Simulasi dinamika molekuler (MD) digunakan untuk memodelkan pergerakan atom dan molekul dalam struktur kristal obat seiring waktu. Dengan menggunakan MD, peneliti dapat mempelajari bagaimana molekul obat berinteraksi di dalam kisi kristal, termasuk perubahan struktur yang mungkin terjadi di bawah berbagai kondisi. Ini memungkinkan pemahaman mendalam mengenai stabilitas kristal dan mekanisme pembentukan serta memberikan informasi berharga untuk merancang formulasi obat dengan stabilitas yang lebih baik.
Difraksi sinar-X adalah teknik utama untuk menentukan struktur kristal obat dengan memanfaatkan pola difraksi sinar-X yang dihasilkan ketika sinar-X melewati kristal. Pola difraksi ini diubah menjadi informasi tentang jarak dan orientasi antara atom dalam kristal, sehingga menghasilkan peta struktur kristal yang akurat. Analisis ini penting untuk memahami struktur kristal obat, yang mempengaruhi kelarutan, stabilitas, dan bioavailabilitasnya, serta untuk mengidentifikasi bentuk polimorfik yang dapat mempengaruhi efikasi obat.
Teknik teori komputasi seperti teori fungsi densitas (DFT) dan metode kekuatan molekuler (MM) digunakan untuk memodelkan struktur kristal obat secara teoritis. DFT membantu dalam memprediksi sifat elektronik dan energi struktur kristal, sementara MM digunakan untuk memperkirakan interaksi antara molekul dalam kisi kristal. Modeling ini memberikan wawasan tentang stabilitas termal, interaksi antar molekul, dan potensi perubahan dalam struktur kristal yang mungkin terjadi dalam berbagai kondisi penyimpanan dan formulasi.
Simulasi digunakan untuk mempelajari polimorfisme obat, yaitu keberadaan bentuk kristal yang berbeda dari molekul yang sama. Dengan menggunakan teknik simulasi seperti simulasi Monte Carlo dan MD, peneliti dapat mengevaluasi stabilitas berbagai polimorf obat di bawah kondisi yang berbeda, termasuk suhu, kelembaban, dan tekanan. Ini membantu dalam memilih bentuk kristal yang paling stabil dan optimal untuk formulasi, serta dalam memahami potensi perubahan bentuk kristal yang dapat mempengaruhi kualitas dan kinerja obat.