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

No vasto cenário da medicina moderna, o manejo de condições crônicas frequentemente depende da combinação precisa de diferentes medicamentos trabalhando em harmonia. Para milhões de pessoas que vivem com diabetes tipo 2, uma condição na qual o corpo tem dificuldade em regular o açúcar no sangue, os médicos frequentemente prescrevem uma abordagem dupla. Um medicamento ajuda os rins a liberar o excesso de açúcar através da urina, enquanto outro incentiva o pâncreas a liberar insulina apenas quando necessário. Para garantir que esses medicamentos sejam seguros e eficazes, os fabricantes farmacêuticos devem testar seus produtos rigorosamente. Isso requer métodos analíticos capazes de detectar a quantidade exata de cada fármaco em um comprimido, enquanto também provam que os medicamentos permanecem estáveis e não se degradam em substâncias prejudiciais ao longo do tempo. Tradicionalmente, esses testes têm dependido de máquinas complexas, baseadas em líquidos, que consomem quantidades significativas de solventes químicos, criando uma pegada ambiental substancial.

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu agora uma nova maneira de realizar essas verificações de qualidade críticas que é simultaneamente mais simples e mais gentil com o meio ambiente. Ao aplicar uma estratégia de planejamento sistemático conhecida como Qualidade Analítica por Design (Analytical Quality by Design), eles criaram um método que utiliza uma fina camada de gel de sílica em uma placa, semelhante a uma pista de corrida em miniatura, para separar e medir dois medicamentos específicos para diabetes: dapagliflozina e sitagliptina. Em vez de depender de tentativa e erro, os cientistas usaram um modelo matemático para determinar a mistura perfeita de líquidos necessária para mover os fármacos ao longo da placa na velocidade ideal. O trabalho deles resultou em uma técnica altamente precisa que não apenas confirma a pureza do medicamento, mas também resiste a condições severas, provando que pode detectar quando os fármacos começam a se degradar. Além disso, essa nova abordagem utiliza muito menos resíduos químicos do que os métodos padrão atualmente em uso, oferecendo um caminho mais limoso para os testes laboratoriais de rotina.

A jornada começou com um objetivo claro: criar um teste confiável que pudesse medir ambos os fármacos simultaneamente em um único comprimido. Os pesquisadores começaram identificando as variáveis principais que influenciariam como os medicamentos se moveriam através da placa de teste. Eles focaram em dois líquidos específicos, acetato de etila e metanol, que atuam como a fase móvel, carregando as moléculas do fármaco ao longo da superfície. Para encontrar o equilíbrio ideal entre esses dois líquidos, eles empregaram um Design Composto Central (Central Composite Design), uma estrutura experimental estruturada que permitiu testar várias combinações de forma eficiente. Em vez de mudar um fator de cada vez, eles mapearam uma série de experimentos que revelaram como os dois líquidos interagiam entre si para afetar o movimento dos fármacos.

Através desse processo sistemático, a equipe descobriu que uma mistura específica de acetato de etila, metanol e uma pequena quantidade de ácido fórmico produzia os resultados mais consistentes. Sob essas condições otimizadas, os dois fármacos percorreram distâncias distintas na placa, separando-se claramente um do outro. Um fármaco moveu-se para uma posição representando 74 por cento da distância total, enquanto o outro parou em 31 por cento. Essa separação clara é crucial porque permite que a máquina meça cada fármaco individualmente, sem interferência do outro ou de quaisquer impurezas. Os pesquisadores confirmaram que suas previsões matemáticas coincidiam quase perfeitamente com os resultados reais, validando que sua abordagem de planejamento havia identificado com sucesso o melhor ambiente de teste possível.

Uma vez estabelecido o método, a equipe o submeteu a uma bateria de testes rigorosos para garantir que atendesse aos padrões internacionais de precisão e confiabilidade. Eles demonstraram que o método poderia detectar os fármacos em quantidades muito pequenas, com a capacidade de medir quantidades tão baixas quanto 52 nanogramas para um fármaco e 557 nanogramos para o outro. Também provaram que os resultados eram consistentes, fosse o teste realizado várias vezes no mesmo dia ou em dias diferentes por operadores distintos. Quando testaram o método contra quantidades conhecidas dos fármacos, recuperaram quase 100 por cento da substância, confirmando que a técnica era altamente precisa. Essas descobertas estabeleceram o método como uma ferramenta robusta para o controle de qualidade, capaz de lidar com as demandas de um laboratório farmacêutico movimentado.

Um aspecto crítico da pesquisa foi testar a estabilidade dos fármacos sob estresse. Os pesquisadores expuseram os medicamentos a várias condições severas, incluindo ácidos fortes, bases fortes, agentes oxidantes, calor e luz, para simular o que poderia acontecer se o medicamento fosse armazenado incorretamente ou degradado ao longo do tempo. Em todos os cenários, o método separou com sucesso os fármacos intactos de seus produtos de degradação. A degradação mais significativa ocorreu quando os fármacos foram expostos a um ambiente básico, alcalino, mas mesmo assim, o teste distinguiu claramente o medicamento original dos fragmentos danificados. Essa capacidade de detectar produtos de degradação é o que torna o método "indicador de estabilidade", um requisito vital para garantir que os pacientes recebam medicamentos que não estragaram.

Os pesquisadores aplicaram então o novo método a um produto do mundo real, um comprimido comercialmente disponível contendo ambos os fármacos. A análise mostrou que os comprimidos continham a quantidade correta de cada medicamento, com resultados dentro da faixa aceitável para a qualidade farmacêutica. Essa aplicação bem-sucedida provou que o método não era apenas um exercício teórico, mas uma solução prática pronta para uso em ambientes de fabricação e regulatórios. A equipe também deu um passo atrás para avaliar o impacto ambiental de seu trabalho. Eles compararam sua nova técnica com o método tradicional baseado em líquidos, conhecido como RP-HPLC, utilizando diversas métricas de química verde.

A comparação revelou que o novo método de camada fina era significativamente mais ecológico. Ele consumia muito menos solvente, gerava menos resíduos e exigia menos energia para operar. Enquanto o método tradicional pontuou mais baixo em avaliações ambientais devido ao seu uso intensivo de produtos químicos e geração de resíduos, a nova abordagem alcançou uma pontuação muito mais alta, indicando um fluxo de trabalho mais sustentável. Os pesquisadores observaram que, embora o método não seja inteiramente livre de reagentes químicos, ele representa uma melhoria substancial em relação às práticas existentes. Ao reduzir o volume de solventes necessários e simplificar o processo, o estudo oferece uma maneira tangível de tornar o controle de qualidade farmacêutico mais sustentável sem sacrificar a precisão ou a confiabilidade.

Em última análise, este trabalho demonstra que o planejamento cuidadoso e o foco na responsabilidade ambiental podem caminhar de mãos dadas com o rigor científico. Os pesquisadores não apenas encontraram uma nova maneira de medir fármacos; eles encontraram uma maneira melhor de medi-los. Ao integrar uma abordagem de design estruturado com os princípios da química verde, eles criaram um método que é mais rápido, mais barato e mais limpo do que as alternativas. À medida que a indústria farmacêutica continua a buscar práticas mais sustentáveis, este estudo fornece um exemplo concreto de como a ciência analítica moderna pode evoluir para atender tanto às necessidades de segurança do paciente quanto às demandas de gestão ambiental. O método apresenta-se como uma ferramenta verificada e confiável para garantir que os medicamentos para diabetes sejam seguros, eficazes e produzidos com uma pegada menor no planeta.