Introdução

No desenvolvimento de um novo medicamento, a seleção das matérias-primas deve ser efetuada visando caracterizar, em especial, a substância ativa. No geral, as monografias descritas nos compêndios oficiais apresentam os ensaios relativos à determinação da qualidade do insumo, abrangendo o seu aspecto qualitativo e quantitativo, assim como os ensaios para avaliação de pureza. Tais ensaios são fundamentados nas informações referentes ao processo de síntese da substância e às propriedades físico-químicas da substância submetida à análise.

Porém, estas especificações oficiais podem não contemplar características específicas relacionadas às possíveis alterações do processo de síntese como, por exemplo, o polimorfismo. Tal fato é decorrente das condições empregadas na síntese e purificação da substância, dependendo do solvente utilizado e da temperatura de reação, conforme rota adotada pelo fabricante (Brandão, 2006). Em alguns casos, na avaliação qualitativa da matéria-prima bem como no ensaio aspecto, um técnico bem treinado e uma monografia com descrição adequada podem levantar, logo no início dos testes, dúvidas em relação à pureza e ao tipo de estrutura polimórfica presentes, tornando-se então necessários estudos mais aprofundados.

A seguir um breve resumo acerca do polimorfismo e sua implicações e, na seqüência, um trabalho de recristalização efetuado com vários lotes de nimesulida que deram entrada em um laboratório de controle de qualidade físico-químico de uma industria farmacêutica e que foram aprovados em todos os testes constantes na Farmacopéia Brasileira, mas posteriormente reprovados no ensaio de perfil de dissolução da forma farmacêutica obtida com esse ativo.

Polimorfismo

Polimorfismo é a propriedade pela qual uma única substância química pode existir em mais de uma forma cristalina, dependendo das condições (temperatura, solvente, tempo) sob as quais a cristalização é induzida (Baptista, 2005).

Muitas vezes, os fatores que poderiam provocar alguma alteração na molécula do fármaco não são avaliados adequadamente na etapa de síntese. Porem é nesta etapa que podem ocorrer modificações na molécula, provocando alterações na biodisponibilidade e na eficácia do medicamento. Por isso é essencial que as reações de uma rota sintética possam ser controladas e planejadas adequadamente para a obtenção da molécula desejada. Considerando estes aspectos, é importante verificar a existência de polimorfos que possam ser formados no último estágio do desenvolvimento de um composto (Streng, 1997).

A existência de polimorfismo, além de influenciar a biodisponibilidade, pode alterar a estabilidade química e física do fármaco e ter implicações no desenvolvimento e na estabilidade da forma farmacêutica, levando-se em consideração as alterações ocorridas nas características dos cristais (Storpitis, 2004).

A biodisponibilidade é a quantidade de fármaco que passa inalterada pela corrente sanguínea para, posteriormente, fixar-se em seus receptores e exercer a ação farmacológica. Em linhas gerais, as concentrações plasmáticas no sangue dependem da velocidade de liberação das moléculas desde sua forma farmacêutica, da velocidade de dissolução e absorção. Como cada polimorfo apresenta propriedades físico-químicas características, se comporta de forma diferente durante os processos de liberação, absorção, distribuição, metabolismo e eliminação (Montes, 2006).

A presença de polimorfismo é uma das principais fontes de variação no comportamento da dissolução dos fármacos, sendo que a influência sobre a velocidade de dissolução é determinada por mudanças na solubilidade dos distintos polimorfos. Dois polimorfos de um mesmo composto podem ser tão diferentes em estrutura cristalina e propriedades como dois compostos distintos, sendo que essas diferenças manifestam-se enquanto o fármaco está em estado sólido, ou seja, uma vez obtida a solução as diferentes formas não podem mais ser distinguidas. Portanto, podem ser esperadas diferenças na ação do fármaco, em termos farmacológicos e terapêuticos, devido à presença de polimorfos em formas farmacêuticas sólidas, assim como em suspensões líquidas. Outro fator importante é que o polimorfo menos estável (metaestável) tende a se transformar no polimorfo mais estável, porém menos energético (transição polimórfica), o que pode ocorrer em função do tempo e da temperatura de armazenamento, do tipo de processo de compressão utilizado e da redução do tamanho de partículas (Storpiritis, 2004).

Geralmente, o polimorfo mais estável será o que possuir maior ponto de fusão, contudo é possível estabelecer uma correlação entre ponto de fusão e velocidade de dissolução. Por conseguinte, o polimorfo com ponto de fusão menor cederá mais facilmente uma molécula durante a dissolução, ao contrário da forma mais estável. Portanto, o impacto do polimorfismo sobre a taxa de dissolução está, principalmente, ligado à solubilidade entre as formas, o que pode afetar diretamente a  biodisponibilidade, refletindo em concentrações plasmáticas máximas diferentes. Normalmente a determinação do perfil de dissolução dos produtos consegue distinguir as diferenças físico-químicas entre os polimorfos, tornando-se, então, uma ferramenta importante no controle de qualidade (Fonseca, 2005).

As formas metaestáveis, em geral, apresentam velocidades de dissolução e solubilidade maiores que as formas cristalinas estáveis do mesmo fármaco (Froehlich, 2005). Em geral, a forma
polimórfica mais estável tem uma solubilidade menor (Snider, 2004).

Por este motivo, durante o desenvolvimento do medicamento o cristal polimorfo de menor energia deveria ser identificado e escolhido, considerando que uma possível conversão polimórfica e o aparecimento deste polimorfo de menor energia, comparado com o polimorfo que está sendo comercializado, pode ser catastrófico, como ocorreu com o ritonavir (Bauer, 2001).

A produção do fármaco ritonavir teve que ser suspensa, pois durante sua fabricação formou-se um polimorfo adicional que não havia sido descrito previamente nos ensaios clínicos e que produzia uma inadequada dissolução do medicamento. Os pacientes tratados com esse inibidor de protease do HIV tiveram que substituir temporariamente a administração em cápsulas por formas farmacêuticas líquidas, até o laboratório definir um novo processo de síntese do ritonavir, livre de polimorfos indesejáveis (Montes, 2006).

O número de polimorfos em que um composto é capaz de cristalizar-se é variável. Assim, a maior flexibilidade molecular favorece o maior número de possibilidades de configuração. A flexibilidade molecular se refere à capacidade molecular para adotar distintas formas em sucessivos instantes. A simples existência ou a ausência de alguns excipientes, como a celulose microcristalina, podem catalisar ou inibir estas transformações (Montes, 2006).

A identificação e a caracterização das formas de cristais devem ser realizadas para assegurar que a forma do cristal no produto final permaneça inalterada. No entanto, durante a produção, certas operações unitárias tais como aquecimento, mistura e exposição ao solvente, além de todas as qualidades atribuídas a um produto sólido, incluindo estabilidade, dissolução, biodisponibilidade, aparência, fabricação, densidade e dureza, podem ser influenciadas pela fase de transformação do cristal. Por isso, a possibilidade de alteração da forma do cristal durante a formulação e o processo de desenvolvimento devem ser considerados (Gasparotto, 2005).

Apesar da interferência de formas polimórficas em vários aspectos do medicamento, nem sempre os testes adequados para identificar a presença de polimorfos são descritos nas monografias oficiais (Froehlich, 2005).

Surpreendentemente, um número muito grande de produtos farmacêuticos exibe o fenômeno de polimorfismo. 70% dos barbitúricos, 60% das sulfonamidas e 23% dos esteróides existem em diferentes formas polimórficas (Chaudhari, 2008).

Critérios subjetivos de interpretação de ensaios

Além da preocupação com o tipo de polimorfo existente na matéria-prima ou no produto acabado e
com as maneiras que possam levar à identificação das formas polimórficas, deve-se levar em conta também que os critérios de especificações estabelecidos pelos compêndios oficiais podem ser subjetivos ou objetivos. Os critérios objetivos são aqueles que permitem estabelecer valores definidos ou que podem ser expressos como resposta, sob condições específicas de análise. Podem ser qualitativos (identificação e teste de coloração), quantitativos (pureza, teor e método HPLC) e semiquantitativos (ensaio limite) e seus resultados dependem do desempenho técnico. Os critérios subjetivos estão relacionados com a integridade do produto e dependem da observação do analista, pois não são seguidos procedimentos analíticos. São, basicamente, as características organolépticas - odor, sabor e aparência geral. Essas especificações físico-químicas auxiliam na identificação e avaliação de pureza da matéria-prima (Farmabio, 2006).

É nesses tipos de ensaio, aparentemente simples, com uma especificação farmacopeica adequada e um analista bem treinado, que se pode identificar que uma dada matéria-prima pode não contemplar as características de qualidade necessária para a produção de um medicamento.

Nimesulida recristalizada

Um exemplo disso foi o estudo de recristalização efetuado em diferentes lotes de nimesulida (Figura 1) aprovadas no controle de qualidade físico-químico de uma empresa farmacêutica e que foram reprovadas no ensaio de perfil de dissolução dessa mesma empresa. A recristalização foi efetuada utilizando-se solventes com polaridades diferentes e nesse trabalho constatou-se que a recristalização da nimesulida em diferentes solventes leva à formação de diferentes cristais. A nimesulida é um antiinflamatório não esteroidal com propriedades analgésicas e antipiréticas, de baixa solubilidade em água, cujo aspecto é um pó amarelo pálido e cristalino (FB 2002) e que, quando recristalizada em etanol, observa-se a presença de duas formas polimórficas, uma forma metaestável e uma forma estável (Martino, 2007).

Em 2003, Berguese et al chamaram as formas polimórficas da nimesulida recristalizada em etanol em forma I e forma II. A forma I mostrou-se mais estável que a forma II em qualquer
temperatura, ou seja, a forma II é a De acordo com Kapoor, a nimesulida, quando recristalizada em diferentes solventes, apresenta solubilidades diferentes e pontos de fusão muito próximos (Tabela 1).

Resultados

Após a recristalização da nimesulida em acetona, observou-se que os cristais formados eram de tamanhos variados e apresentavam impurezas retidas dentro do cristal, evidenciando o alto grau  de impureza da mesma, indicando possivelmente a presença de resíduos químicos tipicamente nitrados (Figura 2).

Os cristais formados com a acetona puderam ser vistos e ampliados por meio de microscopia óptica eletrônica (Figura 3).

É importante salientar que a nimesulida é altamente solúvel em acetona, o que deixaria de ser um bom solvente para recristalização (Farmacopéia Brasileira, 2002). Observando a Tabela 1, é possível verificar também que se trata do cristal com a pior solubilidade. A nimesulida foi recristaliza em acetato de etila e, por meio da microscopia eletrônica, foi possível observar cristais com formas diferentes (Figura 4 e Figura 5) e contendo impurezas (Figura 5) em seus interiores. A nimesulida é altamente solúvel em acetato de etila, por isso não seria também um bom solvente para recristalização.

Ao ser recristalizada em etanol (Figura 6), a nimesulida demonstrou a formação de cristais pequenos, pontiagudos, que também puderam ser observados por microscopia eletrônica. Neste trabalho, esses cristais não foram avaliados para verificar a presença de possíveis formas polimórficas. As impurezas não foram carreadas para dentro do cristal, demonstrando o etanol ser um bom solvente para recristalização da mesma, pois a nimesulida é insolúvel a frio e solúvel a quente nesse solvente. Essas impurezas puderam ser evidenciadas no solvente residual após a filtração, como um líquido de cor amarela intensa.

Conclusão

Nesse estudo constatou-se, logo de início, que o aspecto das matérias-primas pertencentes aos lotes enviados para análise não estava de acordo com as especificações oficiais, ou seja, o aspecto não era cristalino, mas sim um pó amorfo de cor amarela intensa. Conclui-se então que a matéria-prima reprovada no ensaio de perfil de dissolução não havia sequer sido recristalizada e mesmo assim foi aprovada no controle de qualidade.

Observou-se ainda que, dependendo do solvente empregado na recristalização, pode ocorrer a formação de diferentes estruturas cristalinas. Foi solicitado ao fornecedor da matéria-prima a rota de síntese do fármaco e na rota enviada foi informado que o produto havia sido recristalizado em metanol, fato que não foi comprovado, em função das quantidades de impurezas apresentadas
pelos resíduos obtidos após a recristalização e pelo próprio aspecto da matéria-prima logo que foi recebida no laboratório para a análise.

Os fatores que levaram ao mau desempenho no ensaio de perfil de dissolução desses lotes de nimesulida poderiam estar na estrutura polimórfica adotada pelo fármaco ao final do processo ou por uma transição polimórfica ocorrida durante o processo de fabricação do medicamento, ou ainda, mais provavelmente, pela não recristalização do material ao final de sua síntese.\

Quando se trata de insumos que apresentam polimorfismo torna-se necessário o desenvolvimento de técnicas de controle de qualidade mais simples, que possam avaliar e identificar as diferentes formas polimórficas existentes para um determinado fármaco. Além disso, ou juntamente com isso, deve-se fazer com que os técnicos de laboratório visualizem a importância, dos ensaios subjetivos de controle de qualidade como aspecto, pois esse ensaio é de grande importância, sendo o primeiro ensaio que serve de parâmetro para avaliar o teor de pureza da matéria-prima.

Referências Bibliográficas
Baptista, BE, Volpato, NM. Estudo da Correlação In Vivo/In Vitro Empregando Comprimidos de Glibenclamida Não Bioequivalentes. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), p. 32, 2005;
Bauer, J, Spanton, S, Henry, R, Quick, J, Dziki, W, Porter, W, Morris, J. Ritonavir: An Extraordinary Example of Conformational Polymorphism. Pharmaceutical Research, v. 18, p. 859-866, 2001;
Berguese et al. ▪ Microstructural Investigation of Nimesulide-Crospovidone Composites by X-Ray Diffraction and Thermal Analysis. Composites Science and Technology, 63, p. 1197-1201, 2003;
Brandão, ALA. Influência do Polimorfismo na Farmacotécnica de Cápsulas no Setor Magistral, Revista Racine, 91, março/abril, 2006;
Chaudhari, P, Uttekar, P, Waria, N, Ajab, A. Study of Different Crystal Habits Formed by Recrystallization Process and Study Effect of Variables. Research J. Pharm. and Tech., 1(4), p. 381-385, oct.-dec., 2008;
Farmacopéia Brasileira (FB) IV, p. 202, 2002;
Fonseca, LB. Desenvolvimento e Validação de Método de Dissolução Aplicado a Suspensões Orais de Nimesulida. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), p.43, 2006;
Froehlich, PE, Gasparotto, FS. Mebendazol: Identificação das Formas Polimórficas em Diferentes Matérias-Primas e Medicamentos (Referência e Genéricos) Disponíveis no Mercado Nacional. Rev. Ciênc. Farm. Básica Apli., v. 26, nº 3,p. 205-210, 2005;
Gasparotto, SF. Fatores Relacionados à Síntese de Matérias-Primas que Podem Alterar a Biodisponibilidade de Medicamentos Genéricos. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), p. 35-41, 2005;
Kapoor, A, Yadav, MR. ▪ Crystal Forms of Nimesulide - a Sulfonanilide - (NonSteroidal Anti-Inflammatory Drug). Ind. Journal of Chemistry, v. 37B, p. 572-575, june, 1998;
Martino, P et al. ▪ Characterization and Compaction Behaviour of Nimesulide Crystal Forms. International Journal of Pharmaceutics, 342, p. 137-144, 2007;
Montes, EM, Islána, ÁF. ▪ Polimorfismo Farmacéutico - Repercusiones Industriales y Farmacocinéticas. Ambito Farmacéutico v. 25, n. 9, p. 94-100, 2006;
Streng, WH. ▪ Physical Chemical Characterization of Drug Substences. V., p. 415-426, 1997;
Snider, DA, Addicks, W, Owens, W. Polymorphism in Generic Drug Product Development. Advanced Drug Delivery Reviews, 56, p. 391-395, 2004;
Storpirtis, S, Marcolongo, R, Gasparotto, FS, Vilanova, CM. A Equivalência Farmacêutica no Contexto da Intercambialidade entre Medicamentos Genéricos e de Referência: Bases Técnicas e Científicas. Interfarma, v.16, nº 9-10, p. 51-56, 2004;
Storpiritis, S, Oliveira, PG, Rodrigues, D, Maranho, D. Considerações Biofarmacotécnicas Relevantes na Fabricação de Medicamentos Genéricos: Fatores que Afetam a Dissolução e a Absorção de Fármacos. Rev. Bras. de Ciênc. Farm., v. 34, nº 1, p. 1-16,1999;
Valpato, NM, Silva, LR. Meios para dissolução de Comprimidos de Nimesulida: Ação dos Tensoativos. Rev. Bras. de Ciênc. Farm., v. 38, nº 2, p.163-172, abr./jun., 2002;
Controle de Qualidade de Medicamentos. Disponível em: www.farmabio.com.br.Acesso em 25/02/2009.

Publicado na revista Fármacos & Medicamentos 56 (Janeiro/Fevereiro 2009)