Научным коллективом НИЛ «Новые методы обработки и анализа материалов для медицины в условиях сверхбыстрого нагрева и охлаждения» Казанского федерального университета разработан новый способ приготовления полиморфов лекарственных веществ. Открытие химиков КФУ облегчает скрининг полиморфов, позволяя существенно снизить затраты на разработку и внедрение новых лекарственных средств.

Результаты исследования ученых Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета опубликованы в октябрьском номере Crystal Growth & Design, рецензируемого научного журнала. Со статьей можно ознакомиться по ссылке. Результаты исследования также представлены на одном из стендов выставки «НАУКА крупным планом», работа которой продолжается в Казанском Кремле.

Одним из авторов научной публикации стал профессор кафедры физической химии, ведущий научный сотрудник НИЛ «Новые методы обработки и анализа материалов для медицины в условиях сверхбыстрого нагрева и охлаждения» Химического института КФУ, доктор химических наук Валерий Горбачук. По его словам, над разработкой нового метода трудилась группа из шести ученых-химиков Казанского университета в рамках госзадания на выполнение научных исследований. Также в подготовке научной публикации принял участие профессор Ростокского университета в Германии Кристоф Шик.

«Полиморф (тип кристаллического строения) – разные кристаллические упаковки одного и того же вещества. Современные лекарственные вещества имеют довольно большие сложные молекулы, которые по-разному могут упаковываться в кристаллах: образуют разные полиморфы, – ввел в курс дел В. Горбачук. – Именно эта упаковка влияет на скорость растворения лекарства».

Таким образом, от кристаллической упаковки зависит биодоступность – скорость растворения в воде, и в ряде случаев то, на какой орган лекарственное вещество будет действовать. Например, для лечения слизистых оболочек рта, горла и легких скорость растворения должна быть высокой, для желудка – меньше и еще меньше для лечения кишечных заболеваний, пояснил ученый КФУ. Если лекарство для желудка будет растворяться еще во рту пациента, то до органа, требующего лечения, оно просто рискует не добраться.

Полиморфы соединений, входящих в состав лекарств, могут отличаться по растворимости, способности поглощать влагу из воздуха и уплотняться в таблетки без спекания. Из-за этого может разниться их биологическая активность в организме, а значит – и эффективность в составе лекарства.

«Разные полиморфы имеют разную упаковку, соответственно, разную энергию кристаллической решетки. А она влияет на скорость растворения», – отметил Горбачук.

Поэтому производителям фармацевтических препаратов необходимо знать все полиморфы соединений, которые они используют в лекарствах. Обнаружение новых полиморфов уже известных веществ может привести к дополнительным затратам на изучение их фармакологического действия, полному изменению производственных процессов или даже «войнам» за патент с другими компаниями.

«Фармацевтические компании при испытании новых лекарственных веществ и выводе их на рынок стараются обнаружить и запатентовать все возможные полиморфы. В нашей стране, правда, полиморфы лекарственных средств не патентуют. При поиске – скрининге полиморфов, есть проблема. Заранее неизвестно, сколько их может быть. Считается, что число обнаруженных полиморфов вещества – это вопрос затраченных ресурсов: труда и бюджета», – рассказал профессор.

По словам собеседника, существуют приборы для автоматического скрининга полиморфов, которые позволяют в ограниченное время перебирать большое число условий кристаллизации. Но полной гарантии, что все возможные кристаллические формы будут обнаружены, нет. Это в значительной степени вопрос удачи, особенно для лекарственных веществ, которые давно на рынке, и их изучают уже многие десятилетия.

«Мы разработали способ поиска и приготовления полиморфов, который позволяет свести случайность их обнаружения к минимуму. Обычно полиморфы кристаллизуют из растворов или расплавов. То есть исходное состояние – жидкое. У нас же все процессы твердофазные. Это позволяет стабилизировать кристаллические формы с наименее плотной упаковкой – соответственно, с наибольшей биодоступностью. То есть твердофазный процесс позволяет зафиксировать состояние полиморфа в наименее стабильной форме. До открытия нами нового метода процесс осуществлялся из растворов и расплавов, могли не обнаружить некоторые формы для, казалось бы, самых известных и изученных веществ», – сообщил собеседник.

В частности, ученые КФУ приготовили новый полиморф индометацина (нестероидного противовоспалительного лекарственного препарата) с повышенной биодоступностью, а также полиморф этого вещества, ранее известный только в смеси с полимерным растворителем. При этом стоит понимать, что индометацин изучают более 50 лет.

Твердофазные процессы в Химическом институте КФУ изучают уже более 20 лет. Методы и подходы были отработаны на других веществах. Исследования, касающиеся лекарственных препаратов, начались несколько лет назад, а первые публикации появились только в текущем году.

«Благодаря нашей работе появился способ, который позволяет облегчить внедрение лекарственного препарата в практику. При внедрении на рынок новых веществ фармацевтические компании стараются обнаружить все полиморфные формы. В противном случае, если разработчиком не найден полиморф вещества, конкурент может обнаружить полиморф и начать продавать лекарство под своей торговой маркой, обойдя авторские права», – пояснил Валерий Горбачук.

Благодаря новому способу приготовления полиморфов лекарственных веществ удастся существенно снизить затраты на их скрининг, резюмировал профессор Казанского университета.