AQbD-Assisted Development and Validation of a Stability-Indicating and Greener HPTLC- Densitometric Method for Simultaneous Determination of Dapagliflozin and Sitagliptin in Pharmaceutical Formulations

En el vasto panorama de la medicina moderna, el manejo de las afecciones crónicas suele depender de la combinación precisa de diferentes fármacos que trabajan en armonía. Para millones de personas que viven con diabetes tipo 2, una afección en la que el cuerpo lucha por regular el azúcar en sangre, los médicos frecuentemente prescriben un enfoque dual. Un medicamento ayuda a los riñones a liberar el exceso de azúcar a través de la orina, mientras que otro fomenta que el páncreas libere insulina solo cuando es necesario. Para asegurar que estos medicamentos sean seguros y efectivos, los fabricantes farmacéuticos deben probar sus productos rigurosamente. Esto requiere métodos analíticos capaces de detectar la cantidad exacta de cada fármaco en una píldora, demostrando también que los fármacos se mantienen estables y no se descomponen en sustancias nocivas con el paso del tiempo. Tradicionalmente, estas pruebas han dependido de complejas máquinas basadas en líquidos que consumen cantidades significativas de solventes químicos, creando una huella ambiental sustancial.

Un equipo de investigadores ha desarrollado ahora una nueva forma de realizar estos controles de calidad críticos que es tanto más simple como más amable con el medio ambiente. Al aplicar una estrategia de planificación sistemática conocida como Calidad Analítica por Diseño, crearon un método que utiliza una capa fina de gel de sílice sobre una placa, similar a una pista de carreras en miniatura, para separar y medir dos fármacos específicos para la diabetes: la dapagliflozina y la sitagliptina. En lugar de depender del ensayo y error, los científicos utilizaron un modelo matemático para determinar la mezcla perfecta de líquidos necesaria para mover los fármacos a lo largo de la placa a la velocidad justa. Su trabajo resultó en una técnica altamente precisa que no solo confirma la pureza del medicamento, sino que también resiste condiciones adversas, demostrando que puede detectar cuándo los fármacos comienzan a degradarse. Además, este nuevo enfoque utiliza mucha menos cantidad de residuos químicos que los métodos estándar actualmente en uso, ofreciendo un camino más limpio para las pruebas rutinarias de laboratorio.

El viaje comenzó con un objetivo claro: crear una prueba confiable que pudiera medir ambos fármacos simultáneamente en una sola tableta. Los investigadores comenzaron identificando las variables clave que influirían en cómo se movían los fármacos a través de la placa de prueba. Se centraron en dos líquidos específicos, acetato de etilo y metanol, que actúan como la fase móvil, transportando las moléculas del fármaco a lo largo de la superficie. Para encontrar el equilibrio ideal entre estos dos líquidos, emplearon un Diseño de Composición Central Compuesta, un marco experimental estructurado que les permitió probar diversas combinaciones de manera eficiente. En lugar de cambiar un factor a la vez, mapearon una serie de experimentos que revelaron cómo los dos líquidos interactuaban entre sí para afectar el movimiento de los fármacos.

A través de este proceso sistemático, el equipo descubrió que una mezcla específica de acetato de etilo, metanol y una pequeña cantidad de ácido fórmico producía los resultados más consistentes. Bajo estas condiciones optimizadas, los dos fármacos viajaron distancias distintas en la placa, separándose claramente uno del otro. Un fármaco se movió a una posición que representaba el 74 por ciento de la distancia total, mientras que el otro se detuvo al 31 por ciento. Esta clara separación es crucial porque permite que la máquina mida cada fármaco individualmente sin interferencia del otro o de cualquier impureza. Los investigadores confirmaron que sus predicciones matemáticas coincidían casi perfectamente con los resultados reales, validando que su enfoque de planificación había identificado con éxito el mejor entorno de prueba posible.

Una vez establecido el método, el equipo lo sometió a una batería de pruebas rigurosas para asegurar que cumpliera con los estándares internacionales de precisión y confiabilidad. Demostraron que el método podía detectar los fármacos en cantidades muy pequeñas, con la capacidad de medir cantidades tan bajas como 52 nanogramos para un fármaco y 557 nanogramos para el otro. También probaron que los resultados eran consistentes, ya fuera que la prueba se realizara varias veces en el mismo día o en días diferentes por distintos operadores. Cuando probaron el método contra cantidades conocidas de los fármacos, recuperaron casi el 100 por ciento de la sustancia, confirmando que la técnica era altamente precisa. Estos hallazgos establecieron el método como una herramienta robusta para el control de calidad, capaz de manejar las demandas de un laboratorio farmacéutico con mucho trabajo.

Un aspecto crítico de la investigación fue probar la estabilidad de los fármcos bajo estrés. Los investigadores expusieron los fármacos a diversas condiciones adversas, incluyendo ácidos fuertes, bases fuertes, agentes oxidantes, calor y luz, para simular lo que podría suceder si el medicamento se almacenara incorrectamente o se degradara con el tiempo. En cada escenario, el método logró separar con éxito los fármacos intactos de sus productos de degradación. La degradación más significativa ocurrió cuando los fármacos fueron expuestos a un entorno básico, alcalino, pero incluso entonces, la prueba distinguió claramente el medicamento original de los fragmentos dañados. Esta capacidad de detectar productos de degradación es lo que hace que el método sea "indicador de estabilidad", un requisito vital para asegurar que los pacientes reciban medicamentos que no se han estropeado.

Los investigadores aplicaron luego su nuevo método a un producto del mundo real, una tableta comercialmente disponible que contiene ambos fármacos. El análisis mostró que las tabletas contenían la cantidad correcta de cada medicamento, con resultados que se encontraban dentro del rango aceptable para la calidad farmacéutica. Esta aplicación exitosa demostró que el método no era solo un ejercicio teórico, sino una solución práctica lista para su uso en entornos de fabricación y regulatorios. El equipo también dio un paso atrás para evaluar el impacto ambiental de su trabajo. Compararon su nueva técnica contra el método tradicional basado en líquidos, conocido como RP-HPLC, utilizando diversas métricas de química verde.

La comparación reveló que el nuevo método de capa fina era significativamente más respetuoso con el medio ambiente. Consumía mucho menos solvente, generaba menos residuos y requería menos energía para operar. Mientras que el método tradicional obtuvo una puntuación más baja en las evaluaciones ambientales debido a su uso intensivo de productos químicos y generación de desechos, el nuevo enfoque alcanzó una puntuación mucho más alta, indicando un flujo de trabajo más sostenible. Los investigadores señalaron que, si bien el método no está totalmente libre de reactivos químicos, representa una mejora sustancial respecto a las prácticas existentes. Al reducir el volumen de solventes necesarios y simplificar el proceso, el estudio ofrece una forma tangible de hacer que el control de calidad farmacéutica sea más sostenible sin sacrificar la precisión o la confiabilidad.

En última instancia, este trabajo demuestra que la planificación cuidadosa y el enfoque en la responsabilidad ambiental pueden ir de la mano con el rigor científico. Los investigadores no solo encontraron una nueva forma de medir fármacos; encontraron una mejor forma de medirlos. Al integrar un enfoque de diseño estructurado con los principios de la química verde, crearon un método que es más rápido, más barato y más limpio que las alternativas. A medida que la industria farmacéutica continúa buscando prácticas más sostenibles, este estudio proporciona un ejemplo concreto de cómo la ciencia analítica moderna puede evolucionar para satisfacer tanto las necesidades de seguridad del paciente como las demandas de la gestión ambiental. El método se erige como una herramienta verificada y confiable para asegurar que los medicamentos para la diabetes sean seguros, efectivos y producidos con una huella más ligera en el planeta.