Inżynieria Cocrystal ma znaczenie dla produkcji materiałów energetycznych, farmaceutyków i innych związków. Spośród nich najbardziej szeroko badane i stosowane zastosowanie dotyczy opracowywania leków, a dokładniej tworzenia, projektowania i wdrażania aktywnych składników farmaceutycznych (API). Zmiana struktury i składu API może znacznie wpłynąć na biodostępność leku. Inżynieria cocrystals wykorzystuje specyficzne właściwości każdego składnika, aby stworzyć najbardziej korzystne warunki rozpuszczalności, które mogłyby ostatecznie zwiększyć biodostępność leku. Główną ideą jest opracowanie lepszych właściwości fizykochemicznych API, utrzymując właściwości samej cząsteczki leku na stałym poziomie. Struktury kokrystaliczne stały się również podstawą do odkrywania leków. Structure-based virtual screening methods, such as docking, makes use of cocrystal structures of known proteins or receptors to elucidate new ligand-receptor binding conformations.
Farmaceutyczneedit
Inżynieria Cocrystal stała się tak ważna w dziedzinie farmaceutyków, że konkretnemu podziałowi wieloskładnikowych cocrystali nadano termin farmaceutyczne cocrystale w odniesieniu do stałego cocrystal byłego składnika i molekularnego lub jonowego API (aktywny składnik farmaceutyczny). Jednak inne klasyfikacje istnieją również, gdy jeden lub więcej składników nie jest w postaci stałej w warunkach otoczenia. Na przykład, jeśli jeden składnik jest cieczą w warunkach otoczenia, cocrystal może być faktycznie uważany za solwat cocrystal, jak omówiono wcześniej. Stany fizyczne poszczególnych składników w warunkach otoczenia są jedynym źródłem podziału między te klasyfikacje. Schemat nazewnictwa klasyfikacji cocrystali może wydawać się mało ważny dla samego cocrystalu, ale w kategoryzacji znajdują się istotne informacje dotyczące właściwości fizycznych, takich jak rozpuszczalność i temperatura topnienia oraz stabilność API.
celem kokrystali farmaceutycznych jest uzyskanie właściwości różniących się od oczekiwanych dla czystych API bez tworzenia i/lub łamania wiązań kowalencyjnych.Wśród najwcześniejszych farmaceutycznych cocrystals odnotowano sulfonamidy. W związku z tym obszar kokrystali farmaceutycznych zwiększył się na podstawie interakcji między API a formatorami kokrystalicznymi. Najczęściej API mają zdolność wiązania wodoru na zewnątrz, co czyni je bardziej podatnymi na polimorfizm, zwłaszcza w przypadku solwatów cocrystal, które mogą mieć różne formy polimorficzne. Taki przypadek dotyczy sulfatiazolu leku, wspólnego doustnego i miejscowego środka przeciwbakteryjnego, który ma ponad sto różnych solwatów. Dlatego w dziedzinie farmaceutyki ważne jest, aby sprawdzić każdą polimorficzną formę cocrystalu, zanim zostanie on uznany za realistyczną poprawę istniejącego API. Farmaceutyczne tworzenie kokrystaliczne może być również napędzane przez wiele grup funkcyjnych na API, co wprowadza możliwość binarnych, trójdzielnych i wyższych uporządkowanych form kokrystalicznych. Niemniej jednak, cocrystal former jest używany do optymalizacji właściwości API, ale może być również stosowany wyłącznie w izolacji i / lub oczyszczaniu API, takich jak oddzielanie enancjomerów od siebie, jak również i usuwany przed produkcją leku.
z rozumowaniem wynika, że fizyczne właściwości farmaceutycznych kokryształów mogą ostatecznie ulec zmianie przy różnych ilościach i stężeniach poszczególnych składników. Jedną z najważniejszych właściwości zmieniających się przy zmieniającym się stężeniu składników jest rozpuszczalność. Wykazano, że jeśli stabilność składników jest mniejsza niż cocrystal utworzony między nimi, to rozpuszczalność cocrystal będzie niższa niż czysta kombinacja poszczególnych składników. Jeśli rozpuszczalność cocrystalu jest niższa, oznacza to, że istnieje siła napędowa do wystąpienia cocrystallization. Jeszcze ważniejsza w zastosowaniach farmaceutycznych jest zdolność do zmiany stabilności na uwodnienie i biodostępność API z tworzeniem kokrystalicznym, co ma ogromny wpływ na rozwój leku. Cocrystal może zwiększać lub zmniejszać takie właściwości, jak temperatura topnienia i stabilność do WILGOTNOŚCI WZGLĘDNEJ w porównaniu do czystego API, a zatem musi być badany w zależności od przypadku pod kątem ich wykorzystania w ulepszaniu farmaceutyków na rynku.
opracowano procedurę przesiewową, aby pomóc w określeniu powstawania cocrystali z dwóch składników i zdolności do poprawy właściwości czystego API. Najpierw określa się Rozpuszczalność poszczególnych związków. Po drugie, oceniana jest korystalizacja obu składników. Wreszcie, diagram fazowy przesiewania i proszku dyfrakcji rentgenowskiej (pxrd)są dalej badane w celu optymalizacji warunków dla korystalizacji składników. Ta procedura jest nadal wykonywana, aby odkryć kryprystale o znaczeniu farmaceutycznym, w tym proste API, takie jak karbamazepina (CBZ), powszechne leczenie padaczki, neuralgii nerwu trójdzielnego i choroby afektywnej dwubiegunowej. CBZ ma tylko jedną podstawową grupę funkcyjną zaangażowaną w wiązanie wodorowe, co upraszcza możliwości tworzenia się cocrystalu, co może znacznie poprawić jego niską biodostępność rozpuszczania.
Innym przykładem badanego API byłby Piracetam lub (2-okso-1-pirolidynylo)acetamid, który jest stosowany do stymulowania ośrodkowego układu nerwowego, a tym samym do zwiększania uczenia się i pamięci. Istnieją cztery polimorfy Piracetamu, które obejmują wiązanie wodorowe karbonylu i pierwszorzędowego amidu. To te same grupy funkcyjne wiązania wodorowego oddziałują i zwiększają korystalizację Piracetamu z kwasem Goryczkowym, niesteroidowym lekiem przeciwzapalnym (NLPZ) oraz z kwasem P-hydroksybenzoesowym, izomerem prekursora kwasu salicylowego kwasu acetylosalicylowego. Bez względu na to, co to jest API, które jest badane, jest to dość oczywiste o szerokim zastosowaniu i możliwości ciągłej poprawy w dziedzinie rozwoju leków, co jasno wskazuje, że siła napędowa cocrystallization nadal polega na próbie poprawy właściwości fizycznych, w których brakuje istniejących cocrystals.
Regulacjaedit
16 sierpnia 2016 r. amerykańska Agencja Żywności i Leków (FDA) opublikowała projekt wytycznych regulacyjnej klasyfikacji Ko-kryształów farmaceutycznych. W tym przewodniku FDA sugeruje traktowanie Ko-kryształów jako polimorfów, o ile przedstawiono dowód na wykluczenie istnienia wiązań jonowych.
materiały Energetyczneedytuj
dwa Materiały wybuchowe HMX i CL-20 zakrystalizowane w stosunku 1:2 tworząc Hybrydowy materiał wybuchowy. Ten materiał wybuchowy miał tę samą niską czułość HMX i prawie taką samą siłę wybuchową CL-20. Fizyczne mieszanie materiałów wybuchowych tworzy mieszaninę, która ma taką samą czułość jak najbardziej wrażliwy składnik, który pokonuje kokrystalizacja.