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Título: Desenvolvimento e caracterização de uma solução sólida de antirretrovirais: a abordagem da engenharia de cristais na obtenção de uma nova forma cristalina
Título em inglês: Development and characterization of a solid solution of antirretrovirals: The crystal engineer approach obtaining a new crystalline form
Autor(es): Fonseca, Jéssica de Castro
Orientador(es): Ayala , Alejandro Pedro
Palavras-chave: Concentração da Solução
Cristalização
Lamivudina
Emtricitabina
Data do documento: 17-Fev-2016
Citação: FONSECA, J. C. ; AYALA, A. P. (2016)
Resumo: Cristais multicomponentes constituem um vasto terreno para a preparação de novos materiais, com diferentes propriedades químicas e físicas, que podem ser racionalmente adaptados, variando a composição do cristal. Soluções sólidas cristalinas podem representar uma alternativa viável para compreender melhor a relação estrutura-propriedades e otimizar as propriedades de um material para aplicações práticas. Estes materiais são caracterizados por diferentes constituintes moleculares ocupando randomicamente espaços cristalográficos equivalentes, sendo a sua estequiometria não limitada a valores inteiros. Dentro de certos limites, a sua composição pode ser controlada simplesmente por variação da quantidade relativa dos reagentes para proporcionar mudanças contínuas nos parâmetros e propriedades estruturais tais como a densidade, a solubilidade, reatividade, etc. A lamivudina (3TC) e a emtricitabina (FTC) são fármacos anti-retrovirais análogos de nucleosídeos. A 3TC existe em duas formas principais, sendo a forma I, o hidrato de lamivudina, cuja forma estrutural básica apresenta uma molécula de água para cada cinco moléculas de 3TC. A FTC possui uma estrutura molecular extremamente semelhante à da 3TC, com exceção de um único átomo de flúor que está presente na molécula de FTC e ausente na de 3TC. Devido à proximidade estrutural e do tamanho molecular entre a 3TC e a FTC, verificou-se a possibilidade de uma nova estrutura onde ambas coexistissem, formando um novo composto com propriedades completamente diferenciadas. O presente trabalho objetiva a obtenção e caracterização da solução sólida de lamivudina e emtricitabina, com análise da faixa de obtenção do novo sólido cristalino. Foram aplicadas as técnicas de evaporação lenta a frio (2ºC a 8ºC) e de moagem assistida por solvente (grinding), para obtenção da solução sólida de FTC e 3TC e para a análise da faixa de concentração de solvente/soluto na solução sólida obtida. O processo foi monitorado e caracterizado por técnicas de microscopia, espectroscópicas, de difração de raios X e análise térmica. Foi obtido um sólido cristalino multicomponente composto por 3TC e FTC em quantidades variadas obtidos através da evaporação lenta a frio e verificamos sua obtenção através de moagem assistida por solvente, acompanhando a variação de concentração, através do comportamento térmico, de cada um dos constituintes no cristal. A solução sólida obtida apresenta estrutura semelhante ao hidrato de lamivudina e a engenharia de cristais contribuiu para o planejamento racional dessa solução sólida, que teve sua estrutura elucidada. Foi obtida uma solução sólida entre fármacos que não foi reportada na literatura através de técnicas metodológicas de simples execução, corroborada com a possibilidade de modulação na concentração dos fármacos na estrutura cristalina.
Abstract: Solid solutions could represent a viable alternative to better understanding and controlling structure-property relationships of drugs, in order to optimize their properties for practical applications. These phases consist of different molecular constituents randomly occupying equivalent crystallographic sites, more importantly, the stoichiometry of the solid solutions is not limited to integer values. To some extent, their composition can be controlled by simply varying the relative amount of the active ingredients to afford continuous changes in the structural parameters and properties such as density, solubility, reactivity, and others. Lamivudine (3TC) and emtricitabine (FTC) are nucleoside analogues reverse transcriptase inhibitor antiretroviral drugs. 3TC exists in two main crystalline forms, being form I a lamivudine hydrate, whose asymmetric unit contains one water and five 3TC molecules. FTC has an extremely similar molecular structure compared to 3TC, differing by a single fluorine atom, which is only present in the FTC molecule. Due to the similarities in structure and molecular size of these drugs, 3TC and FTC are good candidates for the obtainment of a solid solution, resulting in a new compound with completely different properties. This work reports the development and characterization of a solid solution containing 3TC and FTC. The solution was obtained by slow evaporation and solvent assisted mechanical activation. The stability concentration range of solvent/solute solid solution was also investigated by solvent assisted mechanical activation. The process was monitored and characterized by microscopy, spectroscopy, X-ray diffraction techniques and thermal analysis. Thus, crystal engineering contributed to the rational design of a solid solution comprising 3TC and FTC in a wide range of concentrations, which had its crystalline structure elucidated. Multicomponent crystals are a vast land for the development of new materials with different physical and chemical properties, which can be rationally tailored by varying the crystal composition. A new solid solution of organic compounds was obtained using simple execution techniques, supported with the possibility of modulating the concentration of drug inside the crystalline structure.
Descrição: FONSECA, J. C. Desenvolvimento e caracterização de uma solução sólida de antirretrovirais: a abordagem da engenharia de cristais na obtenção de uma nova forma cristalina. 2016. 111 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21569
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