstaat, waarbij het vochtgehalte van het
geneesmiddel niet meer verandert. Hierna kunnen we het geneesmiddel uit de ruimte halen
en de methode van Karl Fisher toepassen om het totaal aan vocht te bepalen.
Karl Fisher bepaalt zowel vrij, gebonden als kristalwater en is dus de meest nauwkeurige
methode om het vochtgehalte van een geneesmiddel te bepalen. Hierbij wordt het
geneesmiddel opgelost in watervrij solvent (methanol) en gaat de bepaling gebeuren aan de
hand van een redoxreactie die enkel in de aanwezigheid van water doorgaat.
De oplossing die het vochtgehalte in de ruimte regelt, steunt op het principe van
dampdrukverlaging, een colligatieve eigenschap; dit betekent dat de verlaging in dampdruk
enkel afhankelijk is van het aantal deeltjes toegevoegd aan de oplossing. We kunnen aan de
hand van de wet van Raoult uitrekenen wat de molfracties van de bestanddelen van de
oplossing moeten zijn om een bepaalde dampdruk of luchtvochtigheid uit te komen. Deze
waterige oplossing zal nooit volledig verdampen tijdens het experiment; er zal een evenwicht
ontstaan tussen gasvormig en vloeibaar water. Voor de dampdruk moeten we ook rekening
houden met de temperatuur, aangezien de temperatuur de vochtigheid van de atmosfeer
beïnvloedt.




 Wanneer spelen de fysicochemische eigenschappen van vaste stoffen een rol?
De fysicochemische eigenschappen van vaste stoffen gaan een heel grote invloed hebben
wanneer we calorimetrische experimenten doen. Ook zijn de eigenschappen van vaste stoffen
belangrijk bij het bepalen van verschillende zaken in de preklinische studies en andere
onderzoeken:
 Bepaling smeltpunt
 Bepaling polymorfie en kristalstructuren
 Oplosbaarheidsbepaling
 Zuiverheidsbepaling
 Solvatatie
 Compatibiliteitstesten




2