W przemyśle farmaceutycznym inżynieria odwrotna (RE) polega na rozbiciu leku na jego poszczególne składniki, zrozumieniu proporcji i metod pracy nad formułą, a następnie wykorzystaniu tych informacji do odtworzenia podobnego produktu. Chociaż istnieje wiele sposobów zbadania pracy formułowacza, mikroskopia jest jednym z najprostszych i najskuteczniejszych. Pokażmy ci, jak to zrobić!
Inżynieria odwrotna dostarcza cennych danych na temat aktywnych składników farmaceutycznych (API) i substancji pomocniczych i może być wykorzystywana do konkurencyjnych porównań produktów, dochodzeń w sprawie naruszenia patentów lub opracowywania formuł generycznych.1 Firmy generyczne często stosują inżynierię odwrotną do dekodowania produktów oryginalnych, wykazywania równoważności preparatów i przyspieszania rozwoju leków generycznych. Może to być skomplikowane prawnie i etycznie, ponieważ często wiąże się z nawigacją w przepisach patentowych i wymogach regulacyjnych. RE może obejmować szereg technik, które pomagają wyjaśnić jakościowy, ale co ważniejsze ilościowy skład RLD. Może to obejmować wszystko, od technik chemii analitycznej (spektrometria mas, NMR, HMPL lub GC) po spektroskopię (IR i UV-VIS), krystalografię, analizę wielkości cząstek, różne techniki mikroskopii, a nawet techniki PAT i biologii molekularnej w biofarmaceutykach. (2,4) Mikroskopia odgrywa kluczową rolę w inżynierii odwrotnej, zapewniając szczegółowy wgląd w fizyczne cechy i struktury materiałów. Techniki mikroskopii, takie jak skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) i transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), mogą być wykorzystane do badania morfologii i krystaliczności cząstek leku. Jest to ważne dla zrozumienia cech fizycznych, wielkości, kształtu i cech powierzchni aktywnych składników farmaceutycznych i substancji pomocniczych. Patrząc na skalę makro, można zaobserwować tabletki, aby dowiedzieć się o matrycy tabletek, rozkładzie składników aktywnych i obecności jakiejkolwiek powłoki lub warstw. Wykorzystując mikroskopię do inżynierii odwrotnej, konieczne jest połączenie tych obserwacji z innymi technikami analitycznymi (filtracja, badania rozpuszczalności), aby uzyskać kompleksowe zrozumienie składu i właściwości leku. (3,4)
Wyzwania techniczne i rozwiązania
Zespół IMCD Shanghai Pharmaceutical Technical Centre (PTC) podjął wyzwanie inżynierii odwrotnej Entacapone (Comtan®), wykorzystując mikroskopię świetlną polaryzowaną (PLM), aby odpowiedzieć następujące pytania:
- Jaki był proces produkcyjny?
- Jakie gatunki substancji pomocniczych zostały użyte?
- Jak dodano superdezintegrant?
Proces okazał się prosty, ale skuteczny. Po delikatnym zeskrobaniu powłoki rdzeń tabletki Entacapone RLD lekko zmielono, a powstałe granulki obserwowano pod mikroskopem polaryzacyjnym. Stwierdzono, że morfologia, wielkość i kształt tych granulek są identyczne z granulatami z tabletek placebo wytwarzanych przez granulację (Rysunek 1B), co potwierdza proces produkcji twórcy.
Zwykle MCC, który jest składnikiem nierozpuszczalnym, jest stosowany w procesie granulacji na mokro jako wypełniacz i czynnik umożliwiający proces, co potwierdziły badania literackie. Aby określić, jaki stopień MCC był stosowany w RLD, tabletki pozostawiono do rozpadu w ciągu 24 godzin, a nierozpuszczoną część porównano z samą surową substancją pomocniczą. Tutaj możesz łatwo zidentyfikować celulozę mikrokrystaliczną 101 jako wybrany gatunek substancji pomocniczej. (Ryc. 2A i 2B).
Do tej pory zidentyfikowaliśmy metodę produkcji i preferowany wypełniacz. Analiza jakościowa wykazała, że zastosowanym superdezintegrantem jest CCS (kroskarmeloza sodowa). Chcieliśmy pójść o krok dalej i sprawdzić, czy został dodany wewnątrz lub ekstragranularnie w tabletkach Entacapone. Po nawodnieniu granulek z tabletki RLD zaobserwowano rozpad granulek na mniejsze cząstki, co wskazywało, że kroskarmeloza sodowa (rysunek 3A) została dodana wewnątrz granulatu. Porównano to z uwodnionymi cząstkami w celu potwierdzenia (Rysunek 3B). Rysunek 1A wskazuje, że istniał CCS, który został dodany ekstragranularnie w tabletce RLD. Porównano to z cząstkami surowca w celu potwierdzenia (Rysunek 3C). Tak więc kroskarmeloza sodowa została dodana wewnątrz i dodatkowo granularnie .
Wniosek
Koszt i szybkość wprowadzenia na rynek są kluczem do sukcesu dla generycznej firmy farmaceutycznej, a zatem rozsądna strategia inżynierii odwrotnej może okazać się skuteczna w skracaniu czasu rozwoju. Oprócz mikroskopii można to połączyć z kilkoma innymi technikami analitycznymi, takimi jak SEM, spektroskopia Ramana, proszkowa dyfrakcja rentgenowska i HPLC, aby uzyskać bardziej jakościowe i ilościowe informacje na temat RLD. Praca zespołu została przyjęta jako plakat do prestiżowego konkursu AAPS PharmSci 360 (American Association of Pharmaceutical Scientists), który odbył się w październiku ubiegłego roku i demonstruje prostą i uniwersalną metodę dekodowania jakościowej formuły RLD i procesu produkcyjnego przy użyciu mikroskopii światła polaryzowanego jako potężnego narzędzia.
Technical Expertise
W IMCD dysponujemy siecią sześciu dedykowanych farmaceutycznych centrów technicznych na całym świecie, aby wspierać naszych klientów i partnerów na każdym etapie cyklu rozwoju produktu. Nasze globalne centra farmaceutyczne prowadzą szereg szkoleń, opracowują projekty i koncepcje oraz stawiają czoła wyzwaniom naukowym, które mają szerokie zastosowanie. Aby dowiedzieć się więcej na temat sieci farmaceutycznej IMCD i wiedzy technicznej, prosimy kliknąć tutaj .