Correlative Spectroscopic and Structural Imaging for Resin-Embedded Extended-Release Morphine Sulfate Pellets.

چکیده اصلی

Correlative spectroscopic and structural imaging provides a powerful approach for characterizing the microstructure of complex pharmaceutical formulations. Laser direct infrared (LDIR) spectroscopy is an emerging, rapid spectroscopic imaging technique that complements traditional approaches by enabling non-destructive chemical and morphological analysis over large sample surfaces within minutes. In this study, the capabilities of LDIR imaging were evaluated alongside Raman mapping, SEM-EDS, laser microscopy, and micro-CT as part of a correlative workflow to characterize the microstructure and chemical composition of pharmaceutical pellets. Resin embedding enabled consistent handling and structural preservation of extended-release pharmaceutical pellets across all imaging modalities. Two commercially available morphine sulfate ER pellets (ER-1 and ER-2) with different excipient compositions were used as model systems. Laser microscopy revealed distinct differences in surface topography, while micro-CT performed before milling confirmed inherent structural features. ER-1 displayed a smooth, intact core, whereas ER-2 exhibited internal cracks and cavities. Hyperspectral LDIR imaging successfully identified major components in both formulations (hit-quality index, HQI ≥ 0.83) with strong concordance to Raman mapping (HQI ≥ 0.85). The spatial distribution of the active pharmaceutical ingredient (API) revealed a layered structure in ER-1 and a homogeneous core in ER-2. This correlative workflow, combining resin embedding with multiple imaging modalities, underscores the value of LDIR and complementary techniques for comprehensive physicochemical characterization of complex drug products. These findings highlight the utility of correlative imaging for regulatory assessment and quality control of complex extended-release formulations.

ترجمه فارسی چکیده

تصویربرداری طیفی و ساختاری همبسته، رویکردی قدرتمند برای توصیف میکروساختار فرمولاسیون‌های دارویی پیچیده است. طیف‌سنجی تصویربرداری مادون قرمز مستقیم لیزر (LDIR) یک تکنیک طیف‌سنجی تصویربرداری نوظهور و سریع است که با امکان تحلیل شیمیایی و مورفولوژیک غیرمخرب روی سطوح نمونه بزرگ در کمتر از چند دقیقه، به رویکردهای سنتی افزوده می‌شود. در این مطالعه، قابلیت‌های تصویربرداری LDIR در کنار نقشه‌برداری رامان، SEM-EDS، میکروسکوپ لیزر و میکرو-CT ارزیابی شد تا میکروساختار و ترکیب شیمیایی کپسول‌های دارویی توصیف شود. چسباندن رزین امکان دستکاری و حفظ ساختار ثابت کپسول‌های دارویی با رهاسازی طولانی‌مدت را در تمام روش‌های تصویربرداری فراهم کرد. دو نوع کپسول سولفات مورفین با رهاسازی طولانی‌مدت (ER-1 و ER-2) با ترکیبات مختلف عوامل کمکی به عنوان سیستم‌های مدل استفاده شد. میکروسکوپ لیزر تفاوت‌های متمایزی در توپوگرافی سطح را آشکار کرد، در حالی که میکرو-CT قبل از آسیاب، ویژگی‌های ساختاری ذاتی را تأیید کرد. ER-1 هسته صاف و سالمی را نشان داد، در حالی که ER-2 ترک‌های داخلی و حفرات را داشت. تصویربرداری LDIR هیپرسپکترومتری موفق در شناسایی اجزای اصلی در هر دو فرمولاسیون (شاخص کیفیت برخورد، HQI ≥ 0.83) با همخوانی قوی با نقشه‌برداری رامان (HQI ≥ 0.85) انجام شد. توزیع مکانی داروی فعال (API) ساختار لایه‌ای در ER-1 و هسته یکنواخت در ER-2 را آشکار کرد. این جریان کار همبسته، که ترکیب چسباندن رزین با چندین روش تصویربرداری است، اهمیت LDIR و تکنیک‌های تکمیلی را برای توصیف فیزیوشیمیایی جامع محصولات دارویی پیچیده برجسته می‌کند. این یافته‌ها کاربرد تصویربرداری همبسته را برای ارزیابی تنظیم‌گری و کنترل کیفیت فرمولاسیون‌های پیچیده با رهاسازی طولانی‌مدت برجسته می‌سازد.

متن کامل اصلی