Лекция №1.
Зачем применять биорелевантные среды растворения?
Данный вопрос часто задается, учитывая регуляторный статус данных испытаний. Мы расскажем о важности данных испытаний и особенностях проведения испытаний.
Основные параметры качества твердых лекарственных форм
Истираемость
Испытание позволяет оценить повреждения таблеток, возникающие под воздействием механического удара или истирания в процессе обработки (встряхивание, вибрация и т. д.).
Растворение
Параметр, который позволяет оценить процент высвобождения действующего вещества из лекарственной формы за определенный промежуток времени.
Размер частиц
Параметр, который особо важен при контроле качества для некоторых лекарственных форм (гранулы, имплантаты, плёнки) в качестве самостоятельного испытания.
Распадаемость
Способность твёрдых лекарственных форм (таблеток, капсул) дезинтегрироваться в жидкой среде на составляющие частицы, превращаясь в суспензию, рыхлую массу, взвесь порошка или гранулята.
Однородность дозирования
Контроль равномерности распределения действующего вещества по отдельно взятым единицам дозированной лекарственной формы (таблеткам, капсулам, суппозиториям и др.).
С точки зрения оценки высвобождения действующего вещества крайне важен ТСКР
Тест сравнительной кинетики растворения является in vitro испытанием, которое выступает "модификацией" фармакопейного теста "Растворение"
- ТСКР в фармакопейных средах, решение N 85 ЕЭКЯвляется обязательным, регуляторным испытанием в рамках регистрации воспроизведенных препаратов (дженериков), пострегистрационных изменений и даже в рамках отмены клинических исследований при регистрации препаратов, содержащих вещества I и III классов по БКС.
- ТСКР в БРСЯвляется не обязательным, не регуляторным научным испытанием, зачастую проводится уже после неудачи на клиническом этапе исследования. Отсутствуют официальные документы, согласно которым следует планировать и осуществлять данные тесты.
Планирование эксперимента в биорелевантных средах растворения (БРС)
Определение класса БКС
Если субстанция в составе лекарственного препарата относится к I или III классу по БКС (биофармацевтическая классификационная система) согласно литературе или экспериментальным данным, зачастую не требуется испытание в БРС, кроме случаев, когда действующее вещество может взаимодействовать с физиологическими компонентами в ЖКТ (желудочно-кишечный тракт) человека или, например, подвержено деградации.
Определение подкласса БКС
Подкласс БКС, зачастую, важен при планировании эксперимента в БРС. Например, для препаратов, содержащих в составе действующее вещество, относящееся ко II b подклассу по БКС, следует в обязательном порядке проводить тест на осаждение (преципитацию) в щелочной среде.
Знание дизайна КИ
При выборе биорелевантной среды растворения следует ориентироваться на планируемый дизайн клинического исследования, а именно: режим дозирования (натощак или после еды), временные точки отбора крови и иные особенности протокола.
Какие БРС наиболее популярны?
Наиболее часто используются БРС, которые имитируют желудок и кишечник натощак, а также кишечник после еды
- FaSSGF(Fasted State Simulated Gastric Fluid) - среда, имитирующая состав желудка натощак (ЖН), готовится с применением 0,1 М раствора соляной кислоты со значением рН 2,0
- FaSSIF(Fasted State Simulated Intestinal Fluid) - cреда, имитирующая состав тонкого кишечника натощак (КН), готовится с применением фосфатного буферного раствора со значением рН 6,5
- FeSSIF(Fed State Simulator Intestinal Fluid) - среда, имитирующая состав кишечника после еды (КС), готовится с применением ацетатного буферного раствора со значением рН 5,0
А в чём их секрет?
Секрет в двух компонентах, входящих в состав порошка, который добавляют к буферным растворам в разных соотношениях
Таурохолат натрия
Предшественником желчных кислот, эмульгатор и детергент
Продукт их взаимодействия: мицелла
Благодаря мицеллам, образованным из лецитина и таурохолата натрия происходит физиологическое повышение растворимости (солюбилизация)
Лецитин
Смесь фосфолипидов, с основным компонентом - фосфатидилхолином
Существуют ли иные составы БРС?
Да! Существуют также БРС, которые позволяют имитировать сытый желудок, ротовую полость или, например, ректум
- FeSSGF (Fed State Simulated Gastric Fluid)Данные среды применяют для моделирования условий после приёма пищи в желудке.
- SS (Simulated Salvia)Существуют различные среды, имитирующие состав слюны человека и используются они преимущественно для диспергируемых в полости рта лекарственных препаратов.
- SCoF (Simulated Colonic Fliud)Среда позволяет имитировать условия в тонком кишечнике, что особенно актуально для ректальных таблеток и свечей, в контроле качества которых также проводится оценка высвобождения действующего вещества из лекарственной формы.
- FEDGAS (Fed Gastric Fluid)Данная среда применяется в том случае, когда планируется проведение клинического исследования с сытным завтраком, содержащем высокое количество жиров "High-Fat FDA meal". Данная среда представлена в трёх различных вариациях со значениями рН: 3,0, 4,5 и 6,0.
- Множество других биорелевантных средДля всех приведеннных выше сред существует большое количество иных модификаций, включающих новые компоненты и значения рН.
Какие преимущества коммерческих БРС по сравнению с иными ионогенными ПАВ или суррогатами?
- ФизиологичностьСостав фармакопейных сред растворения, применяемых для ТСКР не отражает реальной физиологии организма человека. В них отсутствуют ПАВ, которые содержатся в ЖКТ и реализуют процесс солюбилизации.
- Удобство использованияИспользование коммерческих биорелевантных сред позволяет получать прецизионные результаты, превращая данное испытание из научного в рутинное и понятное для исследователя. Применение суррогатных сред (приготовленных согласно научным публикациям) возможно для пилотных испытаний, но зачастую сопряжено с низкой воспроизводимостью результатов.
- Высокая дискриминативностьДля препаратов обладающих крайне низкой растворимостью (IIс или IVс подкласс по БКС) - без применения ПАВ зачастую сложно добиться более 10% высвобождения в фармакопейных средах, что ведет к ложным результатам.
Какие есть особенности при работе с БРС
Работа с БРС подразумевает особые подходы и учёт особенностей каждой из сред растворения
-
Дегазация и фильтрация сред растворенияДегазация и фильтрация БРС недопустима по причине разрушения мицелл, но, тем не менее, необходима для сред растворения, т.к. может вносить вклад в результат высвобождения. Поэтому рекомендуется фильтровать и дегазировать бланковые растворы (не содержащие порошка). -
Количественное определениеПри количественном определении после проведения ТСКР в БРС необходимо использовать ВЭЖХ, т.к. среди компонентов порошка есть вещества, которые удерживаются на колонке. Помимо этого один из компонентов - таурохолат натрия имеет хромофорную группу, поэтому может поглощать в ближней УФ области. -
ФильтрацияНеобходимо внимательно подходить к выбору фильтра при работе с БРС. При фильтрации образцов возможна, как сорбция вещества на фильтре, так и разрушение мицелл с выходом содержимого. Помимо этого при фильтрации образцов в БРС расход фильтров кратно увеличивается в сравнении с фармакопейными средами растворения, что необходимо учитывать на этапе планирования работы. -
Необходимо строго следовать методике приготовления средМетодика приготовления БРС включает все важные этапы получения сред для испытаний, поэтому необходимо строго следовать всем пунктам, т.к. их несоблюдение будет вносить вариабельность в полученные результаты. Особое внимание следует уделить времени ожидания до появления опалесценции при приготовлении среды FaSSIF (КН).
Методика приготовления биорелевантных сред растворения FaSSIF, FeSSIF и FaSSGF
В качестве примера приведена методика приготовления БРС из порошка - SC Powder
FаSSGF или желудочный сок натощак (ЖН)
К 900 мл воды очищенной добавить: (1) 0,8 мл HCl; (2) 2,00 г NaCl и довести до 1000 мл. Измерить значение рН, в случае необходимости довести 1М раствором HCl значение pH до 2,0 ± 0,05. К полученному раствору добавить 60 мг порошка SC Powder и тщательно перемешать.
ЖН
FaSSIF или кишечный сок натощак (КН)
К 900 мл воды очищенной добавить: (1) 0,42 г NaOH; (2) 3,95 г NaH2PO4 * H2O; (3) 6,19 г NaCl, перемешать до полного растворения и довести до 1000 мл. Измерить значение рН, в случае необходимости довести значение pH до 6,5 ± 0,05 – 1 М раствором HCl или 1М раствором NaOH. К полученному раствору добавить 2,24 г порошка SC Powder и тщательно перемешать. Оставить на 2 часа до появления лёгкой опалесценции, после вновь перемешать.
КН
FeSSIF или кишечный сок после еды (КС)
К 900 мл воды очищенной добавить: (1) 4,04 г NaOH, (2) 8,65 г CH3COOH,
(3) 11,87 г NaCl, перемешать до полного растворения и довести до 1000 мл. Измерить значение рН, в случае необходимости довести значение pH до 5,0 ± 0,05 – 1 М раствором HCl или 1М раствором NaOH. В раствор внести 11,20 г порошка SC Powder и тщательно перемешать.
(3) 11,87 г NaCl, перемешать до полного растворения и довести до 1000 мл. Измерить значение рН, в случае необходимости довести значение pH до 5,0 ± 0,05 – 1 М раствором HCl или 1М раствором NaOH. В раствор внести 11,20 г порошка SC Powder и тщательно перемешать.
КС
ПОРОШОК ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СРЕД СЛЕДУЕТ ХРАНИТЬ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОТ +2 ДО +8 ГРАДУСОВ. ВСЕ СРЕДЫ РАСТВОРЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОРОШОК НЕОБХОДИМО ХРАНИТЬ НЕ БОЛЕЕ 24 ЧАСОВ С МОМЕНТА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ. РАСТВОРЫ ДО ДОБАВЛЕНИЯ ПОРОШКА РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПОДВЕРГАТЬ ДЕАЭРАЦИИ. ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СРЕД РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ БУФЕРЫ КОНЦЕНТРАТЫ SC REMEDIA. ПРИ РАБОТЕ С ПОРОШКОМ СЛЕДУЕТ НАДЕВАТЬ ПЕРЧАТКИ, ОЧКИ И МАСКУ. КОМПОНЕНТЫ ПОРОШКА СПОСОБНЫ ПОГЛОЩАТЬ УФ СВЕТ, ЭТО НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА.
А теперь кейсы объектов в БРС
Монтелукаст
антагонист лейкотриеновых рецепторов
Вещество относится ко II классу по БКС, обладает плохой растворимостью и хорошей проницаемостью
Среда растворения: FaSSIF; скорость вращения лопастей: 75 об/мин; объем среды растворения: 900 мл; временные точки отбора: 10, 15, 20, 30 и 45 мин, объем отбираемой аликвоты, 5,0 мл; пробоподготовка: фильтрация через шприцевой фильтр.
Подвижная фаза А: 0,2% раствор муравьиной кислоты в воде, подвижная фаза B: ацетонитрил; режим элюирования: изократический; соотношение компонентов ПФ 15%-А, 85% - В; скорость потока 0,8 мл/мин; колонка GL Science C18 5 mkm 100*4.6; объем вкола: 10 мкл; длинна волны УФ детектора: 351 нм; температура термостата колонки, 35ºC.
Вещество фоточувствительно, готовить и хранить растворы без доступа прямых солнечных лучей. Защитить водяную баню тестера растворения и автосамплер ВЭЖХ от доступа света.
Полученные результаты
Профиль высвобождения с применением биорелевантных сред и классического буфера
В среде растворения без добавления порошка высвобождение отсутствует, в БРС с порошком появляется профиль растворения.
Ривароксабан
антикоагулянт из группы прямых ингибиторов фактора Xa
Вещество относится ко II классу по БКС, обладает плохой растворимостью и хорошей проницаемостью
Среда растворения: FaSSIF; скорость вращения лопастей: 75 об/мин; объем среды растворения: 900 мл; временные точки отбора: 5, 10, 15, 20 и 30 мин, объем отбираемой аликвоты, 5,0 мл; пробоподготовка: фильтрация через шприцевой фильтр.
Подвижная фаза А: 0,2% раствор муравьиной кислоты в воде, подвижная фаза B: ацетонитрил; режим элюирования: изократический; соотношение компонентов ПФ 55%-А, 45% - В; скорость потока 0,8 мл/мин; колонка GL Science C18 5 mkm 100*4.6; объем вкола: 10 мкл; длинна волны УФ детектора: 250 нм; температура термостата колонки, 35ºC.
Полученные результаты
Профиль высвобождения с применением биорелевантных сред и буфера FaSSIF
В среде растворения без добавления порошка высвобождение действующего вещества ниже на 15%
Нифедипин
селективный блокатор "медленных" кальциевых каналов
Вещество относится ко II классу по БКС, обладает плохой растворимостью и хорошей проницаемостью
Среда растворения: FaSSIF; скорость вращения лопастей: 75 об/мин; объем среды растворения: 500 мл; временные точки отбора: 10, 15, 20, 30, 45 и 60 мин, объем отбираемой аликвоты, 5,0 мл; пробоподготовка: фильтрация через шприцевой фильтр.
Подвижная фаза А: раствор ортофосфорной кислоты в воде со значением рН 2,5, подвижная фаза B: ацетонитрил; режим элюирования: изократический; соотношение компонентов ПФ 45%-А, 55% - В; скорость потока 0,8 мл/мин; колонка GL Science C18 5 mkm 100*4.6; объем вкола: 10 мкл; длинна волны УФ детектора: 238 нм; температура термостата колонки, 35ºC.
Полученные результаты
Профиль высвобождения с применением биорелевантных сред и буфера FaSSIF
В среде растворения без добавления порошка высвобождение действующего вещества на 20% ниже.
Область применения БРС
Биорелевантные среды растворения могут использоваться на разных жизненных циклах лекарственного препарата
Биорелевантные тесты на этапе фармацевтической разработки лекарственных препаратов, содержащих вещества II и IV классов по БКС позволяют оценить технологию изготовления в более релевантных условиях в сравнении с фармакопейными средами растворения.
Важнейшим фактором успеха при создании ЛП является взаимодействие R&D подразделения компания с клиническим отделом для понимания планируемого дизайна клинического исследования.
В том случае, если для препарата требуется проведение клиники после еды - необходимо проводить in vitro испытание в биорелевантной среде FeSSIF и/или FeSSGF (сытый кишечник).
В отличие от традиционных буферных растворов, биорелевантные среды позволяют смоделировать, как приём пищи влияет на скорость и полноту высвобождения действующих веществ из твёрдых дозированных лекарственных форм.
В том случае, если для препарата требуется проведение клиники после еды - необходимо проводить in vitro испытание в биорелевантной среде FeSSIF и/или FeSSGF (сытый кишечник).
В отличие от традиционных буферных растворов, биорелевантные среды позволяют смоделировать, как приём пищи влияет на скорость и полноту высвобождения действующих веществ из твёрдых дозированных лекарственных форм.
Благодаря БРС при разработке инновационных препаратов есть возможность более точно определить дизайн протокола клинического исследования: выбрать временные точки отбора образцов, оценить и предсказать ожидаемую фармакокинетику.
На основании полученных данных по высвобождению в испытании ТСКР в БРС можно предсказывать фармакокинетические кривые, применяя, в том числе, физиологически обоснованнное фармакокинетическое моделирование (PBPK).
В рамках классического дизайна выбора биосерии согласно Р85 ЕЭК для малорастворимых веществ зачастую дискриминативность методик достаточно низкая. Испытания в БРС являются необязательными, но зачастую это хорошая возможность в "боевых условиях" проверить пару препаратов и оценить риски перед выходом на клинические исследования, особенно в сравнении с несколькими сериями препаратов.
Для некоторых препаратов включение ПАВ, содержащихся в БРС может стать решающим фактором, влияющим на распадаемость лекарственной формы, высвобождения действующего вещества и дальнейший процесс абсорбции.
Отдельно стоит отметить отличное от фармакопейных сред значение рН среды растворения. Оно может повлиять на высвобождение, а также вызвать деградацию, либо наоборот не вызывать разрушение вещества.
Отдельно стоит отметить отличное от фармакопейных сред значение рН среды растворения. Оно может повлиять на высвобождение, а также вызвать деградацию, либо наоборот не вызывать разрушение вещества.
На этом наша первая лекция завершается
В случае возникновения вопросов по лекции, дополнений по содержанию, предложений по сотрудничеству просьба обратиться к нам, мы будем рады!