Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/7949
Title: Ανάπτυξη αναλυτικών τεχνικών για ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό πολύμορφων της υδροχλωρικής δονεπεζίλης σε δισκία
Authors: Ζήση, Γεωργία
Issue Date: 2014-08-19
Keywords: Δονεπεζίλη
Πολύμορφα
Keywords (translated): Donepezil
Polymorphs
Raman spectroscopy
Infrared spectroscopy (IR)
X-ray Diffraction (XRD)
Abstract: Η υδροχλωρική δονεπεζίλη (Donepezil.HCl, DPZ) είναι ένα φάρμακο που λαμβάνεται για τη θεραπεία της νόσου Altzheimer. Δρα ως ανασολέας της ακετυλοχοληστερινάσης, ενός ενζύμου υπεύθυνου για την καταστροφή του νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη, αυξάνοντας το ποσό της ακετυλοχολίνης στον εγκέφαλο. Παρουσιάζει διάφορες κρυσταλλικές μορφές, συμπεριλαμβανομένων δύο ένυδρων, καθώς και μια άμορφη φάση. Τα δισκία Υδροχλωρικής Δονεπεζίλης λαμβάνονται από το στόμα και μπορεί να αποθηκευθούν για κάποιο χρονικό διάστημα πριν χρησιμοποιηθούν. Τα δισκία DPZ ισχύος 10 mg περιέχουν 3.6 % API, ενώ στις περιπτώσεις όπου λαμβάνει χώρα πολυμορφική μετατροπή, η επιμέρους περιεκτικότητα κάθε πολυμόρφου είναι ακόμα μικρότερη. Η ταυτοποίηση και ποσοτική ανάλυση των πολυμόρφων ή ένυδρων μορφών είναι δυνατή μόνο με τη χρήση περίθλασης ακτίνων Χ και δονητικών φασματοσκοπικών τεχνικών. Λόγω του μικρού ποσοστού της δραστικής ουσίας στα δισκία και της πιθανής παρουσίας περισσοτέρων του ενός πολυμόρφου αλλά και του μεγάλου σχετικά ορίου ανίχνευσης αυτών των τεχνικών η ταυτοποίηση και ποσοτική ανάλυση είναι μια αναλυτική πρόκληση. Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια ταυτοποίησης των κρυσταλλικών μορφών του DPZ σε δισκία και έλεγχος της σταθερότητάς τους μετά από διάφορες διαδικασίες παρασκευής των δισκίων, καθώς και μετά από αποθήκευση σε διάφορες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας, χρησιμοποιώντας τις πειραματικές τεχνικές XRD, FT-IR και FT-Raman. Παρατηρήθηκε ότι η προέλευση του API, οι συνθήκες αποθήκευσης και κυρίως η μέθοδος παρασκευής των δισκίων επηρεάζουν τη σταθερότητα των φαρμακευτικών σκευασμάτων. Με στόχο τη διερεύνηση της δυνατότητας ανάπτυξης ποσοτικών αναλυτικών μεθόδων προσδιορισμού των πολυμόρφων Ι και ΙΙΙ του DPZ σε δισκία, οι παραπάνω τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των ορίων ανίχνευσης των δύο πολυμόρφων (0.35% κ.β. για το πολύμορφο Ι και 0.44 % κ.β. για το πολύμορφο ΙΙΙ με την τεχνική Raman, 0.95% κ.β. για το πολύμορφο Ι και 1.3 % κ.β. για το πολύμορφο ΙΙΙ με την τεχνική XRD, 1.2% κ.β. για τη μορφή Ι και 1.0 % κ.β. για τη μορφή ΙΙΙ με την τεχνική IR, όπως προέκυψαν μετά από στατιστική επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων των διαφόρων τεχνικών), καθώς και για τον ποσοτικό τους προσδιορισμό. Η τεχνική Raman φαίνεται να μπορεί χρησιμοποιηθεί για ποσοτική ανάλυση των πολυμόρφων Ι και ΙΙΙ του DPZ σε δισκία, ενώ επιπλέον η ποσοτική μέθοδος που παρουσιάσθηκε εδώ είναι απλή και μη καταστροφική για τα δείγματα. Η μέθοδος XRD μπορεί πιθανόν να χρησιμοποιηθεί για την ποσοτική ανάλυση δισκίων DPZ, με μεγαλύτερο όμως σφάλμα σε σύγκριση με την τεχνική Raman, ενώ η μέθοδος FT-IR ATR, παρέχει τα λιγότερο καλά ποσοτικά αποτελέσματα, ακόμα και στην περίπτωση που το δισκίο περιέχει αποκλειστικά το ένα από τα δύο πολύμορφα. Τέλος, με στόχο την ερμηνεία των φασμάτων δόνησης που καταγράφησαν στην παρούσα εργασία, υπολογίστηκαν η σταθερή δομή του μορίου της Δονεπεζίλης και της ένυδρης Δονεπεζίλης (με ένα μόριο νερού ανά μόριο Δονεπεζίλης) και τα φάσματα δόνησης (IR και Raman) με τις μεθόδους Hartree-Fock ab-initio και DFT (Density Functional Theory) και χρήση του υπολογιστικού πακέτου Gaussian09.
Abstract (translated): Donepezil hydrochloride (DPZ) is a medication used to treat Altzheimer’s disease. It acts as an inhibitor of acetylcholisterinase, an enzyme responsible for the destruction of the neurotransmitter acetylcholine, thus increasing the level of acetylcholine in the brain. As most of the pharmaceutical solids, DPZ exhibits polymorphism. Donepezil hydrochloride has different crystalline forms, including two hydrates, as well as an amorphous phase. DPZ is available for oral administration in tablets which can be stored for some time before use. In the present study, an effort was made to identify the crystal form of DPZ in tablets, as well as to test its stability against time, temperature and humidity, after various manufacturing processes, using XRD, FT-IR and FT-Raman techniques. The data showed that the origin of the API, the storing conditions and mainly the manufacturing process of the tablets affect the stability of the API. Quantitative determination of polymorphs I and III of DPZ in tablets was also attempted using the above experimental methods. Calibration models were constructed and applied in DPZ tablets. The detection limits of polymorphs I and III of DPZ for each technique, derived after statistical treatment of the experimental data, were calculated. Raman spectroscopy exhibited the lower detection limit (0.35 weigh % for polymorph Ι and 0.44 % weigh % for polymorph ΙΙΙ) compared with XRD (0.95% weigh % for polymorph Ι and 1.3 % weigh % for polymorph ΙΙΙ) and IR spectroscopy (1.2% weigh % for polymorph Ι and 1.0 % weigh % for polymorph ΙΙΙ). The data suggest that Raman spectroscopy could be applied to quantify polymorphs I and III in DPZ tablets; moreover, the Raman quantitative method presented in this work is simple and non-destructive for the tablets. The application of the X ray diffraction method for the quantitative analysis of polymorphs I and III in tablets yielded larger errors compared with Raman spectroscopy, while the FT-IR ATR technique yielded poor quantitative results, even in the case that only one polymorph was present in DPZ tablets. Finaly, in order to facilitate the assignment of the vibrational spectra recorded in this study, the optimized structure and the vibrational spectra (IR and Raman) of Donepezil and Donepezil hydrate (Donepezil:H20 = 1:1) molecules were calculated at the Hartree-Fock and DFT (Density Functional Theory) level of theory using the Gaussian 09 program package. The weigh % of the API in the tablets containing 10 mg of DPZ is 3.6 %. In cases where two or more polymorphs are present, the weigh % of each polymorphic form is lower. The difficulty in the identification and quantification of the crystal phase of DPZ is stemming from the small percentage of the API in the tablets, the considerable overlapping of DPZ XRPD patterns and IR and Raman spectra of the polymorphs and the excipients and the availability of various polymorphs.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
msc_gdzissi_2014f.pdf7.43 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.