کوکریستال
کاربردها > محصولات دارویی

مهندسی کوکریستال چنان اهمیت زیادی در زمینه داروسازی پیدا کرده است که به یک بخش فرعی خاص از کریستال‌های چند جزئی، اصطلاح کریستال‌های دارویی برای اشاره به یک جزء تشکیل‌دهنده کریستال جامد و یک API مولکولی یا یونی (مواد فعال دارویی) داده شده است. با این حال، طبقه‌بندی‌های دیگری نیز وجود دارد که یک یا چند جزء در شرایط محیطی به شکل جامد نباشند. به عنوان مثال، اگر یکی از اجزاء تحت شرایط محیطی مایع باشد، ممکن است کریستال همان‌طور که قبلاً توضیح داده شد، به‌عنوان یک حلال کریستالی در نظر گرفته شود. حالات فیزیکی هر یک از اجزاء تحت شرایط محیطی تنها منبع تقسیم در بین این طبقه بندی‌ها است. طرح طبقه‌بندی نام‌گذاری کریستال‌ها ممکن است اهمیت کمی برای خود کریستال داشته باشد، اما در طبقه‌بندی اطلاعات قابل توجهی در مورد خواص فیزیکی، مانند حلالیت و نقطه ذوب، و پایداری APIها نهفته است.
هدف کریستال‌های دارویی داشتن خواصی متفاوت با آنچه از APIهای خالص انتظار می‌رود، بدون ایجاد و/یا شکستن پیوندهای کووالانسی است. در میان اولین کریستال‌های دارویی گزارش شده، سولفونامیدها هستند. بنابراین، مساحت کریستال‌های دارویی بر اساس برهمکنش‌های بین APIها و سازنده‌های کریستال افزایش یافته است. به‌طور معمول، APIها دارای قابلیت پیوند هیدروژنی در قسمت بیرونی خود هستند که آن‌ها را در برابر پلی مورفیسم  مستعدتر می‌کند، به‌ویژه در مورد ‌حلوله‌های کریستالی که می توان به اشکال مختلف چندشکلی شناخته شد. چنین موردی در داروی سولفاتیازول، یک ضد میکروبی  رایج خوراکی و موضعی است که بیش از صد حلال مختلف دارد. بنابراین، در زمینه داروسازی، غربالگری برای هر شکل چندشکلی یک کریستال قبل از اینکه به‌عنوان یک پیشرفت واقعی در API موجود در نظر گرفته شود، مهم است. تشکیل کریستال دارویی نیز می‌تواند توسط گروه‌های عملکردی متعدد در API هدایت شود، که امکان شکل‌های کریستالی باینری، سه تایی و بالاتر را معرفی می‌کند. با این وجود، کوکریستال‌ساز برای بهینه‌سازی خواص API استفاده می‌شود، اما همچنین می‌تواند صرفاً در جداسازی و/یا خالص‌سازی API، مانند جداکننده انانتیومرها از یکدیگر، و همچنین حذف قبل از تولید دارو استفاده شود..
با استدلال می‌توان گفت که خواص فیزیکی کریستال‌های دارویی می‌تواند در نهایت با مقادیر و غلظت‌های مختلف اجزای جداگانه تغییر کند. یکی از مهم‌ترین خواصی که با تغییر غلظت اجزاء تغییر می کند حلالیت است. نشان داده شده است که اگر پایداری اجزا کمتر از کریستال تشکیل شده بین آن‌ها باشد، حلالیت کریستال کمتر از ترکیب خالص اجزای تشکیل‌دهنده خواهد بود. اگر حلالیت کریستال کمتر باشد، به این معنی است که نیروی محرکه‌ای برای رخ دادن کریستالیزاسیون وجود دارد. حتی مهم‌تر از آن برای کاربردهای دارویی، توانایی تغییر پایداری در هیدراسیون و فراهمی زیستی API با تشکیل کریستال است که پیامدهای زیادی بر توسعه دارو دارد. کریستال می‌تواند خواصی مانند نقطه ذوب و پایداری در برابر رطوبت نسبی را در مقایسه با API خالص افزایش یا کاهش دهد و بنابراین، باید به صورت موردی برای استفاده از آن‌ها در بهبود یک داروی موجود در بازار مطالعه شود.
یک فرایند غربالگری برای کمک به تعیین چگونگی تشکیل کوکریستال‌ها از دو اجزا و  توانایی بهبود ویژگی‌های  API خالص ایجاد شده است. ابتدا حلالیت ترکیبات مجزا تعیین می‌شود. در مرحله دوم، همتبلور دو جزء ارزیابی می‌شود. در آخر، غربالگری نمودار فاز و پودر پراش اشعه ایکس (PXRD) برای بهینه‌سازی شرایط برای هم تبلور اجزاء، بیشتر مورد بررسی قرار می‌گیرد. این روش هنوز برای کشف کریستال‌ها با بهره‌ی دارویی از جمله API های ساده، مانند کاربامازپین (CBZ)، یک درمان رایج برای صرع ، نورالژی سه قلو، و اختلال دوقطبی استفاده می‌شود. CBZ فقط یک گروه عاملی اصلی دارد که در پیوند هیدروژنی دخیل است، که امکان تشکیل کوکریستال را ساده‌تر می‌کند که می‌تواند فراهمی زیستی انحلال کم آن را تا حد بالایی بهبود ببخشد.
یک مثال دیگر از یک برنامه کاربردی در‌حال مطالعه خواهد بود که از پیراستام یا (2-اکسو-1-پیرولیدینیل)استامید که برای تحریک استفاده می‌شود سیستم عصبی مرکزی و در نتیجه, افزایش یادگیری و حافظه. چهار پلی مورف پیراستام وجود دارد که شامل پیوند هیدروژن از کربونیل و اولیه در میان. این همان گروه‌های عملکردی پیوند هیدروژن است که با تعامل و افزایش تبلور پیراستام با اسید جنتیسیک است داروی ضد التهابی غیر استروییدی اسید پی-هیدروکسی بنزوییک ایزومر پیش ساز اسپرین سالیسیلیک اسید است. مهم نیست که این اپلیکیشن در حال تحقیق است و کاملا مشهود است که کاربرد گسترده و امکان بهبود مستمر در قلمرو توسعه داروها وجود دارد و بنابراین روشن می‌کند که نیروی محرکه تبلور همچنان تلاش می‌کند تا خواص فیزیکی موجود در کریستال‌ها را بهبود بخشد.
نمونه دیگری از API مورد مطالعه، پیراستام  یا (2-oxo-1-pyrrolidinyl)acetamide است که برای تحریک سیستم عصبی مرکزی و در نتیجه تقویت یادگیری و حافظه استفاده می‌شود. چهار پلی مورف پیراستام وجود دارد که شامل پیوند هیدروژنی کربونیل و آمید اولیه است. همین گروه‌های عاملی پیوند هیدروژنی هستند که با اسید جنتیزیک، یک داروی ضد التهابی غیر استروییدی (NSAID)، و با اسید p-هیدروکسی بنزوئیک، ایزومر پیش‌ساز آسپرین، اسید سالیسیلیک، تعامل دارند و باعث افزایش هم‌کریستالیزه شدن پیراستام می‌شوند. مهم نیست که چه API در حال تحقیق است، کاربرد وسیع و امکان بهبود مداوم در قلمرو توسعه دارو کاملاً مشهود است، بنابراین روشن می‌شود که نیروی محرکه هم کریستالیزاسیون همچنان شامل تلاش برای بهبود است. خواص فیزیکی که در آن کریستال‌های موجود فاقد هستند.