Uma solução para garantir a quantidade e qualidade do excipiente polissorbato-80 nas formulações de medicamentos

Fonte: Catalent

Sumário executivo 

Os excipientes são utilizados durante a fabricação de medicamentos para uma variedade de fins, incluindo estabilização, aumento de volume ou aumento do ingrediente farmacêutico ativo (API). Polissorbato-80 (PS-80) é um surfactante comumente usado como excipiente para melhorar a estabilidade do API. No entanto, a degradação do PS-80 pode levar à diminuição da potência ou estabilidade do fármaco e há inconsistência na qualidade e composição do PS-80 fornecida por diferentes fornecedores. Para resolver esses problemas, a Catalent desenvolveu uma abordagem de dois métodos para quantificar e caracterizar o PS-80 fornecido por vários fornecedores e exposto a uma variedade de estressores ambientais. Usando cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) e detecção de aerossol carregado (CAD), o Catalent foi capaz de detectar degradação e diferenças na composição química nas amostras tratadas.

O desafio

PS-80 é comumente usado em drogas biológicas para minimizar a adsorção de superfície / interação interfacial e estabilizar a proteína contra a agregação induzida por estresse. No entanto, PS-80 é uma mistura heterogênea de vários comprimentos de cadeia, materiais relacionados à estrutura e impurezas. Portanto, existe uma variabilidade de lote para lote entre os fabricantes. Além disso, há dificuldade em quantificar a quantidade de PS-80 em solução devido à falta de um padrão universal. Finalmente, o PS-80 pode degradar com o tempo quando exposto ao ambiente, levando a efeitos prejudiciais na potência e estabilidade do medicamento. A Catalent precisava desenvolver um método para medir a quantidade e qualidade do PS-80 como um excipiente no desenvolvimento e fabricação biológica.

A Solução Catalent

A Catalent utilizou HPLC e CAD para desenvolver dois métodos analíticos complementares que permitem a quantificação e caracterização do PS-80. Primeiro, as soluções degradadas de PS-80 foram preparadas usando 0,1% p / v PS-80 submetido a cada um dos seguintes: estresse térmico, hidrólise de base, oxidação e exposição à luz UV / fluorescente. Albumina de Soro Bovino (BSA) ou anticorpo monoclonal IgG foram adicionados à solução PS-80 degradada para uma concentração final de 5 mg / ml.

Para a quantificação de PS-80, a Catalent utilizou cromatografia de modo misto via coluna Waters Oasis MAX. Os componentes do PS-80 foram eluídos por meio de gradiente em etapas de 80% de água a 100% de isopropanol. A concentração de PS-80 foi calculada por comparação com uma curva padrão variando de 12,5 µg / ml a 100 µg / ml. Uma diminuição no PS-80 foi observada em amostras estressadas quando comparadas com amostras protegidas ou não tratadas, indicando que o método pode quantificar PS-80 com sucesso na formulação do produto (Figura 1).

Figura 1. Alteração do conteúdo de PS-80 em amostras estressadas pelo método de quantificação. (A) Estresse térmico (B) Hidrólise de base (C) Oxidação de AAPH (D) Exposição à luz.

Para a caracterização de PS-80, a proteína foi removida do PS-80 por meio de cartuchos Waters Oasis HLB SPE para extração em fase sólida. Os componentes PS-80 resultantes foram separados pela coluna Agilent Zorbax SB-CN. Observou-se que a degradação afetou os ésteres POE de sorbitano, enquanto o sorbitano POE foi relativamente afetado na maioria das condições. Produtos de hidrólise de base ácido oleico e sorbitano POE foram detectados (Figura 2). Comparado ao método de quantificação, o método de caracterização forneceu resolução adicional na forma de uma impressão digital, ou perfil cromatográfico, de cada amostra. Portanto, o método de caracterização poderia ser potencialmente usado para avaliar a variação da composição do PS-80 de lote para lote.

Figura 2. Sobreposição cromatográfica de amostras estressadas pelo método de caracterização. (A) Estresse térmico. A inserção ilustra a mudança sob estresse. (B) Hidrólise de base. Sorbitano POE (inserção à esquerda) e ácido oleico (inserção à direita) foram gerados. (C) oxidação de AAPH. (D) Exposição à luz UV / FL em (a) amostras expostas e (b) protegidas.

Conclusão

Estabilidade e potência são características críticas de desenvolvimento e fabricação de medicamentos. Excipientes são substâncias valiosas usadas para melhorar a estabilidade e potência, mas a origem e a estabilidade dos próprios excipientes podem ser um desafio. Para atender a essa necessidade, a Catalent desenvolveu uma solução de dois métodos para avaliar um desses excipientes (PS-80) quanto à quantidade e qualidade. Usando HPLC e CAD, a Catalent demonstrou que podia medir a concentração de PS-80 e distinguir entre PS-80, materiais relacionados à estrutura, impurezas e subprodutos da degradação. Este método tem múltiplas aplicações, incluindo avaliação de PS-80 como matéria-prima durante a fabricação, confirmação do conteúdo de PS-80, estudos de degradação forçada, estudos de vida útil e estudo de outros polissorbatos (por exemplo, PS-20).