A study on the stability of olanzapine polymorphs

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014Olanzapina (Classe II, BSC), trata-se de uma nova benzodiazepina, aprovada pelo FDA para o tratamento da esquizofrenia e doença bipolar, que provou possuir polimorfismo e formação de hidratos. Sendo capaz de cristalizar em, pelo menos, 25 formas sólidas distintas, quatro delas farmaceuticamente relevantes: duas formas anidras (I e II) e duas formas dihidratadas (B e E). O objectivo deste projecto foi, essencialmente, estudar a estabilidade destes quatro polimorfos após compressão e seus perfis de dissolução. Os processos de desidratação e recristalização das formas hidratadas foram estudados também, bem como a temperatura de degradação da Olanzapina. Mini-comprimidos foram produzidos para cada polimorfo, usando elevadas forças de compressão – 15kN, 30kN e 30kN durante 5 minutos – a fim de determinar a sua estabilidade. É sabido que a diferença entre as energias do cristal de cada polimorfo pode conduzir a diferenças nas propriedade físicas, como solubilidade e estabilidade em água. Com isso, ensaios de dissolução em pó e comprimidos foram efectuados. Análises DSC foram realizadas com o intuito de observar os eventos de desidratação e recristalização das formas hidratas com diferentes tamanhos de partícula: >0,80 mm; 0,80- 0,315mm; 0,315-0,16mm e 0,16-0,063mm. Análises STA foram realizadas igualmente para determinar a temperatura de degradação. Todas as formas estudadas revelaram estabilidade sob altas forças de compressão com a manutenção da sua forma inicial. No que diz respeito aos perfis de dissolução, ambos comprimidos e pó revelaram o mesmo comportamento. As formas anidras apresentaram uma dissolução mais rápida em comparação com as formas hidratadas, com o Dihidrato B como o menos solúvel e a Forma II como a mais solúvel A temperatura de desidratação dos Dihidratos B e E revelou diminuir com o tamanho da particula, bem como a sua temperatura de recristalização. Todos os polimorfos parecem degradar-se antes do ponto de fusão (195ºC) devido à perda de massa iniciar-se por volta dos 180ºC.Olanzapine (BCS Class II drug), a novel benzodiazepine approved by the FDA for the treatment of schizophrenia and bipolar disorder, has proven to have polymorphism and hydrate formation and it is able to crystallize in at least 25 different solid forms, four of which are pharmaceutically relevant: two polymorphic anhydrates (I and II) and two polymorphic dihydrates (B and E). The aim of this project was essentially to study the stability of these four polymorphs under compression and its dissolution profiles. The dehydration and recrystallization process of the hydrated forms were studied as well, and also the polymorphs degradation event. Mini-tablets were produced for each polymorph, using high forces of compression – 15kN, 30kN and 30kN for 5 minutes – in order to access its stability. It is well known that the difference in crystal energy of polymorphs could lead to different physical properties, such as solubility and stability in water. Knowing that, tablets and powder dissolution tests were performed. DSC scans were made to observe the dehydration and recrystallization event of the hydrated forms on different particle sizes: >0.80mm; 0.80-0.315mm; 0.315-0.16mm and 0.16-0.063mm. And STA analyses were performed with the aim of accessing the degradation temperature. All the studied polymorphs have shown stability after high forces of compression with maintenance of the initial forms. Regarding dissolution profiles, both tablets and powder polymorphs showed the same behavior. Anhydrous forms presented faster dissolution than the hydrated forms, with Dihydrate B as the less soluble and the metastable Form II as the most soluble one. The dehydration temperature of dihydrates B and E seems to decrease with the particle size, as well as the recrystallization temperature. All the polymorphs appeared to have a degradation temperature before the melting point (195ºC) due to the beginning of mass loss around 180ºC.Fakultät für Chemie und Pharmazie, Eberhard-Karls Universität Tübinge