Estudo de solubilidade e desenvolvimento de dissolução

Dissolução, classificação BCS e desenvolvimento de metodologia analíticaConceitos e aplicações da NT03/2013 publicada pela ANVISA em abril/2013

Vanessa [email protected]

mailto:[email protected]

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.

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?

O que é o teste de dissolução?

Teste padronizado que mede a porção do fármaco:

1. Liberada da matriz da formafarmacêutica e

2. Dissolvida no meio de dissolução emcondições controladas durante umperíodo 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 formafarmacêutica, mais lenta a dissolução.

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!!!!

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.

Características do fármaco

O sistema de classificação Biofarmaceutica(BCS/SCB)

Introduzido por Amidon 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

Testes para determinação da classificação BCS do fármaco

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.

Testes para determinação da classificação BCS do fármaco

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%;

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


Passive diffusion


endocytosis

Fatores que afetam a biodisponibilidade e permeabilidade da molécula

Características da forma farmacêutica

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

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;

Método de dissoluçãoCaracterísticas e desenvolvimento para o método do produto acabado

Componentes de um teste de 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”

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 xvolume mínimo de solvente para completasolubilização da dose)

Não utilizar solventes orgânicos – justificar se usado;

Água: problemas de tamponamento e variação dequalidade;

Meios típicos: HCl diluído, tampões na faixa fisiológica,fluido gástrico ou intestinal simulado (com ou semenzimas), água e surfactantes (ionicos, cationicos eneutros);

Justificar a necessidade de deaeração;

Meio de dissolução

Volume de meio de dissolução:

Garantir sink condition (volume utilizado = 3vezes o volume mínimo para solubilizar amaior 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 omais convencional.

• Volumes até 2 e 4 litros para atingir sinkcondition, mas necessita justificativa;

• Para baixas dosagens de fármacosaltamente solúveis: micro-cubas comvolumes de até 250 mL, também comjustificativa.





Dissolutor;




Filtros;




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:





Dissolutor;




Filtros;




Aparato 1 -cesta

Aparato 2 -pá

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;

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.





Dissolutor;




Filtros;




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%





Dissolutor;




Filtros;




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

Co-relação“in vivo – in vitro”

Co-relação “in vivo-in vitro”: É uma ferramentapara predizer resultados “in vivo” com base emdados “in vitro”. Pode ser usado comoferramenta investigativa em futuros estudos de bioequivalência. Necessita dados de formulações bioequivalentes e nãobioequivalentes. 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 únicoponto entre um parâmetro de dissolução, (porexemplo t50%em 4 horas e um parâmetrofarmacocinético (por exemplo Tmax). Não refleteo formato completo da concentração do fármaco no plasma, o que é um fator crítico quedefine a performance de produtos de liberaçãomodificada (ER).

Expectativa para estabelecimento de uma Co-relação “in vivo – in vitro” baseado no sistema BCS

Qual especificação é representativa?

Especificação analítica por tipos de dissolução

StageNumberTested Criteria

S1 6 Each unit is not less than Q + 5%.

S2 6 Average of 12 units (S1 + S2) is equal to or greater than Q, and no unit is less than Q 15%.

S3 12 Average of 24 units (S1 + S2 + S3) is equal to or greater than Q, not more than 2 units are less than Q 15%, and no unit is less than Q 25%.

Liberação imediata e fase tampão de liberação

retardada

Liberação prolongada

LevelNumberTested 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.


Fase tampão da liberação retardada


Level

NumberTested

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.

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 –perfilRDC 31/2010

Dissolução de múltiplos pontos –perfilRDC 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

Dis

so

luti

on

(%

)

PRODUCT B 500 mg

PRODUCT B 250 mg

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.

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;

Etapas do desenvolvimento de método 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 (amostrafiltrada x centrifugada);

2. Estudo de solubilidade do fármaco

Objetivo: Definir meio, volume e utilização de tensoativos (testeinicial);

• 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 baixasolubilidade (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 játem excipientes pra solubilização);

• Testar “formulações problema” para verificar se o método é discriminativo;

Aplicabilidade do teste de dissolução

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.

Estudo de solubilidade e desenvolvimento de dissolução

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