Estudo de solubilidade e desenvolvimento de dissolução

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Descrição dos estudos de solubilidade do fármaco e desenvolvimento de método de dissolução de acordo com a NT 03/2013 publicada em Abril/2013 pela ANVISA.
API Solubility and dissolution method development according to ANVISA´s NT 03/2013

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Estudo de solubilidade e desenvolvimento de dissolução

  1. 1. Dissolução, classificação BCS e desenvolvimento de metodologia analítica Conceitos e aplicações da NT03/2013 publicada pela ANVISA em abril/2013 Vanessa Rodrigues rodrigues.van79@gmail.com
  2. 2. Vanessa Rodrigues Farmacêutica, graduada pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo – USP, São Paulo com especialização em fármacos e medicamentos. Possuo vários cursos de especialização nas áreas de Validação Analítica, Estabilidade, Controle de Qualidade e Assuntos Regulatórios por associações independentes. Experiência de 12 anos adquirida nas empresas Bristol-Myers Squibb nas áreas de controle e garantia de qualidade e Eurofarma na área de assuntos regulatórios. Atualmente exerço o cargo de Especialista em assuntos regulatórios, agindo como link entre as áreas técnicas e regulatória na submissão de novos projetos, resposta à exigências e treinamentos técnicos internos. Responsável pelos contatos técnicos com a ANVISA para desenho de projetos e participação ativa nas discussões de entidades para revisão da legislação técnica atual.
  3. 3. Tópicos 1. O que é dissolução? 2. Perfil de dissolução? 3. Dissolução comparativa? 4. Similaridade de perfil de dissolução? 5. Classificação BCS? 6. Formas farmacêuticas aplicáveis? 7. Estudo de solubilidade do fármaco? 8. Desenvolvimento de metodologia de dissolução? 9. Aplicações para o teste de perfil de dissolução?
  4. 4. O que é o teste de dissolução? Teste padronizado que mede a porção do fármaco: 1. Liberada da matriz da forma farmacêutica e 2. Dissolvida no meio de dissolução em condições controladas durante um período de tempo definido; Em termos simples: 1. A forma farmacêutica se desintegra; 2. O fármaco então se dissolve no meio;  Quanto mais lenta a desintegração da forma farmacêutica, mais lenta a dissolução.
  5. 5. Qual a importância do teste de dissolução?  Prever o desempenho in vivo da formulação (se desenvolvido para tal);  Garantir a qualidade lote a lote do medicamento;  Orientar o desenvolvimento de novas formulações;  Assegurar a uniformidade da qualidade e do desempenho do medicamento depois de determinadas alterações;  Reflexo da qualidade da formulação!!!!
  6. 6. Fatores que afetam a dissolução  Características do fármaco:  Solubilidade: Alta ou baixa  Permeabilidade: Alta ou baixa  Características da forma farmacêutica:  Liberação muito rápida;  Liberação rápida;  Liberação prolongada;  Liberação retardada.
  7. 7. Características do fármaco
  8. 8. Osistemade classificação Biofarmaceutica (BCS/SCB)  Introduzido porAmidon et al. em 1995;  Classifica os fármacos em 4 grupos, levando em consideração:  Solubilidade aquosa na maior dosagem (de uma tomada única);  Permeabilidade intestinal PermeabilidadeSolubilidadeClasse AltaAlta1 AltaBaixa2 BaixaAlta3 BaixaBaixa4
  9. 9. Testespara determinação da classificação BCS dofármaco 1. Estudo de solubilidade – NT 03/2013:  Método de “shake-flask” utilizando uma solução saturada do fármaco;  Realizar em triplicata e monitorar pH durante estudo;  Usualmente 24 a 48 horas para fármacos que não são altamente solúveis e 1 hora para altamente solúveis;  Realizar em soluções tampões na faixa de pH fisiológico (Mínimo pH 1,2; 4,6 e 6,8) em 37º ±1°C;  Demonstrar a estabilidade do fármaco nos meios estudados;  Realizar a validação do método no meio de escolha para o produto acabado Altamente solúvel: A maior dose é capaz de ser solubilizada em 250 mL ou menos de todas as soluções na faixa de pH fisiológico.
  10. 10. Testespara determinação da classificação BCS dofármaco 2. Estudo de permeabilidade:  Utilização de monocamada de células tumorais intestinais (caco-2); Um fármaco é considerado altamente permeável quando apresenta permeabilidade celular maior que 85%;
  11. 11. Parameters Stomach Small intestine Large intestine Rectum pH range 1-3 5-7.5 7.9-8.0 7.5-8.0 Length(cms) 20 285 110 20 Diameter (cms) 0.1-0.2 2.5 5 2.5 Surface area (m2) 15 200 0.15 0.02 Transit time (hrs) 1-5 3-6 6-12 6-12 Absorption role Lipophilic acidic and neutral drugs All type of drugs Some drugs water and electrolytes All type of drugs Absorptive mechanisms Passive diffusion convective transport All absorption mechanism Passive diffusion convective transport Passive diffusion convective transport endocytosis Fatores que afetam a biodisponibilidade e permeabilidade da molécula
  12. 12. Características da forma farmacêutica
  13. 13. Sólidos orais de liberação imediata (RDC 31/2010)  Forma farmacêutica em que a dose total da substância ativa é disponibilizada rapidamente após sua administração. Em ensaios in vitro apresenta, em geral, dissolução média de no mínimo 75% da substância ativa em até 45 minutos. Tal forma farmacêutica pode ainda apresentar tipos de dissoluções diferenciadas em rápida e muito rápida:  Liberação muito rápida: Dissolução média de no mínimo 85% da substância ativa em até 15 minutos  Liberação rápida: Dissolução média de no mínimo 85% da substância ativa em até 30 minutos
  14. 14. Sólidos orais de liberação modificada (RDC 31/2010)  Liberação Prolongada: forma farmacêutica que apresenta liberação modificada em que a substância ativa é disponibilizada gradualmente da forma farmacêutica por um período de tempo prolongado;  Liberação Retardada: forma farmacêutica que apresenta liberação modificada em que a substância ativa é liberada em um tempo diferente daquele imediatamente após a sua administração. As preparações gastro-resistentes são consideradas forma de liberação retardada, pois são destinadas a resistir ao fluido gástrico e liberar a substância ativa no fluido intestinal;
  15. 15. Método de dissolução Características e desenvolvimento para o método do produto acabado
  16. 16. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Amostragem (automatizada ou manual);  Justificativa para o valor de “Q”
  17. 17. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Amostragem (automatizada ou manual);  Justificativa para o valor de “Q”
  18. 18. Meio de dissolução Testar meios de dissolução na faixa de pH fisiológico: • pH 1,2 a 6,8 (liberação imediata). • pH 1,2 a 7,5 (liberação modificada) Meio ideal:  Não utilizar surfactantes • Permitido utilizar para atingir “sink condition (3 x volume mínimo de solvente para completa solubilização da dose)  Não utilizar solventes orgânicos – justificar se usado;  Água: problemas de tamponamento e variação de qualidade;  Meios típicos: HCl diluído, tampões na faixa fisiológica, fluido gástrico ou intestinal simulado (com ou sem enzimas), água e surfactantes (ionicos, cationicos e neutros);  Justificar a necessidade de deaeração;
  19. 19. Meio de dissolução Volume de meio de dissolução:  Garantir sink condition (volume utilizado = 3 vezes o volume mínimo para solubilizar a maior dose); • Garante que a solubilidade não é limitada pelo volume do meio de dissolução;  Para aparatos pá e cesta: • Volume de 500 a 1000 mL, sendo 900 mL o mais convencional. • Volumes até 2 e 4 litros para atingir sink condition, mas necessita justificativa; • Para baixas dosagens de fármacos altamente solúveis: micro-cubas com volumes de até 250 mL, também com justificativa.
  20. 20. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Amostragem (automatizada ou manual);  Justificativa para o valor de “Q”
  21. 21. Aparatos de dissolução: Aparato 1 (cesta) Aparato 2 (pás) Aparato 3 (cilindro reciprocador) Aparato 4 (célula flow-through) Aparato 5 (pá sobre disco) Aparato 6 (cilindro) Aparato 7 (holder reciprocador) Escolha depende da forma farmacêutica e da finalidade do teste. Dissolutor:
  22. 22. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Amostragem (automatizada ou manual);  Justificativa para o valor de “Q”
  23. 23. Aparato 1 - cesta
  24. 24. Aparato 2 - pá
  25. 25. Aparato – velocidade de agitação  Para cápsulas ou comprimidos:  Aparato 1 (cesta): 100 rpm  Aparato 2 (pás): 50 rpm ou 75 rpm (se formar cone) ou 100 rpm (comprimidos de liberação modificada)  Outras velocidades de agitação podem ser usadas se justificadas (refletem melhor o comportamento “in vivo” ou tornam o método mais discriminativo);  Abaixo de 25 rpm ou acima de 150 rpm: Inapropriados por conta de efeitos hidrodinamicos e de turbulencia  Para suspensões:  Aparato 2 (pás): 25 ou 50 rpm  Outras velocidades de agitação podem ser usadas se justificadas;
  26. 26. Formação de cone – método inadequado Durante todo o teste/desenvolvimento do método de dissolução, a observação e o senso crítico do analista são fundamentais. O método deverá ser reprodutível e isso envolve manter o ambiente controlado.
  27. 27. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Amostragem (automatizada ou manual);  Justificativa para o valor de “Q”
  28. 28. Filtros Filtração é etapa essencial do método de dissolução:  Amostras devem ser filtradas imediatamente:  Param o processo de dissolução;  Primeira porção do filtrado deve ser descartada (saturação do filtro)  Filtro não pode reter o fármaco  Validar usando padrão diluido filtrado e centrifugado – variação esperada máx. 2,0%
  29. 29. Componentes de um testede dissolução  Meio de dissolução; • Volume de meio de dissolução; • Deaeração do meio de dissolução;  Dissolutor;  Equipamento de quantificação (UV, HPLC);  Aparatos e acessórios (ex. Sinker); • Velocidade de agitação do aparato;  Filtros;  Tipos de dissolução, tempo de duração ou de coleta;  Justificativa para o valor de “Q”  Amostragem (automatizada ou manual);
  30. 30. Dissolução de único ponto ou dois pontos  Estabelecida no desenvolvimento do método após realização do perfil;  Utilizada normalmente como teste de CQ;  A especificação deve ser representativa do comportamento do biolote, capaz de visualizar desvios que podem causar problemas no comportamento in vivo;  Garantir que 85% do fármaco está dissolvido – determinação da especificação  Unico ponto: Medicamentos de liberação imediata  Dois pontos: Medicamentos de liberação retardada ou prolongada ou medicamentos que possam causar efeitos colaterais (carbamazepina p. exemplo)  Procedimento:  Amostra é retirada do meio de dissolução  Em um tempo pré determinado;  A % de fármaco dissolvida é quantificada no tempo definido
  31. 31. Co-relação “in vivo – in vitro”  Co-relação “in vivo-in vitro”: É uma ferramenta para predizer resultados “in vivo” com base em dados “in vitro”. Pode ser usado como ferramenta investigativa em futuros estudos de bioequivalência. Necessita dados de formulações bioequivalentes e não bioequivalentes. São classificadas em três níveis:  Nivel A: Correlação ponto a ponto entre dados in vitro e in vivo (deconvolução de dados de BE);  Nivel B: Usa o principio da análise estatística de momento de análise. A média da dissolução “in vitro” é comparado com o tempo médio de residência ou com o tempo médio de dissolução “in vivo”;  Nível C: Estabelece uma relação de um único ponto entre um parâmetro de dissolução, (por exemplo t50%em 4 horas e um parâmetro farmacocinético (por exemploTmax). Não reflete o formato completo da concentração do fármaco no plasma, o que é um fator crítico que define a performance de produtos de liberação modificada (ER).
  32. 32. Expectativa para estabelecimento de uma Co- relação “in vivo – in vitro” baseado no sistema BCS
  33. 33. Qual especificação é representativa?
  34. 34. Especificação analítica por tipos de dissolução Stage Number Tested Criteria S1 6 Each unit is not less thanQ + 5%. S2 6 Average of 12 units (S1 + S2) is equal to or greater than Q, and no unit is less thanQ 15%. S3 12 Average of 24 units (S1 + S2 + S3) is equal to or greater than Q, not more than 2 units are less thanQ 15%, and no unit is less thanQ 25%. Liberação imediata e fase tampão de liberação retardada
  35. 35. Liberação prolongada Level Number Tested Criteria L1 6 No individual value lies outside each of the stated ranges and no individual value is less than the stated amount at the final test time. L2 6 The average value of the 12 units (L1 + L2) lies within each of the stated ranges and is not less than the stated amount at the final test time; none is more than 10% of labeled content outside each of the stated ranges; and none is more than 10% of labeled content below the stated amount at the final test time. L3 12 The average value of the 24 units (L1 + L2 + L3) lies within each of the stated ranges, and is not less than the stated amount at the final test time; not more than 2 of the 24 units are more than 10% of labeled content outside each of the stated ranges; not more than 2 of the 24 units are more than 10% of labeled content below the stated amount at the final test time; and none of the units is more than 20% of labeled content outside each of the stated ranges or more than 20% of labeled content below the stated amount at the final test time. Especificação analítica por tipos de dissolução
  36. 36. Fase tampão da liberação retardada Especificação analítica por tipos de dissolução Level Number Tested Criteria A1 6 No individual value exceeds 10% dissolved. A2 6 Average of the 12 units (A1 + A2) is not more than 10% dissolved, and no individual unit is greater than 25% dissolved. A3 12 Average of the 24 units (A1 + A2 + A3) is not more than 10% dissolved, and no individual unit is greater than 25% dissolved.
  37. 37.  Conhecida como perfil de dissolução  Liberação prolongada: a coleta de amostra deve ser representativa do processo de dissolução em, por exemplo, 1, 2 e 4 horas e depois a cada duas horas até que ambos os medicamento apresentem dissolução de 80% da substância ativa ou o platô seja alcançado.  Liberação retardada: meio HCl 0,1N durante 2 horas (etapa ácida), seguida de dissolução em meio tampão. Após o momento em que se coloca o medicamento no meio tampão, a coleta de amostra deve ser representativa do processo de dissolução em, por exemplo, 15, 30, 45, 60 e 120 minutos até que ambos os medicamentos apresentem dissolução de 80% da substância ativa ou o platô seja alcançado.  Liberação imediata:  Fármaco altamente solúvel: Comprovar a dissolução muito rápida dos produtos, por meio do gráfico da curva, realizando coletas em, por exemplo: 5, 10, 15, 20 e 30 minutos.  Fármaco não altamente solúvel: Perfil de dissolução com pontos representativos do processo com um ponto acima de 85% ou até platô Dissolução de múltiplos pontos – perfil RDC 31/2010
  38. 38. Dissolução de múltiplos pontos – perfil RDC 31/2010 O perfil deve ser realizado entre comparador e referência:  Utilizando o mesmo método de dissolução;  Mesmos tempos de coleta;  Empregando doze unidades de cada;  Número de pontos representativo do processo de dissolução (mínimo 5 pontos);  Plotar em gráfico %API dissolvida x tempo; ACTIVE INGREDIENT: CLARITHROMYCIN MEDIUM: PHOSPHATE BUFFER pH 6.8 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 WITHDRAWAL TIME IN MINUTES Dissolution(%) PRODUCT B 500 mg PRODUCT B 250 mg
  39. 39. Quando os perfis são considerados similares?  Ausência do cálculo de F2 - Fármaco de alta solubilidade e formulação for de liberação imediata com dissolução muito rápida para ambos os medicamentos:  Fator F2 perde o seu poder discriminativo e, portanto, não é necessário calculá-lo.  O coeficiente de variação no ponto de 15 minutos que não pode exceder 10%.  Calcular fator F2 (entre 50 e 100):  Utilizar, no mínimo, os três primeiros pontos, excluindo o tempo zero;  Incluir apenas um ponto da curva após ambos os medicamentos atingirem a média de 85% de dissolução – evitar falsos positivos  O RSD para os primeiros pontos de coleta (40% do total de pontos coletados) não podem exceder 20%. Para os demais pontos considera-se o máximo de 10%. Podem ser utilizados outros modelos matemáticos para o cálculo de similaridade de perfis.
  40. 40. Racional para a ausência de calculo de F2  Fármaco com alta solubilidade em toda a faixa de pH fisiológico: solubilização adequada sem risco de precipitação;  Após sair da forma farmacêutica o fármaco se comporta como uma solução devido à alta solubilidade;  Tempo de esvaziamento gástrico: cerca de 40 minutos • Formulação de liberação muito rápida: ≥ 85% em até 15 minutos • Formulação de liberação rápida: ≥ 85% em até 30 minutos Fármaco de alta solubilidade (Classe I ou III) em uma formulação de liberação imediata (muito rápida ou rápida) – impedimento à absorção: • Permeabilidade da molécula (característica intrínsica da molécula se for o mesmo polimorfo); • Esvaziamento gástrico; Para estes casos, espera-se que a taxa e a extensão da absorção seja equivalente aos resultados do teste in vitro, pois antes do esvaziamento gastrico o fármaco já estaria fora da forma farmacêutica;
  41. 41. Etapas do desenvolvimento demétodo de dissolução 1. Desenvolvimento e validação do método de quantificação do fármaco;  Objetivo: Estabelecer um método de quantificação adequado para o fármaco na forma farmacêutica; • Testar adequabilidade dos filtros ao fármaco (amostra filtrada x centrifugada); 2. Estudo de solubilidade do fármaco  Objetivo: Definir meio, volume e utilização de tensoativos (teste inicial); • Usar meios na faixa de pH fisiológico – 3 testes em cada meio • Utilizar método “shake-flask” em meios saturados com o fármaco; • Verificar volumes e meios que atendam “sink condition”; • Testar uso de tensoativos quando a molécula tem baixa solubilidade (merck index), garantindo “sink condition”; 3. Estudo de solubilidade da forma farmacêutica  Objetivo: Definir demais condições – especificação, velocidade de aparato • Testar os aparatos na menor velocidade em todos os meios; • Verificar formação de cone, resultados obtidos (%) e o atendimento ao RSD permitido em cada meio; • Testar quantidades decrescentes do tensoativo (formula já tem excipientes pra solubilização); • Testar “formulações problema” para verificar se o método é discriminativo;
  42. 42. Aplicabilidade do teste de dissolução
  43. 43. Aplicabilidade do teste de dissolução  O teste de dissolução não se aplica:  Pós granulados e formas farmacêuticas efervescentes que ao serem reconstituídos tornam-se soluções;  Semi-sólidos, excetuando-se supositorios (já existem monografias para cremes e pomadas)  Formas farmacêuticas administradas como sprays ou aerossois nasais ou pulmonares de liberação imediata;  Gases;  Líquidos (exceto suspensões)  Para todas as demais formas farmacêuticas o teste é aplicável.

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