Un pacchetto di strumenti analitici consolidati per studiare l'alterazione allo stato solido degli eccipienti a base lipidica

La combinazione di calorimetria differenziale a scansione e diffrazione dei raggi X è un gold standard per le alterazioni allo stato solido studiate di prodotti farmaceutici a base lipidica. La metodologia combinata è un potente strumento per lo screening del polimorfismo, della crescita cristallina e della transizione facciale dei lipidi combinati con lo screening, il comportamento terminale e la visibilità del farmaco con matrice lipidica. Questa metodologia può essere utilizzata per comprendere l'interazione tra lo stato solido dei lipidi e le prestazioni del suo prodotto farmaceutico.

Tali prodotti possono variare da formulazioni nano lipidiche a compresse a matrice. La procedura sarà eseguita da Gerfried Luschin-Ebengreuth. Gerfried è uno scienziato del nostro laboratorio.

Per iniziare accendere l'alimentazione di azoto gassoso e impostare la pressione tra 0,2 e 0,5 bar. Accendere la calorimetria differenziale a scansione o lo strumento DSC e lo scambiatore automatico di campioni. Aprire il software e fare clic sul pulsante Sì per attivare la modalità standby, quindi fare clic su Visualizza segnali.

Consentire una calibrazione del dispositivo per almeno un'ora. Spurgare il forno con azoto. Fare clic sull'icona del nuovo metodo e andare alla definizione del metodo.

Quando si apre la finestra panoramica, attivare l'opzione di modulazione della temperatura. Vai alla scheda dell'intestazione e seleziona il metodo facendo clic sul campione. Vai al programma di temperatura della scheda.

Selezionare spurgo due MFC e MFC protettivi entrambi a 50 millilitri al minuto. Impostare lo standby a 20 gradi Celsius, ciclo di riscaldamento a cinque kelvin al minuto da 20 gradi Celsius a oltre la temperatura di fusione dei lipidi isotermi mantenendo a questa temperatura per cinque minuti. Ciclo di raffreddamento a zero gradi Celsius a cinque Kelvin al minuto.

Impostare la temperatura finale di ripristino di emergenza a una temperatura di 10 gradi Celsius superiore alla temperatura massima del programma e la temperatura finale in standby a 20 gradi Celsius. Vai alla scheda di calibrazione e seleziona il file di temperatura e sensibilità appropriato. Salvare il metodo.

Pesare da tre a quattro milligrammi di ciascun campione in crogioli di alluminio e registrare il peso esatto caricato in ciascun crogiolo. Sigillare il crogiolo di alluminio con un coperchio forato. Posizionare i crogioli nel vassoio del campionatore automatico e attivare la modalità campionatore automatico nel software e caricare il metodo correlato per ciascun campione.

Compilare la posizione del campione, il nome e il peso del campione di ciascun campione e la posizione del crogiolo di riferimento nella finestra di visualizzazione del vassoio dei campioni. Avviare la misurazione. Aprire i dati grezzi utilizzando il software per l'analisi dei dati e piantare la temperatura rispetto al flusso di calore facendo clic sul pulsante X tempo, X temperatura.

Nella finestra visualizzata, fai clic su nascondi segmenti isotermici. Sul lato sinistro dello schermo, selezionare solo le curve da analizzare. Verificare il comportamento termico dei lipidi come eventi endotermici ed esotermici di energia assorbita o rilasciata sotto forma di calore rispettivamente in funzione della temperatura.

Clicca sulla curva seguita da valutazione e area. Per calcolare l'entalpia di fusione come l'area sotto la curva degli endotermi. Selezionare i limiti di integrazione spostando le linee verticali di circa due o tre gradi Celsius prima e dopo l'inizio e il punto finale del picco.

Selezionare una linea di base lineare per l'integrazione dei picchi. L'area tra la curva e la linea di base è proporzionale alla variazione di entalpia. Fare clic su Applica per completare il calcolo.

Allo stesso modo, calcola l'entalpia della cristallizzazione come l'area sotto la curva degli esotermi. Determinare l'inizio della temperatura di fusione o T-onset cliccando sulla curva da analizzare. E poi sulla valutazione e l'insorgenza.

Selezionare i limiti di quantificazione spostando le linee verticali nella sezione più diritta della curva. Questo di solito è di circa cinque a 10 gradi Celsius prima e dopo il picco. Quindi determinare la temperatura di fusione o TM facendo clic sulla curva da analizzare.

Seguito dalla valutazione e dal picco, il valore ottenuto è il picco massimo. Utilizzare un sistema di diffusione dei raggi X composto da una telecamera di messa a fuoco puntuale fissata a un generatore di raggi X a tubo sigillato e dotata di un'unità di controllo e del relativo software. Utilizzare due rivelatori sensibili posizionati linearmente per coprire regioni di diffusione dei raggi X sia piccole che grandangolari.

Accendere il sistema dell'acqua di raffreddamento sull'unità di controllo, la pompa del vuoto, le valvole del gas e il sistema di controllo dell'alimentazione e della sicurezza. Quindi accendere il controllo della tensione e le valvole di spurgo per i rilevatori a un flusso di gas compreso tra 10 e 20 millilitri al minuto. Accendere il tubo radiogeno e l'opzione standby e attendere circa 10 minuti.

Disattivare la modalità standby e accendere il tubo radiogeno alla massima potenza, che è superiore a 50 kilovolt. Attendere almeno 30 minuti. Avviare il software di controllo e fare clic su reset TPF.

Quindi scegliere Filtro tungsteno e impostare la posizione. Vai alla posizione per fissare la posizione del filtro Tungsteno. Riempire i campioni in speciali capillari di vetro con un diametro esterno di circa due millimetri evitando qualsiasi intrappolamento d'aria nei capillari.

Sigillare il capillare di vetro con cera e posizionarlo con cura nel supporto capillare. Accendere il motore per la rotazione del campione e chiudere la valvola del vuoto e attendere che la pressione sia inferiore a cinque millibar. Nel software, selezionare una risoluzione di posizione di 1024 per entrambi i rilevatori e impostare il tempo di esposizione su 1.200 secondi.

Fare clic sugli strumenti del rubinetto per impostare i limiti energetici, quindi fare clic su imposta limiti di energia e risoluzioni e riavviare. Impostare i limiti di energia in un intervallo adeguato tra 400 e 900. Aprire l'otturatore di sicurezza e avviare la misurazione.

Assicurarsi che la finestra di misurazione mostri un massimo di 80 conteggi al secondo. Se questo non viene fornito, adattare la posizione del filtro. Esportare i dati come file P00.

I dati sono costituiti dall'intensità della trasmissione e dell'assorbimento rispetto al numero di canali. Trasferire i dati per la valutazione a un software statistico e correggere i dati normalizzando le intensità utilizzando la massa di dispersione misurata con il filtro Tungsteno. Create un grafico di intensità normalizzata rispetto a due volte l'angolo di diffrazione.

Utilizzare la funzione di screen reader per trovare picchi di diffrazione sia nello scattering a raggi X a piccolo angolo o SAXS che nello scattering a raggi X ad ampio raggio o nelle regioni WAXS. Applicare l'equazione di brags per calcolare i picchi di diffrazione per i quali è stata raggiunta l'intensità massima nell'interazione o nelle spaziature. Calcolare i rapporti della posizione del picco della regione SAXS per scoprire la simmetria cristallina dei lipidi e utilizzare il picco di diffrazione principale della regione SAXS per quantificare lo spessore della cristallite.

Inserire il picco in una funzione gaussiana tramite quadrati affittati classici e ottenere l'intera larghezza a metà massimo facendo clic su picchi di analisi e linee di base, analizzatore di picchi, dialogo aperto. Nella finestra visualizzata, seleziona l'opzione Fit Peaks Pro. Selezionare una linea di base costante con Y uguale a zero.

Selezionare il picco di diffrazione principale della regione SAXS. Fare clic sul controllo di adattamento per selezionare i parametri di adattamento del picco. Scegli la funzione Gauss Amp.

Impostare i parametri Y zero XC1 e A1 come fissi e adattare i dati. Ottenere l'intera larghezza a metà massimo dalla vestibilità. Infine, usa l'equazione più sicura per calcolare lo spessore cristallino.

Le configurazioni di tune fork e chair di una molecola di triacilglicerolo, della sottocella, della lamella e della piastrina cristallina sono mostrate qui. L'immagine rappresentativa mostra i modelli di spaziatura breve e lunga della forma alfa delle regioni Tripalmitina e WAXS e SAXS. Lo stesso per il modulo beta è mostrato in questa immagine.

Il principio farmaceutico attivo o i cristalli API codificati con glicerolo monostearato vengono misurati tramite DSC e raggi X direttamente dopo il rivestimento e dopo tre mesi di conservazione in condizioni accelerate. I dati DSC dei campioni dopo tre mesi di conservazione sotto accelerato mostrano un endoterma all'inizio T uguale a 55,7 gradi Celsius con due eventi sovrapposti a 60,2 gradi Celsius per la fusione della forma alfa rimanente e a TM uguale a 63,8 gradi Celsius come evento principale per la fusione della forma beta. La transizione polimorfica è confermata con i dati radiografici rilevando le brevi spaziature D tipiche della forma beta combinate con la riduzione dello spessore della lamella dovuta all'inclinazione molecolare.

È stata inoltre osservata una significativa alterazione dei profili di rilascio che può essere spiegata dall'evidente trasformazione polimorfica della forma alfa in forma beta con una disposizione sub cellulare più densa con conseguente superficie idrorepellente. I dati DSC, i dati a raggi X e un profilo di rilascio API di cristalli API codificati con PG13C16C18 parziale direttamente dopo la codifica e dopo tre mesi di archiviazione in condizioni accelerate sono mostrati qui. L'analisi DSC dei campioni conservati ha rivelato termogrammi invariati, che non presentano polimorfismo e separazione di fase.

Lo stato solido stabile di PG3C16C18 parziale è stato confermato dai modelli di raggi X. La regione WAXS mostra un picco corrispondente a una breve spaziatura di D uguale a 4,15 angstrom e T0 nei campioni memorizzati associati alla forma alfa. La regione SAXS ha rivelato un picco principale inalterato ad una lunga spaziatura D di D uguale a 63,7 angstrom corrispondente a una struttura lamellare con due configurazioni L.

Lo stato solido stabile della matrice lipidica determina il profilo di rilascio stabile dell'API dalla codifica. Per fornire dati a raggi X di alta qualità, è importante evitare l'intrappolamento tra le particelle durante il riempimento dei capillari. Anche per selezionare un tempo di esposizione basato sul tipo di campione e sull'attrezzatura disponibile.

Durante lo sviluppo di nuovi prodotti farmaceutici, lo screening dello stato solido dei lipidi e la loro interazione con l'API viene utilizzato per selezionare il processo di produzione adatto e prevedere la stabilità del prodotto.