Identification of carbamazepine polymorphs in raw material samples used in the manufacture of products marketed in Argentina

Authors

DOI:

https://doi.org/10.62035/rca.6.74

Keywords:

carbamazepine, polymorphic crystals, spectroscopy, Fourier transform infrared, calorimetry, differential scanning

Abstract

The phenomenon of polymorphism in active pharmaceutical ingredients is of particular relevance to human health, as it is directly related to the bioavailability of the drug in the body. It is essential to study and know their possible crystalline transformations in order to control or prevent them. Carbamazepine is an antiepileptic drug with a narrow therapeutic range. Its various crystalline forms (polymorphs) result in differences in dissolution behavior, thus altering its pharmacokinetics and pharmacodynamics, and consequently, its pharmacological effect. Five anhydrous polymorphic forms of carbamazepine are currently known, but only form III is suitable for use in pharmaceutical formulations. In this study, the polymorphs present in different batches of carbamazepine raw material, used in the manufacture of products currently available on the national market, were analyzed using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Hot Stage Optical Microscopy.

Author Biographies

Melina Dal Mas, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica. Buenos Aires, Argentina.

Eliana Pasquini, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica. Buenos Aires, Argentina.

Ana Pointner, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

Marina Saavedra, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

Valeria Soria, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

Marianela Polanco Jaymes, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

María Vallese, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

Verónica Llauró, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica

Servicio de Sustancias de Referencia; Laboratorio Nacional de Control; Dirección de Fiscalización y Gestión de Riesgo; Instituto Nacional de Medicamentos; Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica.

References

Bernstein J. Polymorphism in Molecular Crystals. 2th Ed. Oxford: Oxford Science Publications; 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/oso/9780199655441.001.0001

Prohens R, Puigjaner C. Polimorfismo en la industria farmacéutica. El farmacéutico. 2007;373:58-68.

Tavares G, Pires C, D de Souza J, Tasso L. Evaluation of Polymorphism and Dissolution Profile of Carbamazepine Formulations. Scientia cum Industria. 2016;4(3):161-6. DOI: https://doi.org/10.18226/23185279.v4iss3p161

Sánchez G E, Jung C H, Yépez M L, Hernández-Abad V. Relevancia del polimorfismo en el área farmacéutica. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas. 2007;38(2):57-73.

Comisión permanente de la Farmacopea Argentina. Farmacopea Argentina. 7ª Edición. Argentina: Ministerio de Salud. 2013. Vol 4. Capítulo <20>, Análisis Térmico.

Di Salvo F, Suárez S. Polimorfo cristalino: aplicaciones en fármacos y técnicas de caracterización. Revista SAFyBI. 2020;(166):50-55.

Comisión permanente de la Farmacopea Argentina. Farmacopea Argentina. 7ª Edición. Argentina: Ministerio de Salud. 2013. Vol 2. Carbamazepina.

Herboth R, Lyubartsev A. Exploring Carbamazepine polymorph cristal growth in wáter by enhanced sampling simulations. ACS Omega. 2024;9(34):36718-36731. DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.4c05458

Sá Filho A, Martins JLR, Costa RF, Pedrino GR, Duarte VS, Silva ON, et al. Polymorphism and Pharmacological Assessment of Carbamazepine. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25(18):9835. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms25189835

Deng J, Staufenbiel S, Bodmeier R. Evaluation of a biphasic in vitro dissolution test for estimating the bioavaibility of carbamazepine polymorphic forms. European journal of pharmaceutical sciences. 2017;105:64-70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejps.2017.05.013

Rustichelli C, Gamberini G, Ferioli V, Gamberini MC, Ficarra R, Tommasini S. Solid-state study of polymorphic drugs: carbamazepine. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. 2000;23:41-54. DOI: https://doi.org/10.1016/S0731-7085(00)00262-4

Dolega A, Juszyńska-Gałązka E, Deptuch A, Baran S, Zieliński P. Cold-crystallization and physical stability of glassy carbamazepine. Thermochimica Acta. 2022;707:179100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tca.2021.179100

Grzesiak A, Lang M, Kim K, y Matzger A. Comparison of the four anhydrous polymorphs of CBZ and the crystal structure of form I. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2003; 92(11):2260-71. DOI: https://doi.org/10.1002/jps.10455

Zhao X, Gao H, Hou Y, Wang Y, Zhu L. In-situ analysis of self-assembled monolayer induced polymorphism in controlled crystallization of carbamazepina using quartz crystal microbalance technique. Applied Surface Science. 2022;593:153445. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.153445

Comisión permanente de la Farmacopea Argentina. Farmacopea Argentina. 7ª Edición. Argentina: Ministerio de Salud. 2003. Vol 1. Capítulo <460>, Espectrofotometría Infrarroja.

Borka L, Lonmo A, Winsnes R. Semiquantitative IR Spectroscopy of the Crystal Polymorphs of Carbamazepine. Pharmaceutica Acta Helvetiae. 1992;67(8):231-3.

Piñeyro L. Carbamazepina, Identificación de polimorfos presentes en CBZ del mercado, a través de IR y DSC. Revista SAFyBI. 1999;38(98):28-39.

Krahn F, Mielck J. Relations between several polymorphic forms and the dihydrate of CBZ. Pharm. Acta Helv. 1987;62(9):247-54.

Dibbern HW, Muller RM, Wirbitzki E. UV and IR spectra. Berlín: ECV; 2002.

Published

2025-06-18

How to Cite

Dal Mas, M., Pasquini, E., Pointner, A., Saavedra, M., Soria, V., Polanco Jaymes, M., Vallese, M., & Llauró, V. (2025). Identification of carbamazepine polymorphs in raw material samples used in the manufacture of products marketed in Argentina. Revista Científica ANMAT, 6, e74. https://doi.org/10.62035/rca.6.74

Issue

Section

Original Article