Ο πολυμορφισμός είναι η ικανότητα ορισμένων ενώσεων να απαντώνται σε διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές στη στερεή κατάσταση, δηλαδή να παρουσιάζουν διαφορετική διάταξη των ατόμων ή μορίων τους εντός του κρυσταλλικού τους πλέγματος. Θεμελιώδης μονάδα του κρυσταλλικού πλέγματος είναι η μοναδιαία κυψελίδα (unit cell), η οποία χαρακτηρίζεται από ορισμένες παραμέτρους, όπως είναι τα στοιχεία συμμετρίας της, οι πλευρές της (a, b, c) και οι γωνίες τις (α, β, γ). Οι παράμετροι αυτοί κατατάσσουν τη μοναδιαία κυψελίδα και κατ’ επέκταση όλη την κρυσταλλική δομή μιας ουσίας σε επτά βασικές κατηγορίες, οι οποίες αποκαλούνται κρυσταλλικά συστήματα. Τα επτά βασικά κρυσταλλικά συστήματα είναι το κυβικό (cubic), το τετραγωνικό (tetragonal), το ορθορομβικό (orthorhombic), το μονοκλινές (monoclinic), το εξαγωνικό (hexagonal), το ρομβοεδρικό (rhombohedral) και το τρικλινές (triclinic). Ανάλογα με την τοποθέτηση των ατόμων ή μορίων της ουσίας εντός της μοναδιαίας κυψελίδας, τα παραπάνω κρυσταλλικά συστήματα αναλύονται περαιτέρω στα πλέγματα Bravais.
Ο πολυμορφισμός αποτελεί μία ιδιότητα της πλειοψηφίας των οργανικών ενώσεων και των περισσότερων από των μισών φαρμακευτικών δραστικών ουσιών (APIs). Η ιδιότητα αυτή έχει αξιοποιηθεί ιδιαιτέρως από τη φαρμακευτική βιομηχανία για την ανάπτυξη και
δημιουργία νέων βελτιωμένων φαρμάκων, καθώς η αλλαγή στη μοριακή διάταξη μιας
ουσίας έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση διαφοροποιημένων χαρακτηριστικών όπως είναι η διαλυτότητα, η σταθερότητα, ο ρυθμός διάλυσης, η βιοδιαθεσιμότητα κ.ά. Για το σκοπό αυτό έχουν αναπτυχθεί ποικίλες τεχνικές και έχει μελετηθεί πληθώρα δραστικών ουσιών.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τρείς ιδιαίτερα διαδεδομένες και βασικές τεχνικές
που έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του πολυμορφισμού δραστικών φαρμακευτικών ουσιών, η περίθλαση ακτίνων Χ (XRD), η φασματομετρία υπέρυθρου (IR) και η φασματοσκοπία Raman. Η έρευνα επικεντρώνεται στη φαρμακευτική δραστική ουσία Πιρακετάμη, το βασικό συστατικό ενός νοοτροπικού φαρμακευτικού σκευάσματος, με πέντε αναγνωρισμένα πολύμορφα (FI-FV) και έναν νέο υπό μελέτη πολυμορφισμό (FVI).
Παρατίθενται αποτελέσματα πειραματικών μελετών που πραγματοποιήθηκαν για τη μελέτη των πολυμόρφων της Πιρακετάμης μέσω των τριών προαναφερθέντων τεχνικών, ενώ στο τέλος πραγματοποιείται σύγκριση μεταξύ των τεχνικών αυτών όσον αφορά την ικανότητα διάκρισης μεταξύ των διαφόρων κρυσταλλικών μορφών της ουσίας καθώς και
ποσοτικοποίησής τους.

Polymorphism is the ability of certain compounds to exist in different crystalline forms in the solid state, meaning that they exhibit different arrangements of their atoms or molecules within their crystalline lattice. The fundamental unit of the crystalline lattice is the unit cell, which is characterized by certain parameters, such as its symmetry elements, sides (a, b, c) and angles (α, β, γ). These parameters classify the unit cell and, consequently, the entire crystalline structure of a substance into seven basic categories known as crystal systems.
The seven primary crystal systems are the cubic, tetragonal, orthorhombic, monoclinic,
hexagonal, rhombohedral and triclinic. Depending on the positioning of the atoms or
molecules of the substance within the unit cell, these crystal systems are further analyzed into Bravais lattices.
Polymorphism is a characteristic of the majority of organic compounds and more than half of active pharmaceutical ingredients (APIs). It has been particularly utilized by the
pharmaceutical industry for the development and creation of new improved drugs, as
changes in the molecular arrangement of a substance result in differentiated characteristics such as solubility, stability, dissolution rate, bioavailability and more. For this purpose, various techniques have been developed and a many active substances have been studied. The current work presents three fundamental and widely used techniques, used in the study of the polymorphism of active pharmaceutical ingredients: X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR) and Raman spectroscopy. The research focuses on the active pharmaceutical ingredient Piracetam, the primary component of a nootropic pharmaceutical product, which has five recognized polymorphs (FI-FV) and a new polymorph under study
(FVI). Results from experimental studies conducted to investigate the polymorphs of
Piracetam using the aforementioned techniques are presented and at the end a comparisonis made between these techniques concerning their ability to distinguish between the different crystalline forms of Piracetam as well as their ability of quantification.