Q.F. Elisa Melian y Q.F. Ricardo Faccio
La microscopía Raman confocal (MRC) y la difracción de rayos X de polvo (XRD) son técnicas analíticas no destructivas ampliamente utilizadas para obtener información detallada sobre la estructura química de diversos materiales, incluyendo
su composición molecular. En la industria farmacéutica, estas herramientas tienen un enorme potencial para el análisis de ingredientes activos, la identificación de polimorfos y el estudio de las interacciones entre los componentes de las formulaciones. Además, proporcionan información clave tanto durante la etapa de desarrollo de nuevos medicamentos como en el control de calidad de los productos farmacéuticos en la fase de producción.
El Área Física del DETEMA en la Facultad de Química de la Universidad de la República cuenta con equipamiento avanzado para realizar XRD, a través del Miniflex 600-C de Rigaku, y MRC, utilizando el WITec Alpha300RA, ver Figura 1.
La MRC combina las capacidades de la espectroscopía Raman y la microscopía confocal de alta resolución, lo que permite obtener imágenes de la topografía química en dos o tres dimensiones en muestras sólidas o líquidas. La espectroscopía Raman, basada en la dispersión inelástica de la luz por las vibraciones moleculares, genera espectros característicos de cada sistema molecular (Figura 2).
Cuando se integra con la microscopía confocal, es posible recolectar espectros de áreas extremadamente pequeñas, incluso menores a una micra, lo que facilita el mapeo detallado de la composición química con una alta resolución espacial (~300 nm). Esto permite estudiar cómo varía la composición en diferentes áreas de la muestra, proporcionando información tanto cualitativa como cuantitativa (Figura 3).
Desde la adquisición de esta tecnología, el Área Física ha realizado estudios sobre una variedad de preparaciones farmacéuticas en colaboración con la industria local y el ámbito académico. La MRC ha sido clave en la caracterización de dispersiones sólidas binarias, nanocristales y tintas de impresión 3D de compuestos antihelmínticos [1–3], contribuyendo a comprender las diferencias observadas en la liberación de compuestos activos en ensayos de disolución in vitro.
“El Área Física del DETEMA en la Facultad de Química de la Universidad de la República cuenta con equipamiento avanzado para realizar XRD, a través del Miniflex 600-C de Rigaku, y MRC, utilizando el WITec Alpha300RA”
También se han evaluado interacciones entre componentes y la homogeneidad en su distribución en formulaciones para administración ocular, durante el desarrollo de nanocristales de acetónido de triamcinolona [4]. Además, la versatilidad de este tipo de tecnología permitió el estudio de la composición y evaluación de homogeneidad de las distintas capas de pellets flotantes de liberación prolongada de furosemida (Figura 4), elaborados por layering para administración oral [5], y de dispersiones sólidas de furosemida para uso en comprimidos de liberación prolongada [6].
XRD, por su parte, es fundamental para la identificación de polimorfos en principios activos, permitiendo la comparación con bases de datos y la verificación de patentes.
El polimorfismo, es decir, la capacidad de una sustancia de adoptar diferentes formas cristalinas, tiene implicaciones directas en la farmacología, afectando propiedades fisicoquímicas como la solubilidad, la temperatura de fusión y la biodisponibilidad de los fármacos. Las técnicas de difracción de rayos X permiten obtener diagramas de difracción que funcionan como huellas digitales de los compuestos, permitiendo su caracterización incluso en mezclas complejas de polimorfos
Un ejemplo notable es el control de polimorfismo en la carbamazepina, donde las diferentes formas cristalinas impactan significativamente en su procesamiento, disolución y efectividad terapéutica. El estudio del polimorfismo es esencial durante el desarrollo de medicamentos para garantizar que se utilice la forma cristalina más adecuada, asegurando así la calidad y eficacia del producto final.
Referencias
- Melian ME, Munguía AB, Faccio R, Palma S, Domínguez L.
The Impact of Solid Dispersion on Formulation, Using Confocal Micro Raman Spectroscopy as Tool to Probe Distribution of Components. J Pharm Inn. 2018;13:58–68. - Melian ME, Paredes A, Munguía B, Colobbio M, Ramos JC,
Teixeira R, et al. Nanocrystals of Novel Valerolactam-Fenbendazole Hybrid with Improved in vitro Dissolution Performance. AAPS PharmSciTech. 2020;21:1–15. - Lopez-Vidal LTMMMECLLMSLFMLPAJ; SBSLNFRPSDRJP. In vivo pharmacokinetic study and PBPK modeling:
Comparison between 3D-printed nanocrystals and solid
dispersions. British Society for Nanomedicine Annual Meeting. Cambridge, UK; 2024. - Formica ML, Awde Alfonso HG, Paredes AJ, Melian ME,
Camacho NM, Faccio R, et al. Development of triamcinolone acetonide nanocrystals for ocular administration. Pharmaceutics. 2023;15:683. - Rodríguez ML, Garmendia JG, Rosano F, Ibarra M, Fagiolino P, Palma S. Development of Multiple-Unit Floating
Drug Delivery System of Furosemide: Formulation, in vitro
evaluation and in silico characterization. 7ma Reunión Internacional de Ciencias Farmacéuticas. Rosario, Argentina;
2023. - Rodríguez ML, Rosano F, Tappin A, Schiavo A, Palma S,
Fagiolino P. Development of furosemide controlled-release
floating tablets using a solid dispersion strategy. LVI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología
Experimental (AAFE). 2024.