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LaMuCrEs

Laboratório Multiusuário de Cristalografia Estrutural



Engenharia de Cristal e Síntese Supramolecular
de Novas Formas Sólidas de Insumos Farmacêuticos :


Este projeto de pesquisa é dedicado ao desenho, síntese supramolecular avaliação e caracterização de novas formas sólidas de insumos farmacêuticos ativos (IFAs) empregados no tratamento de doenças negligenciadas ou de alto impacto socioeconômico, com o intuito de desenvolver modificações cristalinas com propriedades de interesse farmacêutico aprimoradas em relação às fases sólidas utilizadas nas formulações farmacêuticas administradas em formas de dosagem sólidas.
Este melhoramento das características farmacêuticas se deve, principalmente, à alteração das propriedades de estabilidade, solubilidade e dissolução de acordo com a fase sólida que se encontra um determinado fármaco.
As novas formas sólidas são desenvolvidas por técnicas de engenharia de cristais moleculares que é a concepção e desenho das interações intermoleculares complementares que dão lugar à formação dos cristais levando em conta as características dos grupos funcionais doadores e aceitadores de ligações de hidrogênio dos IFAs sob estudo.
Uma vez que os principais grupos funcionais são identificados, uma análise estatística das interações intermoleculares em que estes grupos estão normalmente envolvidos será executada, usando as ferramentas dos bancos de dados estruturais.
Os resultados das análises estatísticas são utilizados na identificação dos grupos funcionais complementares e synthons presentes nos compostos moleculares.
Uma vez identificados estes grupos funcionais e synthons a lista conhecida como "Geralmente Reconhecido como Seguro" (GRAS), editada pela United State Food and Drug Administration (FDA), é utilizada para a seleção dos possíveis co-formadores apropriados a serem utilizados no desenvolvimento das novas formas sólidas.
Estas novas formas são caracterizadas por difração de raios-X tanto por cristal único quanto por amostras policristalinas.
Estas caracterizações estruturais são comparadas com os dados provenientes dos estudos de espectroscopia vibracional (IV e Raman), análise térmica (DSC e TGA) e microscopia óptica térmica com luz polarizada.
Estas análises empregando técnicas de estado sólido são complementadas com as provenientes da chamada Cristalografia Quântica.
Nela estudos teóricos utilizando cálculos de primeiros princípios (DFT) são realizados a fim de correlacionar as características do estado sólido destas novas formas com as energias conformacionais calculadas a partir dos dados estruturais, bem como para atribuir e identificar as bandas nos espectros vibracionais.
Estes estudos teóricos são acoplados ao estudo experimental de Densidade de Carga de alguns dos melhores representantes das novas formas sólidas de medicamentos.
O intuito destes é o de correlacionar a reatividade das drogas e seu desempenho farmacêutico com a topologia da densidade de carga molecular devido a que as características das interações medicamentos-receptores estão governadas pelas propiedades eletrônicas moleculares.
A estrutura eletrônica da droga, que pode ser avaliada pela informação do Modelo Multipolar (MM) e a teoria quântica de Atom In Molecules (AIM) no formalismo da Análise de Bader.
Assim são realizados experimentos de difracção de raios-X de alta resolução (tipicamente sem [Symbol]/ [Symbol] ≥ 1Å-1) que permitem construir modelos multipolares, através do formalismo de Hansen-Coppens, modelar a deformação da desindade de carga e analisar a sua topologia para obter propierdades eletronicas moleculares desses sistemas tais como distribuição de carga, campos eletricos, momentos dipolares, laplacianos da densidade de carga, modelos tridimensionais de potenciais electrostaticos, etc.
Enquanto isso, estudos teóricos em condições isoladas e periódicas permitirão complementar e acompanhar as propriedades eletrônicas.
Por último, são avaliadas também as propriedades farmacocinéticas dos IFA's modificados e comparadas com aquelas dos IFA´s originais no intuito de inferir uma relação direta entre as diversas formas sólidas e as suas propriedades farmacêuticas assim como avaliar a possibilidade do seu uso como novo insumo farmacêutico aprimorado.


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