Jak powstaje idealna tabletka?

Rola mikrotomografii w farmacji.

Dla przeciętnego pacjenta nie jest istotne, co zawiera tabletka na ból głowy, ani dlaczego działa w określony sposób. Tymczasem badacze z uczelni medycznych oraz firm farmaceutycznych pracują z… bólem głowy, aby ich produkty odznaczały się jak najlepszymi właściwościami i skutecznie wspierały leczenie zarówno codziennych dolegliwości, jak i bardziej złożonych wyzwań medycznych.

Po opracowaniu substancji czynnej i ustaleniu odpowiedniego stężenia, działy formulacji mają za zadanie, aby umieścić lek w formie przystępnej dla pacjenta. Ze stałymi postaciami leku – tabletkami czy kapsułkami – spotykamy się na co dzień, ale czy zastanawiamy się jak wygląda ich budowa wewnętrzna?

Szybciej znaczy lepiej?

Układ trawienny człowieka zaczyna pracę już w jamie ustnej i w zależności od rodzaju tabletki, substancja czynna powinna być uwalniana na odpowiednim jego etapie. Najczęściej producentom zależy, aby dotarła ona w stanie nienaruszonym do żołądka lub jelita cienkiego. Umożliwiają to specjalne powłoki, które z jednej strony ułatwiają przełykanie, a z drugiej – stanowią ochronę przed działaniem układu trawiennego (np. kwaśne pH, enzymy).

Poza specjalnie dobranym składem chemicznym, powłoki te różnią się grubością, która jest dokładnie analizowana zarówno na etapie badań i rozwoju, jak i w procesie kontroli jakości. Dzięki zastosowaniu mikrotomografii rentgenowskiej badacze nie muszą przecinać tabletek, aby analizować ich przekrój, ale otrzymują trójwymiarowy obraz całej objętości leku, bez ryzyka uszkodzenia badanej struktury na etapie preparatyki. 

Rys. 1 Analiza grubości powłoki na tabletce przeciwbólowej - własność Bruker

Pacjenci – zwłaszcza dzieci lub osoby starsze – często przełamują tabletkę, aby zmniejszyć dawkę leku. W przypadku tabletek przeznaczonych do dzielenia, obie połówki powinny zawierać równą ilość substancji aktywnej. Czy jednak tak jest w praktyce? Mikrotomografia rentgenowska pozwala odpowiedzieć na to pytanie – analizując rozmieszczenie i rozkład wielkości cząstek substancji czynnej w całej objętości tabletki. Umożliwia to optymalizację parametrów procesu technologicznego i osiągnięcie wymaganego stopnia jednorodności.

Rys. 2 Rozmieszczenie i rozkład wielkości cząstek substancji czynnej w tabletce leku przeciwbólowego – własność Bruker

Porowatość to kolejny ważny wskaźnik w przemyśle farmaceutycznym, który w prosty sposób może zostać określony w oprogramowaniu do obróbki danych mikrotomograficznych. Producenci dążą do osiągnięcia pewnego stopnia porowatości, która wpływa na czas rozpadu tabletki i biodostępność substancji czynnej. Zbyt duża porowatość może jednak prowadzić do  kruchości tabletki, nieregularnego uwalniania substancji, a nawet do skrócenia okresu przydatności leku do spożycia.

Rys. 3 Rozkład wielkości nieciągłości w tabletce leku przeciwbólowego – własność Bruker

Tabletki czy kapsułki?

Tabletki ze względu na szereg zalet są najpopularniejszą formą leków doustnych, jednak ich stosowanie może wiązać się z pewnymi niedogodnościami, takimi jak stosunkowo długi czas rozpuszczania, czy ryzyko podrażnienia żołądka.  W odpowiedzi na te wyzwania już w pierwszej połowie XIX w. opracowano kapsułki. Składają się one najczęściej z żelatynowej lub celulozowej osłonki oraz znajdujących się wewnątrz peletek zawierających substancje lecznicze.

Dla technologów ważne jest zapewnienie jednakowego stopnia wypełnienia kapsułek, natomiast rolą działów badawczo-rozwojowych jest projektowanie peletek o znanym składzie chemicznym i zdefiniowanej strukturze. Mikrotomografia doskonale sprawdza się również w tym obszarze. Pozwala określić w sposób nieinwazyjny liczbę i rozkład peletek wewnątrz kapsułki, a dzięki wysokorozdzielczym skanom analizować strukturę pojedynczych peletek, informując o średnicy rdzenia, grubości warstw zewnętrznych i rozmieszczeniu substancji czynnej.

Rys. 4 Wizualizacja pojedynczej mikropeletki z wyszczególnieniem: warstwy pośredniej (a), rdzenia (b), osłonki (c) – własność Bruker

Niezależnie od tego, kto opracowuje nowy lek – ośrodek badawczy czy firma farmaceutyczna – mikrotomografia rentgenowska sprawdza się zarówno przy analizie struktury mikropeletek, jak i podczas kontroli jakości gotowych produktów. Bez względu na to, czy projekt dotyczy pojedynczej peletki, kapsułki, tabletki, czy całej partii leku – ta technika dostarcza precyzyjnych informacji na każdym etapie procesu produkcji.

Piotr Czerwiński