Physikochemische Charakterisierung von Arzneistoffhydraten

Ein großer Teil der festen Arzneistoffe kann Wasser mehr oder weniger stark im Kristallgitter binden oder einschließen. Diese Wasseraddukte werden als Hydrate bezeichnet. Hydrate unterscheiden sich in ihren pharmazeutisch relevanten Eigenschaften meist deutlich von der wasserfreien Festphase. Deshalb können Änderungen im Wassergehalt erhebliche Probleme hinsichtlich der Stabilität, Verarbeitung und Sicherung der biopharmazeutischen Eigenschaften von Arzneistoffen verursachen. Bei der Verarbeitung solcher Stoffe zum Arzneimittel müssen daher die Bedingungen ihrer Bildung, ihre Existenzbereiche und ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften genauestens bekannt sein. Trotz der Häufigkeit dieser Addukte und dem Wissen um die damit verbundenen Probleme bei der Arzneimittelproduktion ist über die kausalen Zusammenhänge zwischen der Struktur und den für pharmazeutische Fragestellungen bedeutsamen Eigenschaften von Hydraten sehr wenig bekannt. Im Rahmen dieses Projektes soll eine Auswahl von Arzneistoffhydraten mit unterschiedlichen Stabilitätsprofilen systematisch auf thermodynamische und strukturelle Eigenschaften hin untersucht werden. Dabei sollen Methoden der Thermoanalyse (Thermomikroskopie, Thermogravimetrie, Differntial Scanning Calorimetry), der Spektroskopie (Infrarot-, Raman-Spektroskopie) und der Röntgendiffraktometrie zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Beitrag wird darüber hinaus von der Festkörper 13C NMR-Spektroskopie erwartet, die eine vielversprechende Analysenmethode bei Hydraten darstellt, aber bisher bei den angestrebten Fragestellungen kaum eingesetzt wurde. Die Ergebnisse sollen helfen, die Zusammenhänge zwischen der Stabilität und den Strukturprinzipien bei Arzneistoffhydraten zu erkennen und einer erforderlichen Klassifizierung von Wasseraddukten näherzukommen. Die Untersuchungen sollen außerdem zur Erweiterung der bewährten Forschungskonzepte zur zielgerichteten Auffindung und Charakterisierung von polymorphen und pseudopolymorphen Kristallformen beitragen, die am Institut des Bewerbers entwickelt wurden. Diese Konzepte sind speziell auf physikalisch-pharmazeutische Fragestellungen und auf eine wirtschaftliche Arzneimittelherstellung zielgerichtet.