Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/54237
Type: Tese
Title: Avaliação químico-estrutural e biofarmacêutica de novas formas sólidas multicomponentes de fármacos anti-hipertensivos e antidiabéticos
Authors: Luan Farinelli Diniz
First Advisor: Christian Fernandes
metadata.dc.contributor.advisor2: Renata Diniz
First Referee: Antonio Carlos Doriguetto
Second Referee: Cristina Helena dos Reis Serra
Third Referee: Jacqueline de Souza
metadata.dc.contributor.referee4: Isabela da Costa César
Abstract: Os atributos químico-estruturais de insumos farmacêuticos ativos (IFAs) estão diretamente relacionados com as propriedades biofarmacêuticas. Dentre estas propriedades, destacam-se a solubilidade, a dissolução intrínseca e a permeabilidade, que são características importantes de um fármaco, na medida em que influenciam a biodisponibilidade. Nesse contexto, a engenharia de cristais se consolidou como uma das ferramentas mais eficazes para aprimorar as propriedades biofarmacêuticas de IFAs. Neste trabalho, onze novas formas sólidas cristalinas multicomponentes, entre sais e cocristais, dos fármacos carvedilol (CVD), furosemida (FSM), diltiazem (DIL) e metformina (MET), foram racionalmente preparadas e tiveram suas estruturas cristalinas elucidadas. As modificações cristalinas obtidas foram caracterizadas por meio de técnicas difratométricas, espectroscópicas e térmicas. Adicionalmente, estudos de solubilidade, dissolução intrínseca e permeabilidade in vitro também foram conduzidos. Os novos sais racêmicos de CVD, CVD-HCl-H2O e CVD-HBr-H2O, se cristalizaram na forma de soluções sólidas de enantiômeros, enquanto o sal CVD-OXA cristalizou-se na forma de um racemato. Nas soluções sólidas, a miscibilidade entre unidades homoquirais de pares enantioméricos R‧‧‧R e S‧‧‧S, levou à formação desse raro sistema. Em termos de solubilidade, os três novos sais de CVD promoveram ganhos significativos na solubilidade do fármaco CVD. Já o planejamento das modificações cristalinas da FSM teve como objetivo principal melhorar a baixa solubilidade e permeabilidade do IFA. Estes objetivos foram alcançados com sucesso, uma vez que o sal imidazolínio de FSM (FSM-IMI) e o cocristal hidratado de FSM com 5-fluorocitosina (FSM-5FC-H2O) demostraram ser mais solúveis e permeáveis em comparação com a FSM pura (não modificada). Em relação ao DIL, os dois sais hidratados (DIL-OXA-H2O e DIL-SUC-H2O) e o sal-cocristal (DIL-FUM-H2FUM) obtidos promoveram uma redução considerável na solubilidade e velocidade de dissolução intrínseca do fármaco, sendo tal diminuição justificada pela formação de estruturas cristalinas mais eficientemente empacotadas. Tais evidências foram comprovadas estimando-se a energia de rede dos sais bem como por meio de detalhada análise cristalográfica. Por fim, reações envolvendo a MET base livre levou a formação dos sais maleato (MET-MAL), malonato (MET-MLN) e sacarinato (MET-SAC) de metformina. Estes novos três sais são menos solúveis e se dissolvem mais lentamente em relação à forma comercial (MET-HCl), sendo todos potencialmente promissores para comporem futuras formulações de liberação controlada. Portanto, os resultados apresentados nesta tese trazem importantes e inovadoras contribuições científicas, principalmente no que se refere à possibilidade de melhoria das propriedades biofarmacêuticas dos IFAs estudados.
Abstract: The chemical and structural attributes of active pharmaceutical ingredients (APIs) are directly related to their biopharmaceutical properties. Among these properties, solubility, intrinsic dissolution, and permeability are considered important characteristics of a drug since they modulate bioavailability. In this context, crystal engineering has established itself as one of the most effective tools to improve the biopharmaceutical properties of APIs. In this work, eleven new multicomponent crystal forms, including salts and cocrystals, from the drugs carvedilol (CVD), furosemide (FSM), diltiazem (DIL) and metformin (MET), were rationally designed and had their crystal structures elucidated. Also, the crystalline modifications obtained were fully characterized by diffractometric, spectroscopic, and thermal techniques. Additionally, solubility, intrinsic dissolution, and in vitro permeability studies were also carried out. The two new racemic salts CVD-HCl-H2O and CVD-HBr-H2O crystallized as solid solutions of enantiomers while the CVD-OXA salt crystallized as a racemate. In the solid solutions, the notable miscibility between homochiral units of R‧‧‧R and S‧‧‧S enantiomeric pairs resulted in the formation of this rare system. Regarding solubility, the three new CVD salts promoted considerable improvements in CVD solubility. The design of the FSM solid forms had the main purpose to enhance the low solubility and permeability of the API. These objectives were successfully achieved since the FSM imidazolium salt (FSM-IMI) and the FSM 5-fluorocytosine monohydrate cocrystal (FSM-5FC-H2O) proved to be more soluble and permeable compared to pure FSM. Whit respect to the DIL the two hydrated salts (DIL-OXA-H2O and DIL-SUC-H2O) and the anhydrous salt-cocrystal (DIL-FUM-H2FUM) obtained provided a noticeable reduction in both solubility and intrinsic dissolution rate of the API. This is due to the formation of more efficiently packed crystalline structures. Such evidence was confirmed by estimating the salts energy framework as well as through detailed crystallographic analysis. Finally, the reactions involving MET free base made it possible to obtain the following salts: MET maleate (MET-MAL), malonate (MET-MLN), and saccharinate (MET-SAC). These new three salts were less soluble and dissolved more slowly compared to the commercial form MET-HCl, being all considered potentially promising to compose future controlled-release formulations. Therefore, the results presented in this thesis bring relevant and innovative scientific contributions, especially regarding the possibility of enhancing the biopharmaceutical properties of all APIs involved in this work.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: FARMACIA - FACULDADE DE FARMACIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/54237
Issue Date: 22-Jun-2022
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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