Un ensemble d’outils analytiques établis pour étudier l’altération à l’état solide des excipients à base de lipides

La combinaison de la calorimétrie différentielle à balayage et de la diffraction des rayons X est un étalon-or pour les altérations à l’état solide étudiées des produits pharmaceutiques à base de lipides. La méthodologie combinée est un outil puissant pour le dépistage du polymorphisme, de la croissance cristalline et de la transition faciale des lipides combinés au criblage, au comportement terminal et à la visibilité du médicament avec la matrice lipidique. Cette méthodologie permet de comprendre l’interaction entre l’état solide des lipides et la performance de son produit pharmaceutique.

Ces produits peuvent aller des formulations nanolipidiques aux comprimés matriciels. La procédure sera effectuée par Gerfried Luschin-Ebengreuth. Gerfried est un scientifique de notre laboratoire.

Pour commencer, allumez l’alimentation en azote gazeux et réglez la pression entre 0,2 et 0,5 bar. Mettez sous tension l’instrument de calorimétrie différentielle à balayage ou DSC et le changeur d’échantillons automatique. Ouvrez le logiciel et cliquez sur le bouton Oui pour activer le mode veille, puis cliquez sur Afficher les signaux.

Laissez un étalonnage de l’appareil pendant au moins une heure. Purger le four avec de l’azote. Cliquez sur l’icône de la nouvelle méthode et accédez à la définition de la méthode.

Lorsque la fenêtre de vue d’ensemble s’ouvre, activez l’option de modulation de température. Allez dans l’onglet d’en-tête et sélectionnez la méthode en cliquant sur échantillon. Accédez au programme de température de l’onglet.

Sélectionnez purger deux MFC et MFC de protection à 50 millilitres par minute. Réglez la veille à 20 degrés Celsius, cycle de chauffage à cinq kelvins par minute de 20 degrés Celsius à au-dessus de la température de fusion du maintien isotherme lipidique à cette température pendant cinq minutes. Cycle de refroidissement à zéro degré Celsius à cinq Kelvin par minute.

Réglez la température de réinitialisation d’urgence finale à une température de 10 degrés Celsius au-dessus de la température la plus élevée du programme et la température de veille finale à 20 degrés Celsius. Accédez à l’onglet d’étalonnage et sélectionnez le fichier de température et de sensibilité approprié. Enregistrez la méthode.

Peser trois à quatre milligrammes de chaque échantillon dans des creusets en aluminium et noter le poids exact chargé dans chaque creuset. Scellez le creuset en aluminium avec un couvercle percé. Placez les creusets dans le plateau de l’échantillonneur automatique et activez le mode échantillonneur automatique dans le logiciel et la méthode associée à la charge pour chaque échantillon.

Remplissez la position de l’échantillon, le nom et le poids de chaque échantillon, ainsi que la position du creuset de référence dans la fenêtre de vue du plateau d’échantillonnage. Démarrez la mesure. Ouvrez les données brutes à l’aide du logiciel d’analyse des données et installez la température en fonction du flux de chaleur en cliquant sur le bouton X temps, X température.

Dans la fenêtre contextuelle, cliquez sur masquer les segments isothermes. Sur le côté gauche de l’écran, sélectionnez uniquement les courbes à analyser. Vérifier le comportement thermique des lipides en tant qu’événements endothermiques et exothermiques d’énergie absorbée ou libérée sous forme de chaleur respectivement en fonction de la température.

Cliquez sur la courbe suivie de l’évaluation et de la zone. Calculer l’enthalpie de fusion comme l’aire sous la courbe des endothermes. Sélectionnez les limites d’intégration en déplaçant les lignes verticales autour de deux à trois degrés Celsius avant et après le début et la fin du pic.

Sélectionnez une ligne de base linéaire pour l’intégration de pointe. L’aire entre la courbe et la ligne de base est proportionnelle au changement d’enthalpie. Cliquez sur Appliquer pour terminer le calcul.

De même, calculez l’enthalpie de cristallisation comme l’aire sous la courbe des exothermes. Déterminez le début de la température de fusion ou de l’apparition en T en cliquant sur la courbe à analyser. Et puis sur l’évaluation et l’apparition.

Sélectionnez les limites de quantification en déplaçant les lignes verticales vers la section la plus droite de la courbe. C’est généralement autour de cinq à 10 degrés Celsius avant et après le pic. Déterminez ensuite la température de fusion ou TM en cliquant sur la courbe à analyser.

Suivie de l’évaluation et du pic, la valeur obtenue est le maximum de pic. Utiliser un système de diffusion des rayons X composé d’une caméra de focalisation ponctuelle fixée à un générateur de rayons X à tube scellé et équipée d’une unité de commande et d’un logiciel connexe. Utilisez deux détecteurs sensibles positionnés linéairement pour couvrir les régions de diffusion des rayons X à petit et grand angle.

Allumez le système d’eau de refroidissement de l’unité de commande, la pompe à vide, les vannes de gaz et le système de contrôle de l’alimentation et de la sécurité. Allumez ensuite les vannes de contrôle de tension et de purge des détecteurs à un débit de gaz compris entre 10 et 20 millilitres par minute. Allumez le tube à rayons X et l’option de veille et attendez environ 10 minutes.

Désactivez le mode veille et mettez le tube à rayons X à pleine puissance, qui est supérieure à 50 kilovolts. Attendez au moins 30 minutes. Démarrez le logiciel de contrôle et cliquez sur réinitialiser TPF.

Choisissez ensuite le filtre en tungstène et définissez la position. Allez à la position pour fixer la position du filtre en tungstène. Remplissez les échantillons dans des capillaires en verre spéciaux d’un diamètre extérieur d’environ deux millimètres en évitant tout piégeage d’air dans les capillaires.

Scellez le capillaire en verre avec de la cire et placez-le soigneusement dans le support capillaire. Allumez le moteur pour la rotation de l’échantillon et fermez la soupape de dépression et attendez que la pression soit inférieure à cinq millibars. Dans le logiciel, sélectionnez une résolution de position de 1024 pour les deux détecteurs et réglez le temps d’exposition sur 1 200 secondes.

Cliquez sur les outils de robinet pour configurer les limites d’énergie, puis cliquez sur définir les limites et les résolutions d’énergie et redémarrez. Réglez les limites d’énergie à une plage appropriée comprise entre 400 et 900. Ouvrez l’obturateur de sécurité et lancez la mesure.

Assurez-vous que la fenêtre de mesure affiche un maximum de 80 comptages par seconde. Si ce n’est pas indiqué, adaptez la position du filtre. Exportez les données sous forme de fichiers P00.

Les données correspondent à l’intensité de la transmission et de l’absorption par rapport au numéro de canal. Transférez les données pour évaluation vers un logiciel statistique et corrigez les données en normalisant les intensités à l’aide de la masse de diffusion mesurée avec le filtre au tungstène. Créez un graphique d’intensité normalisée par rapport à deux fois l’angle de diffraction.

Utilisez la fonction de lecteur d’écran pour trouver des pics de diffraction dans les régions de diffusion des rayons X aux petits angles ou SAXS et à large plage de diffusion des rayons X ou WAXS. Appliquez l’équation des fanfaronnades pour calculer les pics de diffraction pour lesquels l’intensité maximale a été atteinte en interaction ou en espacements. Calculez les rapports de la position du pic de la région SAXS pour connaître la symétrie cristalline des lipides et utilisez le pic de diffraction principal de la région SAXS pour quantifier l’épaisseur de la cristallite.

Ajustez le pic dans une fonction gaussienne via des carrés loués classiques et obtenez la pleine largeur à la moitié maximum en cliquant sur analyses pics et lignes de base, analyseur de pics, dialogue ouvert. Dans la fenêtre contextuelle, sélectionnez l’option Fit Peaks Pro. Sélectionnez une ligne de base constante avec Y égal à zéro.

Sélectionnez le pic de diffraction principal de la région SAXS. Cliquez sur contrôle d’ajustement pour sélectionner les paramètres d’ajustement de pointe. Choisissez la fonction Gauss Amp.

Définissez les paramètres Y zéro XC1 et A1 comme fixes et ajustez les données. Obtenez la pleine largeur à la moitié maximum de l’ajustement. Enfin, utilisez l’équation plus sûre pour calculer l’épaisseur cristalline.

Les configurations de fourchette et de chaise d’une molécule de triacylglycérol, de la sous-cellule, de la lamelle et de la plaquette cristalline sont présentées ici. L’image représentative montre les motifs d’espacement court et d’espacement long de la forme alpha de la tripalmitine et des régions WAXS et SAXS. La même chose pour la forme bêta est montrée dans cette image.

L’ingrédient pharmaceutique actif ou les cristaux d’API codés avec le monostéarate de glycérol sont mesurés par DSC et rayons X directement après l’enrobage et après trois mois de stockage dans des conditions accélérées. Les données DSC des échantillons après trois mois de stockage accéléré montrent qu’une endotherme à début T est égale à 55,7 degrés Celsius avec deux événements chevauchés à 60,2 degrés Celsius pour la fusion de la forme alpha restante et à TM égale 63,8 degrés Celsius comme événement principal pour la fusion de la forme bêta. La transition polymorphe est confirmée par les données radiographiques en détectant les courts espacements D typiques de la forme bêta combinés à la réduction de l’épaisseur des lamelles due à l’inclinaison moléculaire.

Une altération significative des profils de libération a également été observée, ce qui peut s’expliquer par la transformation polymorphe évidente de la forme alpha en forme bêta avec un arrangement de sous-cellules plus dense résultant en une surface hydrofuge. Les données DSC, les données radiographiques et un profil de libération API des cristaux API codés avec PG13C16C18 partiellement après le codage et après trois mois de stockage dans des conditions accélérées sont présentés ici. L’analyse DSC des échantillons stockés a révélé des thermogrammes inchangés, qui ne représentent aucun polymorphisme et aucune séparation de phase.

L’état solide stable de PG3C16C18 partiel a été confirmé par les profils de radiographie. La région WAXS montre un pic correspondant à un espacement court de D égal à 4,15 angström et T0 dans les échantillons stockés associés à la forme alpha. La région SAXS a révélé un pic principal inchangé à un long espacement D de D égal à 63,7 angström correspondant à une structure lamelle avec une configuration à deux L.

L’état solide stable de la matrice lipidique se traduit par le profil de libération stable de l’API à partir du codage. Pour fournir des données radiographiques de haute qualité, il est important d’éviter le piégeage entre les particules lors du remplissage des capillaires. Également pour sélectionner un temps d’exposition basé sur le type d’échantillon et l’équipement disponible.

Au cours du développement de nouveaux produits pharmaceutiques, le criblage de l’état solide des lipides et de leur interaction avec l’IPA est utilisé pour sélectionner le procédé de fabrication approprié et prédire la stabilité du produit.