Röntgenbeugung in der Pharmazeutischen Industrie - Von der frühen Wirkstoffentwicklung bis zur Qualitätskontrolle

"Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser", darauf baut so mancher, der auf Medikamente angewiesen ist - insbesondere seit wenigen Jahren, in denen immer mehr gefälschte Medikamente in den Apothekenhandel gelangten. Man will nun dem Problem schneller entgegentreten, nämlich mit der Röntgenpulverdiffraktometrie (XRPD), ein Verfahren, das sich bereits bei der Entwicklung von Medikamenten bewährt hat. Es beruht auf einer recht alten Analysenmethode, die vor genau 100 Jahren entwickelt wurde, nämlich auf der Beugung von Röntgenstrahlen (X-rays) an Kristallen, wofür es bereits 1914 den Nobelpreis für Physik gab. Die Röntgenbeugungsmethode hat für die Arzneimittelkontrolle einen entscheidenden Vorteil vor bisher eingesetzten Analysenverfahren: Man braucht keine Probe des Medikaments zu entnehmen und kann selbst durch undurchsichtige Blisterverpackungen hindurch messen und gesicherte Ergebnisse erzielen. Welch wichtige Rolle XRD-Verfahren in der und für die Pharmazeutische Industrie spielen, erläutert eine Session auf der analytica Conference, die vom 17. bis 19. April in München stattfindet. Session-Leiter sind Professor Dr. Christian W. Lehmann, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim/Ruhr, und Dr. Norbert Nagel, Sanofi-Aventis, Frankfurt.

Professor Dr. Klaus-Jürgen Steffens vom Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn geht in seinem Vortrag während der analytica Conference zunächst darauf ein, dass gegenüber anderen Arten von Markenpiraterie oder Imitaten gefälschte Medikamente das größte Potenzial haben, die Gesundheit zu beeinträchtigen. So wird geschätzt, dass allein in China 200.000 bis 300.000 Menschen jährlich durch

Einnahme gefälschter Medikamente sterben. Das Problem macht vor nationalen Grenzen nicht halt. Gefälschte Medikamente werden auch in hochentwickelten Ländern mit streng regulierten Lieferketten für Pharmazeutika entdeckt. Kann man dem besser entgegentreten, wenn sich Arzneimittelfälschungen mit Hilfe der Röntgenbeugung sehr schnell, zerstörungsfrei und kostengünstig ermitteln lassen? Man kann.

Die dringend benötigte Methode, mit der es gelingt, schnell zwischen Fälschungen und Originalen zu unterscheiden, hat sich in der Wirkstoffforschung, -entwicklung und -produktion bereits bewährt. Ein schnelles Screening im Rahmen einer Qualitätskontrolle wurde nun durch neue ultraschnelle Röntgenstrahl-Detektoren möglich, die sicher Aufschluss über die Zusammensetzung des von der Röntgenstrahlung durchdrungenen Medikaments geben können. Dieses Verfahren kann Blisterverpackungen "durchleuchten", ohne diese und die darin enthaltenen Medikamente zu schädigen. Eine Packung mit einem wertvollen Originalmedikament muss also nicht aus dem Handel genommen werden.

Bei der Entwicklung neuer Medikamente spielt XRPD eine wichtige Rolle, um die festen Arzneimittelwirkstoffe zu charakterisieren, und zwar auch ihre möglichen Veränderungen bis zum Verbrauch. Am Anfang der Entwicklung kann es von Bedeutung sein, ob die Substanz kristallin oder amorph vorliegt. Häufig wählt man als Bestandteil einer Tablette die Salzform eines Moleküls, beispielsweise ein Hydrochlorid der wirksamen Verbindung. Bei der Lagerung kann dann die physikalische oder chemische Stabilität des Medikaments durch die gewählte Form des festen Wirkstoffs beeinträchtigt werden. Auch das gilt es zu untersuchen - insbesondere temperaturbedingte oder feuchtigkeitsabhängige Veränderungen. Wie Dr. Bruno Baumgartner von Sanofi-Aventis, Frankfurt, in seinem Vortrag auf der analytica Conference ausführt, steht die Bedeutung der XRPD-Technik für solche Untersuchungen außer Frage. Allerdings spielen der Versuchsaufbau und die Versuchsmethodik eine große Rolle, beispielsweise die Wahl der Detektoren. Hier gibt es so einige Pros und Contras zu beachten, die Baumgartner erläutern wird.

Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)