Ученые из Новосибирска разработали более точный метод вычисления свойств полиморфных форм органических соединений, которые могут принимать несколько кристаллических структур. Это особенно важно для фармацевтики, так как форма кристаллов влияет на растворимость и биодоступность лекарств. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Исследователи изучили четыре кристаллические формы пиразинамида, препарата для лечения туберкулеза, и выяснили, что важным аспектом является выбор правильного масштаба для расчетов, особенно размера модели кристаллической решетки. Их работа опубликована в журнале Crystals.
Многие вещества могут образовывать разные кристаллические формы с отличающимися физическими и химическими свойствами, что особенно важно в фармацевтике. Небольшие изменения в структуре могут значительно повлиять на эффективность лекарства. Однако предсказание стабильной формы кристалла затруднено, поскольку традиционные методы либо трудоемки, либо неточны из-за игнорирования взаимодействий на больших расстояниях в кристаллической решетке.
Используя пиразинамид как модель, исследователи нашли способ улучшить вычислительные методы, опираясь на теорию функционала плотности. Они сравнили два подхода к вычислениям вторых производных энергии: метод конечных разностей и теорию возмущений функционала плотности. Оба метода требуют использования супер-ячеек — расширенных моделей кристаллической решетки для более точного учета взаимодействий.
Без супер-ячеек расчеты неверно предсказывали устойчивость β-формы пиразинамида, в то время как с их использованием удалось корректно отразить переход к α-форме при определенных температурах. Руководитель проекта Денис Рычков отметил, что результаты показывают необходимость точного учета кристаллической структуры для прогнозирования свойств материалов, что важно для разработки новых лекарств и материалов.
В будущем планируется расширить исследования для предсказания механических свойств кристаллов, что откроет новые возможности в дизайне органических материалов.
Ранее сообщалось, что выявлены факторы риска тахикардии после инфаркта миокарда.