La investigación de la UIC allana el camino para la próxima reproducción de dispositivos de detección de material cristalino

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Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han desarrollado un nuevo dispositivo de microfluidos de flujo continuo que puede ayudar a los científicos y las compañías farmacéuticas a estudiar de manera más eficaz los compuestos de los medicamentos y sus formas y estructuras de cristal, que son componentes clave para la estabilidad de los medicamentos.

El dispositivo consta de una serie de pocillos en los que una solución de fármaco, que consiste en un ingrediente farmacéutico activo, o API, disuelto en un solvente, como agua, se puede mezclar con un antidisolvente de una manera altamente controlada. Cuando se mezclan, las dos soluciones permiten que los cristales de API formen un núcleo y crezcan. Con el dispositivo, los científicos pueden cambiar en paralelo las velocidades y proporciones a las que se mezcla la solución del fármaco con el antidisolvente, creando múltiples condiciones para el crecimiento de cristales. A medida que los cristales crecen en diferentes condiciones, los datos sobre sus tasas de crecimiento, formas y estructuras se recopilan e importan a una red de datos.

Con los datos, los científicos pueden identificar más rápidamente las mejores condiciones para producir la forma cristalina más estable con una morfología cristalina deseable (un cristal con forma de placa en lugar de un cristal con forma de varilla) de un API y aumentar la cristalización. De formas estables .

Los investigadores de la UIC dirigidos por Meenesh Singh, en colaboración con el Consorcio de Tecnologías de Habilitación, validaron el dispositivo utilizando L-histidina, el ingrediente activo de los medicamentos que pueden tratar enfermedades como la artritis reumatoide, las enfermedades alérgicas y las úlceras. Los resultados se informan en Laboratorio en un chip, una revista de la Royal Society of Chemistry.

“La industria farmacéutica necesita un sistema de cribado robusto que pueda determinar con precisión los polimorfos API y la cinética de cristalización en un período de tiempo más corto. Pero la mayoría de los sistemas de cribado paralelos y combinatorios no pueden controlar activamente las condiciones de síntesis, lo que conduce a resultados inexactos”, dijo Singh, asistente de UIC profesor de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería. “En este artículo, mostramos un diseño de un dispositivo de microfluidos que tiene micromezcladores conectados en paralelo para atrapar y hacer crecer cristales en múltiples condiciones simultáneamente”.

En su estudio, los investigadores encontraron que el dispositivo podía detectar polimorfismos, morfología y tasas de crecimiento de L-histidina en ocho condiciones diferentes. Las condiciones incluyeron cambios en la concentración molar, porcentaje de etanol por volumen y sobresaturación, variables importantes que afectan la tasa de crecimiento de cristales. El tiempo total de detección de L-histidina utilizando el dispositivo de microfluidos de pozos múltiples fue de aproximadamente 30 minutos, que es al menos ocho veces más corto que un proceso de detección secuencial.

Los investigadores también compararon los resultados de la detección con un dispositivo convencional. Descubrieron que el dispositivo convencional sobrestimó significativamente la fracción de forma estable y mostró una alta incertidumbre en las tasas de crecimiento medidas.

“El dispositivo de microfluidos de pozos múltiples allana el camino para los dispositivos de microfluidos de próxima generación que son susceptibles de automatización para el cribado de alto rendimiento de materiales cristalinos”, dijo Singh. Mejores dispositivos de detección pueden mejorar la eficiencia del desarrollo del proceso API y permitir una producción de medicamentos sólida y oportuna, dijo, lo que en última instancia podría conducir a medicamentos más seguros que cuesten menos.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Illinois en Chicago. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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