Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Пакет установленных аналитических инструментов для исследования твердотельного изменения эксципиентов на основе липидов

Published: August 9, 2022 doi: 10.3791/63993
Automatic Translation
1,2, 1, 1
1Research Center Pharmaceutical Engineering, GmbH, 2Institute of Pharmaceutical Sciences, Department of Pharmaceutical Technology and Biopharmacy, University of Graz

Summary

В данной публикации показано применение рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии в качестве золотых стандартов для исследования твердого состояния эксципиентов на основе липидов (LBE). Понимание твердотельного изменения в LBE и его влияния на производительность фармацевтических продуктов является ключевым фактором для производства надежных лекарственных форм на основе липидов.

Abstract

Эксципиенты на основе липидов (LBE) являются низкотоксичными, биосовместимыми и натуральными, и их применение поддерживает устойчивость фармацевтического производства. Однако основной проблемой является их нестабильное твердотельное состояние, влияющее на стабильность фармацевтического продукта. Критические физические свойства липидов для их обработки, такие как температура расплава и вязкость, реология и т. Д., Связаны с их молекулярной структурой и кристалличностью. Добавки, а также термические и механические нагрузки, участвующие в производственном процессе, влияют на твердое состояние липидов и, следовательно, на производительность их фармацевтических продуктов. Поэтому понимание изменения в твердом теле имеет решающее значение. В данной работе комбинация порошковой рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) введена в качестве золотого стандарта характеристики твердого состояния липидов. Рентгеновская дифракция является наиболее эффективным методом скрининга полиморфизма и роста кристаллов. Полиморфное расположение и длина ламели характеризуются в широко- и малоугловых областях рентгеновской дифракции соответственно. Область малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS) может быть дополнительно использована для исследования роста кристаллов. Может быть указан фазовый переход и разделение. DSC используется для скрининга теплового поведения липидов, оценки смешиваемости добавок и/или активных фармацевтических ингредиентов (API) в липидной матрице и предоставления фазовых диаграмм. Представлены четыре тематических исследования, в которых LBE используются либо в качестве материала покрытия, либо в качестве инкапсуляционной матрицы для обеспечения многочастичных систем с липидным покрытием и липидных наносуспензий, соответственно. Липидное твердое состояние и его потенциальное изменение во время хранения исследуются и коррелируют с изменениями в выпуске API. Качественные микроскопические методы, такие как поляризованная световая микроскопия и сканирующая электронная микроскопия, являются взаимодополняющими инструментами для исследования кристаллизации на микроуровне. Дальнейшие аналитические методы должны быть добавлены на основе выбранного производственного процесса. Взаимосвязь структура-функция-технологичность должна быть тщательно понята для разработки надежных и стабильных фармацевтических продуктов на основе липидов.

Introduction

Липиды представляют собой класс материалов, которые содержат длинноцепочечные алифатические углеводороды и их производные. Они охватывают широкий спектр химических структур, включая жирные кислоты, ацилглицерины, стерины и сложные эфиры стеринов, воски, фосфолипиды и сфинголипиды1. Использование липидов в качестве фармацевтических вспомогательных веществ началось в 1960 году для встраивания лекарств в восковую матрицу для обеспечения составов с замедленным высвобождением2. С тех пор эксципиенты на основе липидов (LBE) привлекли широкое внимание для различных применений, таких как модифицированное высвобождение лекарств, маскировка вкуса, инкапсуляция лекарств и повышенная биодоступность лекарств. LBE могут применяться в широком спектре фармацевтических лекарственных форм с помощью универсальных производственных процессов, а именно, термоплавкого покрытия, распылительной сушки, экструзии твердых липидов, 3D-печати, таблетирования и гомогенизации под высоким давлением, среди прочих. Лекарственные формы, такие как таблетки, перорально распадающиеся пленки, системы с несколькими частицами, нано- и микрочастицы, гранулы и 3D-печатные формы, являются результатом 2,3,4.

LBE обладают статусом «Общепризнанный как безопасный», низкой токсичностью, хорошей биосовместимостью и улучшенной переносимостью пациентов. Их естественное происхождение и широкая доступность позволяют им расширять возможности зеленого и устойчивого фармацевтического производства. Тем не менее, использование LBE было связано с нестабильными лекарственными формами. Широко сообщалось об изменениях в свойствах продуктов на основе липидов после хранения. Твердое состояние LBE и существование липидного полиморфизма считаются основными причинами нестабильности липидных лекарственных форм 5,6,7,8.

Механические и физические свойства липидов тесно связаны с их кристаллизационными свойствами и структурой их кристаллической сети, которая показывает отчетливые иерархии структурной организации. Когда липиды используются в производстве фармацевтических продуктов, кристаллическая структура зависит от применяемых параметров процесса, таких как температура, органические растворители, сдвиг и механические силы, что, в свою очередь, влияет на производительность фармацевтического продукта 5,7,9,10,11,12 . Чтобы понять эту структурно-функциональную взаимосвязь, важно знать основы кристаллизации липидов и кристаллической структуры и аналитические методы их скрининга.

На молекулярном уровне наименьшая единица липидного кристалла называется «единичной клеткой». Регулярное трехмерное повторение единичных ячеек строит кристаллические решетки с более сильными молекулярными взаимодействиями наряду с их боковыми направлениями, чем продольные, объясняя послойное построение липидных кристаллов. Повторная поперечная упаковка углеводородных цепей известна как подячейка 1,12,13 (рисунок 1). Ламели представляют собой боковую упаковку липидных молекул. В кристаллической упаковке интерфейсы между различными ламелями выполнены из метильных концевых групп, тогда как полярные глицериновые группы размещены во внутренних частях ламели14. Чтобы дифференцировать каждую цепь жирных кислот в ламели, используется термин листочек, который представляет собой подслой, состоящий из одиночных цепей жирных кислот. Ацилглицеролы могут быть расположены в двойных (2 л) или тройных (3 л) цепочках листовок длиной14. Поверхностная энергия ламелей заставляет их эпитаксиально складываться друг к другу, чтобы обеспечить нанокристаллиты. Различные факторы обработки, такие как температура и скорость охлаждения, влияют на количество укладываемых ламелей и, следовательно, на толщину кристаллита (~ 10-100 нм). Агрегация кристаллитов приводит к образованию сферулитов в микромасштабе, а агрегация сферулитов обеспечивает кристаллическую сеть LBE с определенным макроскопическим поведением13.

Твердотельные переходы начинаются на молекулярном уровне. Геометрический переход от одной подклеточки к другой называется полиморфизмом. Три основных полиморфа α-, β'- и β-формы обычно обнаруживаются в ацилглицеринах, упорядоченных в соответствии с повышенной стабильностью. Наклон ламели относительно концевых групп происходит при полиморфных переходах 1,13. Хранение и полиморфные переходы, опосредованные расплавом, испытываются LBE. Переходы при хранении происходят, когда метастабильная форма хранится ниже температуры плавления, тогда как опосредованные расплавом переходы происходят, когда температура поднимается выше температуры плавления метастабильной формы, провоцируя плавление и последовательную кристаллизацию более стабильной формы.

Кроме того, также может происходить разделение фаз и рост кристаллов. Разделение фаз обусловлено начальной многофазной кристаллизацией и ростом одной фазы или более. Взаимодействия частицы-частицы, включая спекание, молекулярные взаимодействия, микроструктурные особенности и чужеродные компоненты, также могут вызывать рост кристаллов 1,5.

Значительное значение имеет мониторинг твердотельных переходов LBE и их влияния на производительность лекарственных форм. Среди прочего, дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и рентгеновская дифракция, в частности, одновременное малое и широкоугольное рентгеновское рассеяние (SWAXS), являются двумя золотыми стандартами для оценки липидного твердого состояния.

DSC обычно используется для измерения изменений энтальпии интересующего материала, связанных с тепловым потоком, в зависимости от времени и температуры. Метод широко используется для скрининга теплового поведения липидов, таких как возможные пути плавления и кристаллизации, соответствующие температуры и энтальпии различных полиморфных форм, а также второстепенные и основные фракции липидных композиций. Эти данные могут быть использованы для изображения гетерогенности, множественных фаз и полиморфизма липидов 5,7,13.

Методы дифракции рентгеновских лучей являются наиболее мощными методами определения структуры в твердом состоянии. Обладая упорядоченной наноструктурой с повторяющимися ламелями, отражение рентгеновского пучка от липидных кристаллов можно исследовать, используя закон Брэгга:

d = λ/2sinθ (уравнение 1)

где λ — длина волны рентгеновского излучения 1,542 Å, θ — угол дифракции рассеянного пучка, а d — межпланарное расстояние между повторяющимися слоями, определяемое как длина ламели в липидах. Малоугловая область рентгеновского снимка может быть идеально использована для обнаружения длинного интервала и расчета длины ламели (d). Чем больше повторяющееся расстояние d, тем меньше угол рассеяния (1-15°, область малого угла), так как d обратно пропорционален sin θ. Субклеточное расположение липидов можно охарактеризовать как короткораспространенную картину в широкоугольной области рентгеновской дифракции. Как длинные, так и короткие интервалы липидов (длина ламелей и расположение субклеток) могут быть использованы для указания на монотропное полиморфное превращение. Например, форма α (шестиугольная) может быть изменена на β (триклинную) из-за изменения угла наклона цепей, с изменением длины ламели (рисунок длинного расстояния, в области малого угла, 1-15°) и в режиме поперечного сечения упаковки (рисунок короткого расстояния, в широкоугольной области, 16-25°) (рисунок 2).

Информация, полученная из области SAXS, может быть дополнительно использована для исследования роста кристалла путем измерения его толщины (D) с помощью уравнения Шеррера15:

D = Kλ/FWHMcosθ (уравнение 2)

Где FWHM - ширина в радианах дифракционного максимума, измеренного на половинной высоте между фоном и пиком, обычно известная как полная ширина при половинном максимуме (FWHM); θ — угол дифракции; λ — длина волны рентгеновского излучения (1,542 Å), а K (постоянная Шеррера) — безразмерное число, предоставляющее информацию о форме кристалла (в случае отсутствия подробной информации о форме K = 0,9 — хорошее приближение). Обратите внимание, что уравнение Шеррера может быть использовано для оценки средних размеров кристаллов до 100 нм, поскольку пиковое расширение обратно пропорционально размеру кристаллита. Поэтому его применение полезно для определения толщины нанопластинок и, косвенно, количества агрегированных ламелей. Примеры использования этого хорошо известного подхода для скрининга кристаллических свойств липидов при разработке фармацевтической рецептуры и соответствующей нестабильности в характеристиках продукта можно найти в 5,12,16,17,18.

Мониторинг твердого состояния LBE на каждом этапе разработки с помощью хорошо зарекомендовавших себя аналитических методов обеспечивает эффективную стратегию для разработки высокопроизводительных производственных процессов и стабильных фармацевтических продуктов на основе липидов.

В данной публикации представлено критическое применение комплексного твердотельного анализа LBE для мониторинга изменений в твердотельном состоянии и его корреляции с изменением профиля высвобождения активного фармацевтического ингредиента (АФИ) из лекарственной лекарственной формы. В качестве тематических исследований берутся многочастичные системы, основанные на кристаллах API с липидным покрытием через термоплавкое покрытие, и нанолипидные суспензии, полученные путем гомогенизации под высоким давлением. Основное внимание в данной публикации уделяется применению порошковой рентгеновской дифракции и ДСК в качестве аналитических инструментов. Первые два примера показывают влияние полиморфной трансформации и роста кристаллов, соответственно, на изменение высвобождения API из образцов с покрытием. Последний пример показывает корреляцию между стабильным твердым состоянием липидов и стабильными характеристиками фармацевтического продукта в многочастичных системах с липидным покрытием и в нанолипидных суспензиях.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)

  1. Подготовка приборов
    1. Используйте дифференциальный сканирующий калориметр, оснащенный интракулером, автосэмплером и программным обеспечением для управления приборами и анализа данных.
    2. Включите подачу газообразного азота и установите давление в диапазоне 0,2–0,5 бар и включите прибор DSC и устройство автоматической смены проб.
    3. Откройте программное обеспечение и активируйте режим ожидания, нажав на кнопку Да . Разрешить уравновешивание устройства в течение не менее одного часа
    4. Очистите печь азотом, нажмите на значок «Новый метод» и перейдите в раздел «Определение метода». Активируйте опцию Температурная модуляция в окне обзора.  Перейдите на вкладку заголовка и выберите метод, нажав на «образец».
    5. Перейдите на вкладку Температурная программа, выберите Purge 2 MFC и на Protective MFC, оба со скоростью 50 мл/мин.
    6. Вставить следующий метод измерения: режим ожидания при 20 °C, цикл нагрева при 5 K/мин от 20 °C до температуры выше температуры плавления липидов, изотермическое удержание при этой температуре в течение 5 мин, цикл охлаждения до 0 °C при 5 K/мин до -20 °C, окончательная температура аварийного сброса при температуре на 10 градусов °C выше самой высокой температуры программы, и конечная температура в режиме ожидания при 20 °C.
    7. Перейдите на вкладку калибровки и выберите соответствующий файл температуры и чувствительности. Сохраните метод
  2. Пробоподготовка и измерение
    1. Взвесьте 3–4 мг каждого образца в алюминиевые тигли. Запишите точный вес, загруженный в каждый тигель, и запечатайте алюминиевый тигель пробитой крышкой.
    2. Поместите тигли в лоток автосэмплера и активируйте режим автосэмплера в программном обеспечении и загрузите связанный метод для каждого образца.
    3. Заполните положение образца, имя образца и вес каждого образца, а также положение эталонного тигля в окне Представление лотка для образцов и начните измерения.
  3. Анализ данных
    1. Откройте необработанные данные с помощью программного обеспечения для анализа данных и постройте график температуры против теплового потока, нажав на кнопку «X-time / X-temperature»
    2. В появившемся окне нажмите «Скрыть изотермические сегменты». В левой части экрана выберите только те кривые, которые необходимо проанализировать (например, отключите «Дополнительные» данные).
    3. Проверьте тепловое поведение липидов как эндотермических и экзотермических событий поглощенной или высвобожденной энергии в виде тепла, соответственно, в зависимости от температуры.
    4. Нажмите на кривую, за которой следуют Оценка и Площадь, чтобы рассчитать энтальпию слияния как площадь под кривой эндотерм.
    5. Выберите границы интеграции, переместив вертикальные линии на 2-3 градуса Цельсия до и после начала и конечной точки пика.
    6. Выберите линейную базовую линию для пиковой интеграции. Площадь между кривой и базовой линией пропорциональна изменению энтальпии. Нажмите кнопку Применить, чтобы завершить расчет. Аналогично вычислить энтальпию кристаллизации как площадь под кривой экзотерм
    7. Определите начало температуры плавления (To), щелкнув по анализируемой кривой, а затем по оценке и началу.
    8. Выберите границы количественного определения, переместив вертикальные линии на самый прямой участок кривой. Обычно это около 5-10 ° C до и после пика. Затем определите температуру плавления, щелкнув по анализируемой кривой, за которой следуют Оценка и Пик. Полученное значение является пиковым максимумом.

2. Мало- и широкоугольное рентгеновское рассеяние (SWAXS)

  1. Подготовка приборов
    1. Используйте систему рассеяния рентгеновских лучей, состоящую из точечной фокусирующей камеры, закрепленной на рентгеновском генераторе с герметичной трубкой и оснащенной блоком управления и соответствующим программным обеспечением.
    2. Используйте медь (λ = 1,54 Å) при 50 кВ и 1 мА в качестве источника рентгеновского излучения и два чувствительных детектора с линейным позиционированием для покрытия как малоугловых, так и широкоугольных областей рассеяния рентгеновских лучей.
    3. Обеспечить требования безопасности для защиты от рентгеновского облучения.
    4. Включите систему охлаждающей воды на блоке управления, вакуумном насосе, газовых клапанах и системе управления питанием и безопасностью.
    5. Включите клапаны регулирования напряжения и продувки для детекторов при расходе газа от 10 до 20 мл/мин.
    6. Включите рентгеновскую трубку и опцию ожидания и подождите примерно 10 минут. Выключите режим ожидания и включите рентгеновскую трубку на полную мощность (>50 кВ) и подождите не менее 30 минут.
    7. Запустите управляющее программное обеспечение и нажмите на RESET TPF. Выберите фильтр Tugsten и установите положение. Перейдите в положение, чтобы зафиксировать положение вольфрамового фильтра
  2. Пробоподготовка и измерение
    1. Убедитесь, что образцы доступны в виде мелкодисперсного порошка. При необходимости аккуратно измельчите образцы при низких температурах, чтобы получить мелкий порошок.
    2. Заполните образцы в специальные стеклянные капилляры с внешним диаметром примерно 2 мм, избегая попадания воздуха в капилляры. Запечатайте стеклянный капилляр воском и аккуратно поместите его в капиллярный держатель.
    3. Включите двигатель для вращения образца и закройте вакуумный клапан до тех пор, пока давление не станет ниже 5 мбар.
    4. В программном обеспечении зафиксируйте настройку измерений, выбрав разрешение положения 1024. Зафиксируйте время экспозиции до 1200 с.
    5. Настройте ограничения энергопотребления, щелкнув нажмите Инструменты, затем нажмите на энергию и разрешение и нажмите на перезагрузку. Установите пределы энергии в подходящий диапазон между 400-900.
    6. Откройте защитный затвор и начните измерения. Убедитесь, что в окне измерения отображается максимум 80 счетчиков в секунду. Если это не указано, измените положение фильтра.
  3. Анализ данных
    1. Экспортируйте данные в виде файлов p00. Данные состоят из интенсивности передачи и поглощения по отношению к номеру канала и углу дифракции.
    2. Передача данных для оценки статистическому программному обеспечению и корректировка данных путем нормализации интенсивностей с использованием массы рассеяния, измеренной с помощью вольфрамового фильтра.
    3. Создайте график нормализованной интенсивности по сравнению с двукратным углом дифракции [(2Θ) 2xtheta].
    4. Используйте функцию «чтения с экрана» для поиска пиков дифракции в регионах SAXS и WAXS.
    5. Примените уравнение Брэгга для вычисления дифракционных пиков с максимальной интенсивностью в короткие и длинные d-интервалы для областей WAXS и SAXS соответственно.
    6. Рассчитайте соотношения пикового положения области SAXS, чтобы выяснить кристаллическую симметрию липидов (например, пластинчатых, шестиугольных, кубических).
    7. Используйте основной дифракционный пик области SAXS для количественной оценки толщины кристаллита (D). Поместите пик в функцию Гаусса через классические наименьшие квадраты и получите FWHM, щелкнув Анализ, Пики и базовые линии, Анализатор пиков, Открыть диалоговое окно.
    8. В появившемся окне выберите опцию «Fit Peaks Pro». Выберите постоянную базовую линию с y = 0, выберите основной пик дифракции области SAXS и нажмите «Fit control», чтобы выбрать параметры пиковой подгонки.
    9. Выберите функцию GaussAmp. Установите параметры y_0, xc_1 и A_1 как фиксированные и получите FWHM из подгонки. Используйте уравнение Шеррера для вычисления толщины кристаллита.

3. Испытания на растворение

  1. Высвобождение API из многочастичных систем с покрытием
    1. Используйте аппарат USP 2 (весло) для исследований растворения.
    2. Наполните испытательные сосуды для растворения фосфатным буфером pH 6,8 и нагрейте до 37 °C.
    3. Взвесьте три количества образцов покрытых частиц, эквивалентных одной дозе АФИ, и поместите образцы в испытательные сосуды для растворения.
    4. Запустите весло со скоростью 100 об/мин.
    5. Установите автоматический пробоотборник для взятия проб по 1 мл в следующих точках отбора проб: 30 мин, 60 мин, 90 мин, 2 ч, 4 ч, 6 ч, 8 ч, 10 ч, 12 ч, 18 ч и 24 ч.
    6. Анализ образцов с помощью подходящего метода ВЭЖХ 5,7,17.
    7. Анализируйте данные, отображая совокупный выпуск API в сопоставлении со временем.
    8. Проводят эксперименты для хранимых образцов при длительной (25 °C, 60% относительной влажности) и ускоренной (40 °C и 70% относительной влажности).
  2. Высвобождение API из твердых липидно-наночастиц (SLN)
    1. Получают смоделированную легочную жидкость (SLF), смешивая 0,02% (мас./мас.) дипальмитоилфосфатидилхолина в фосфатном буферном солевом растворе Dulbecco (D-PBS) со следующим составом: KCl (2,683 мМ), KH2PO4 (1,47 мМ), NaCl (136,893 мМ), Na2HPO4· 2H2O (8.058 мМ), CaCl2· 2H2O (0,884 мМ) и MgCl2· 6Ч2О (0,492 мМ). Предварительно нагрейте его при 37 °C.
    2. Используйте диализные кассеты с целлюлозным мембранным мешком контролируемой отсечки 7000 Да в трех экземплярах для каждого образца.
    3. Назначают по одной диализной кассете на каждое время отбора проб: 0,5 ч, 1,5 ч, 3 ч, 5 ч, 7 ч и 24 ч. Увлажняйте диализные кассеты в течение 2 мин, погружая их в SLF. Затем тщательно высушите их поверхность мягкими бумажными полотенцами.
    4. Вводят в каждую кассету 3 мл образца (липидно-наносуспензия), эквивалентного 600 мкг дексаметазона.
    5. Погрузите каждую кассету в 200 мл SLF при 37 °C (условия мойки) и перемешивайте систему при 125 об/мин.
    6. Возьмите образцы 200 мг из кассеты с помощью шприца в каждое определенное время отбора проб.
    7. Определите содержимое API с помощью разработанного метода18 ВЭЖХ-МС.
    8. Рассчитайте API, высвобождаемый из SLN, по балансу массы, согласно18, кратко как разницу между общим количеством API в SLN и оставшимся количеством API после выборки.
    9. Повторите этот процесс для сохраненных образцов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Корреляция между полиморфным переходом липидов и высвобождением API в кристаллах API с липидным покрытием:
Кристаллы API, покрытые моностеаратом глицерина, измеряют с помощью ДСК и рентгена непосредственно после нанесения покрытия и через 3 месяца хранения в ускоренных условиях (40 °C, относительная влажность 75%)7. Глицерилмоностеарат представляет собой многофазную систему, содержащую 40%-55% моноглицеридов, 30%-45% диглицеридов и 5%-15% глицеридов, в основном тристеарин19. Полиморфные формы суб-α, α, β-простых и β сообщаются для моностеарина20. Тристеарин и 1, 2-дистеарин показывают α, β-простые и β полиморфные формы14.

Данные DSC образцов T0 и образцов, хранящихся в ускоренных условиях, показаны на рисунке 3A. Цикл нагрева на образце T0 показал широкое эндотермальное событие до 10 °C, которое можно коррелировать с обратимым переходом суб-α/α, описанным для 1-моностеарина и 1-монопальмитина21. Два эндотермических события при To = 54,0 °C и 46,7 коррелируют с β формой и сосуществующей фазой более низкой температуры плавления. Сосуществующую фазу можно увидеть в рентгеновских данных как короткий d-интервал 4,16 Å, соответствующий полиморфной α-форме, организованный в пластинчатую фазу 57,3 Å и соответствующий различным компонентам смеси. Ламеллярное расположение липидного покрытия образца Т0 приведено за счет имеющегося гармонического пика при 18,7 Å, соответствующего отражению третьего порядка в дифрактограмме SAXS7 (рис. 3В).

Данные DSC образцов после 3 месяцев хранения в ускоренных условиях показывают эндотерму при To = 55,7 °C, с двумя перекрывающимися событиями при Tm = 60,2 °C для оставшейся α формы и при Tm = 63,8 °C в качестве основного события для плавления β формы. Полиморфный переход подтверждается рентгеновскими данными путем обнаружения коротких d-интервалов 4,66 Å, 4,58 Å, 4,37 Å, 3,92 Å и 3,83 Å, характерных для β формы, в сочетании с уменьшением толщины ламели с 57,3 Å до 50,4 Å из-за молекулярного наклона7.

Сравнение профиля высвобождения АФИ из покрытия при Т0 и после 3 месяцев хранения в ускоренных условиях (рис. 3С) показывают значительное изменение профилей высвобождения, которое можно объяснить очевидным полиморфным превращением α-формы в β-форму с более плотным расположением подячейки, в результате чего образуется водоотталкивающая поверхность 7,21.

Корреляция между ростом кристаллов липидного покрытия, потенциальным разделением фаз и изменением высвобождения в кристаллах API с липидным покрытием: кристаллы API покрыты смесью трипальмитина и полисорбата 65 в соотношении 90:10 % мас./мас. Трипалмитин представляет собой триглицерид с чистотой 99%5. Триглицериды обычно показывают α, β-простые и β полиморфные формы, упорядоченные повышенной плотностью кристаллической упаковки и повышенной стабильностью.

Полисорбат 65 представляет собой эмульгатор со значением гидрофильно-липофильного баланса (HLB) 10,5 и температурой плавления 32 °C. Триглицериды обычно кристаллизуются в своем α-полиморфном из расплава. Некоторые добавки индуцируют превращение α в β TAGs, в том числе полисорбат 65. Более того, полисорбат 65 действует как примесь в системе, вызывая гетерогенную кристаллизацию трипальмитина при меньших движущих силах и запуская рост кристаллов.

Данные DSC и рентгеновского излучения образцов T0 и образцов, хранящихся в ускоренных условиях, показаны на рисунке 4A,B. Нагревательный цикл измерений DSC на образце T0 показывает резкое эндотермическое событие с пиком при 64,8 °C, соответствующее полимофической β форме трипалмитина5. Это также обнаруживается в области WAXS, показывая короткий интервал в 4,6 Å, характерный для подячейки β формы (рисунок 4A, B). Данные ясно показывают индуцированную полиморфную β-форму трипалмитина в присутствии полисорбата 65 в образцах Т0 и, конечно же, в хранимых образцах. Соответствующая пластинчатая толщина вычисляется по уравнению Брэгга как d = 2π/q001 = 42 Å5.

Толщина кристалла (D) образцов T0 и сохраненных образцов может быть измерена с использованием уравнения Шеррера, описанного выше. Расчеты показывают толщину кристалла 24 нм в образцах T0 и увеличенную толщину на 37 нм в хранимых образцах, что соответствует 5,7 и 8,8 ламелям соответственно.

Сравнение профиля высвобождения API из покрытия при Т0 и через 3 месяца хранения в ускоренных условиях вновь показывает значительное изменение профилей высвобождения после хранения (рисунок 4С).

В связи с тем, что смесь трипальмитина и полисорбата 65 представляет собой двухфазную систему, кристаллический рост трипальмитина запускается существованием полисорбатной фазы, особенно в ускоренном состоянии (40 °C, относительная влажность 75%), где полисорбат 65 находится в жидкой расплавленной форме. Фазовый переход и рост полисорбатной фазы в ускоренном состоянии, скорее всего, обусловлены движением жидкого материала из-за капиллярности и сил гравитации 5,22. Следствием этого является изменение высвобождения API из покрытия5.

Корреляция между стабильным твердым состоянием липидов и стабильными характеристиками фармацевтических продуктов на основе липидов: оцениваются два различных фармацевтических продукта на основе липидов: (a) твердая лекарственная форма, состоящая из кристаллов API, покрытых эксципиентами на основе липидов17 и (b) жидкая лекарственная форма, состоящая из взвешенных твердолипидных наночастиц, загруженных API18 . LBE, используемые для обоих продуктов, представляют собой полиглицериновые эфиры жирных кислот (PFFA), группу липидных молекул, состоящих из олигомерных гидроксиэфиров глицерина, полностью или частично этерифицированных жирными кислотами. ПГФА характеризуются монофазной кристаллизацией в α формы, отсутствием полиморфных переходов и общей стабильностью их молекулярной, нано- и микроструктуры23.

В первом продукте кристаллы API были покрыты PG3-C16/C18p, PGFA, состоящим из 3 единиц глицерина, частично этерифицированных пальмитиновой и стеариновой кислотой. Данные DSC и рентгеновских лучей образцов T0 и 3-месячного хранения в ускоренных условиях показаны на рисунке 5. Анализ DSC (рисунок 5A) показывает один пик плавления в первом цикле нагрева, соответствующий существованию только одной полиморфной формы PG3-C16/C18p с To = 54,2 °C. Цикл охлаждения выявляет монофазную кристаллизацию липида через существование одного единственного пика с Tc = 45,4°C. Сохраненные образцы также показывают неизмененные термограммы, которые не показывают полиморфизма и разделения фаз. Стабильное твердое состояние PG3-C16/C18p подтверждается паттернами SWAXS (рисунок 5B). Область WAXS показывает пик, соответствующий короткому интервалу d = 4,15 Å в T0 и сохраненным образцам17. Такой короткий d-интервал связан с α-формой TAGs 1,13. Неизмененный сигнал WAXS после хранения подтверждает отсутствие полиморфизма PG3-C16/C18p. Область SAXS выявляет основной пик при длинном d-интервале d = 63,7 Å, соответствующем пластинчатой структуре с 2L-конфигурацией. Размер кристаллита (D) образцов T0, полученных с помощью анализа Шеррера, составляет 23 нм, что соответствует четырем сложенным ламелям. После хранения не показано никаких изменений толщины ламелей (63,5 Å) или роста кристаллов (четыре пластинки). Сравнение профиля выпуска Т0-образцов и после хранения (рисунок 5С) показывает выдающуюся стабильность разработанного продукта. Стабильное твердое состояние липидной матрицы, обеспечиваемое PG3-C16/C18p, обеспечивает стабильную производительность профиля высвобождения продукта17.

Для второго продукта API-нагруженные твердые липидно-наночастицы (SLN) в виде водной наносуспензии получали с использованием PG2-C18f в качестве липидной матрицы и poloxamer 188 в качестве эмульгатора18. PG2-C18f представляет собой молекулу PGFA, состоящую из 2 единиц глицерина, полностью этерифицированных стеариновой кислотой. Полоксамер 188 представляет собой неионный блок-полимер с высоким HLB 29. Химическая структура состоит из полиоксипропиленовой и полиоксиэтиленовой частей. API инкапсулируется в липидную матрицу. В этом продукте на твердое состояние липида могут влиять не только условия обработки, но и взаимодействия вода-наночастицы и взаимодействия эмульгатор-липид. DSC и рентгеновские данные наносуспензий при Т0 и после 3 месяцев хранения в ускоренных условиях показаны на рисунке 6. Анализ DSC показывает эндотермическое событие при To = 55,3 °C, за которым следует широкая эндотерма, расширенная до 100 °C. Первое событие, связанное с таянием SLN PG2-C18f и широкой эндотермы, связано с испарением воды. Поскольку полоксамер 188 растворен в водной фазе, в первом цикле не изображен эндотерм. Стабильное тепловое поведение отображается в анализе DSC сохраненных образцов, которые не показывают никаких изменений. Хотя полиморфизм липидов обычно ускоряется в наноразмерных системах, анализ SWAXS подтверждает стабильное поведение липидной матрицы. Измеренное короткое d-расстояние 4,15 Å для PG2-C18f после его кристаллизации в свежеизготовленном SLN и после 6 месяцев хранения образцов в ускоренном состоянии (6 м/AC) указывает на наличие стабильнойα-формы. Толщина ламели PG2-C18f в SLN при T0 (56,5 Å) и после хранения (56,3 Å) не показывает никаких изменений. О пластинчатой структуре липида свидетельствует гармонический сигнал при 18,7 Å. Размер кристаллита (D) PG2-C18f по анализу Шеррера составляет 10,8 нм (две пластинки), не показывая роста кристаллов после хранения наносуспензий (11,7 нм, две пластинки)18. Использование SLN в фармацевтической промышленности было затруднено из-за хорошо известных проблем стабильности после хранения, таких как агломерация и гелеобразование частиц, потеря инкапсуляции (изгнание API) и нестабильный профиль высвобождения. Вместо этого применение стабильной липидной матрицы PG2-C18f, как показано в настоящем документе, приводит к производительности продукта, представленной на фиг.7. Агломерация частиц, профиль стабильного высвобождения и стабильная эффективность инкапсуляции не показаны. Общая нестабильность SLN была объяснена липидным полиморфизмом и другими твердотельными переходами24. Полиморфные липиды претерпевают переходы при хранении от менее плотных кристаллических форм (α форма) к более плотным (β-прайм и β). Этот полиморфный переход может влиять на площадь поверхности производимых наночастиц, особенно, если площадь поверхности недостаточно стабилизирована эмульгатором. Следствием могут быть инстабилиты, такие как агломерация или гелеобразование. Кроме того, изменение плотности кристаллов от α к β приводит к потере достаточного пространства для API в липидной матрице, что приводит к изгнанию API, изменениям в эффективности инкапсуляции и профиле высвобождения. Учитывая небольшой размер SLN (в этом исследовании x50 = 234,3 нм), влияние роста кристаллов на производительность продукта также становится критическим. Использование липидной матрицы со стабильным твердотельным состоянием привело к стабильным характеристикам продукта18.

Figure 1
Рисунок 1: Конфигурация вилки и стула молекулы TAG, подячейки, ламели и кристаллического тромбоцита. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2: Короткие интервалы (левая рука) и длинные интервалы (правая рука) трипальмитина в широкоугольных и малоугловых областях рентгеновских дифрактограмм соответственно. (А) альфа-форма и (В) бета-форма. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3: Кристаллы API, покрытые моностеаратом глицерина: твердотельный анализ липидов в качестве материала покрытия и профиля высвобождения API свежеприготовленных образцов (T0) и после 3-месячного хранения в ускоренных условиях (AC). (A) DSC, (B) SWAXS и (C) профиль высвобождения. Эта цифра была изменена с7. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 4
Рисунок 4: Кристаллы API, покрытые трипальмитином и полисорбатом 65 (90:10 % мас./мас.): Твердотельный анализ материала покрытия и высвобождение API свежеприготовленных образцов (T0) и после 3-месячного хранения в ускоренных условиях (AC). (A) DSC, (B) SWAXS, (C) Профиль выпуска API. Эта цифра была изменена с5. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 5
Рисунок 5: Кристаллы API, покрытые PG3-C16/C18p: Твердотельный анализ PG3-C16/C18p в качестве материала покрытия и профиля высвобождения API свежеподготовленных образцов (T0) и после 3-месячного хранения в ускоренных условиях (AC). (A) DSC, (B) SWAXS, (C) ПРОФИЛЬ ВЫПУСКА API. Эта цифра была изменена с17. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 6
Рисунок 6: Твердотельный анализ свежеприготовленных образцов SLN (T0) после 3-месячного хранения в ускоренных условиях (AC) и сырого липидного эксципиента. (A) DSC и (B) SWAXS. Эта цифра была изменена с18. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 7
Рисунок 7: Производительность продукта свежеприготовленных SLN (T0) и после 3 и 6-месячного хранения в ускоренных условиях (3 м/AC, 6 м/AC). (A) Распределение частиц по размерам, (B) профиль высвобождения, (C) эффективность инкапсуляции. Эта цифра была изменена с18. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Порошковая рентгеновская дифракция и DSC были описаны в этой рукописи как золотые стандарты для твердотельного анализа LBE. Порошковая рентгеновская дифракция имеет выдающееся преимущество в обработке измерений in situ, с минимальными твердотельными манипуляциями с образцами во время измерений. Кроме того, заполненные одним и тем же капилляры могут храниться в разных условиях после первоначальных измерений для исследования изменения твердого тела во время хранения. В этой работе мы сосредоточились на широкоугольных и малоугловых областях рентгеновского излучения, что позволило нам получить структурные данные размеров примерно до 100 нм.

Ultra SAXS (USAXS) может использоваться для отслеживания агрегации кристаллических нанопластинок (CNP) и роста кристаллов в больших размерах. Метод был успешно применен, в частности, в системах для анализа размеров CNP в районе приблизительно от 100 до 1000 нм 15,26,27. Характеристика кристаллов липидов в жидких системах требует более высокого разрешения. Для такой характеристики обычно используется синхротронное излучение и обеспечение рентгеновского потока с более высокой интенсивностью28. Синхротронная рентгеновская дифракция и малоугловое рассеяние нейтронов (SANS) являются мощными инструментами для характеристики жидких кристаллов и многослойных самоэмульгирующих систем, таких как липосомы, которые не подпадают под действие настоящей статьи 25,28,29. Жидкостные системы также могут быть охарактеризованы с использованием рентгеновской установки, описанной в протоколе, путем корректировки времени излучения на более длительный период.

Для реализации рентгеновского снимка для скрининга твердого состояния липидов и их составов следует отметить следующие моменты: (i) Как правило, время излучения должно подбираться индивидуально, исходя из характера образцов и настроек оборудования. ii) интенсивность сигналов прямо пропорциональна концентрации материала в смеси. Поэтому важно экранировать, во-первых, физическую смесь многофазного состава. Это позволит избежать неправильной интерпретации данных в аморфных твердых дисперсиях (ASD), если исследовать рекристаллизацию аморфного API в его обработанном составе с ПОМОЩЬЮ LBE. Чтобы обнаружить небольшие фракции кристаллов в таких композициях, важно увеличить масштаб областей, в которых ожидаются сигналы. (iii) Измельчение образцов для получения мелкодисперсного порошка для заполнения капилляров должно выполняться при низкой температуре, чтобы избежать внешнего тепла и напряжения. Это может привести к изменению твердого состояния липида в образце. Плотное заполнение капилляров важно, чтобы избежать попадания воздуха между частицами и обеспечить безукоризненное рассеяние рентгеновского излучения частицами.

DSC является мощным инструментом для скрининга теплового поведения липидов, оценки смешиваемости добавок и / или API в липидной матрице и предоставления фазовых диаграмм. Термодинамическое событие, включая начало и пики плавления и кристаллизации, а также энтальпию каждого события, предоставляет полезную информацию об имеющихся полиморфных формах, возможных полиморфных переходах и различных фазовых переходах. Однако, в отличие от дифракции рентгеновских лучей, приложенное тепло в измерениях DSC может манипулировать твердотельным поведением липидов и вызывать полиморфный и фазовый переход во время измерений. Поэтому настоятельно рекомендуется избегать единственного использования этого метода для липидного твердотельного анализа. Этот метод следует использовать в качестве дополнительного метода к рентгеновской дифракции. Связанный DSC и рентгеновская дифракция широко используются в пищевой промышленности для липидного твердотельного анализа 30,31,32,33,34. Его применение в фармацевтической промышленности скорее ограничивается обнаружением полиморфных изменений в API 35,36,37. Другим недостатком единственного использования ДСК является характеристика многофазных липидных систем, поскольку интенсивность тепловых явлений зависит от концентрации. Кроме того, могут возникать перекрывающиеся тепловые явления. Температурно-модулированный DSC может быть использован для характеристики многофазных систем, что позволяет разделять кинетические события и перекрывающиеся переходы38,39.

Для реализации испытаний DSC, описанных в протоколе, следует отметить следующие моменты: (i) На основе экспериментов при необходимости может быть применен второй цикл нагрева. ii) В связи с постоянным поведением удельной теплоемкости (Cp) липидов во время анализа целесообразно выбрать линейный исходный уровень. iii) Для получения начала плавления (То) следует определить пределы расчета. Минимальный и максимальный пределы должны включать крайнюю точку производной кривой и наиболее линейный диапазон базовой линии. Точка пересечения между флективным касательным и базовой линией определяется как To.

В случае термограмм с хорошо разделенными пиками рекомендуется учитывать энтальпию каждого события, вычисляя площадь под кривой. Данные полезны для объяснения степени полиморфного или фазового перехода в системе в сочетании с данными рентгеновской дифракции.

Эта рукопись посвящена золотым стандартам анализа LBE и их фармацевтических продуктов. Другие аналитические методы могут быть использованы в качестве дополнительных методов. Примерами являются качественные микроскопические методы, такие как поляризованная световая микроскопия и сканирующая электронная микроскопия, для исследования влияния технологического напряжения на скорость кристаллизации и, следовательно, на форму и морфологию кристаллов. Подход к разработке фармацевтических продуктов на основе липидов должен основываться на характеристике физико-химических LBE, определении их критических характеристик, имеющих отношение к выбранным производственным процессам, и прогнозировании их технологичности. Взаимодействие эксципиент-API также должно быть тщательно проверено для каждого отдельного API40. Дальнейшие аналитические методы должны быть добавлены на основе выбранного производственного процесса. Взаимосвязь структура-функция-технологичность должна быть тщательно понята для разработки надежных и стабильных фармацевтических продуктов на основе липидов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы раскрывают любые и все конфликты интересов.

Acknowledgments

Исследовательский центр фармацевтической инженерии (RCPE) финансируется в рамках COMET - Центров компетенций по отличным технологиям BMK, BMDW, Land Steiermark и SFG. Программа COMET управляется FFG.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CaCl2·2H2O Sigma-Aldrich 223506
Cassettes with a cellulose membrane bag with a cut-off of 7000 Da, Thermo Scientific Slide-A-Lyzer 7K Fisher Scientific Inco, USA
Control software of x-ray system HECUS dedicated house equipment
Control unit of x-ray system HECUS dedicated house equipment
Differential scanning calorimeter (DSC) aluminum crucibles and lids Netzsch, Germany
Differential scanning calorimeter DSC 204 F1 Phoenix (NETZSCH, Germany). Netzsch, Germany
Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) Sigma-Aldrich 850355P
Dissolution paddle apparatus II, Erweka DT 828 LH Erweka GmbH, Langen, Germany
Dynasan 116 IOI OLEO Tripalmitin
Geleol Gattefosse Glyceryl monosterarate 
KCl  Sigma-Aldrich 529552
KH2PO4 Sigma-Aldrich P0662
Kolliphor P 188 BASF Chem Trade Poloxamer 188 
MgCl2·6H2O Sigma-Aldrich M2670
Na2HPO4·2H2O Sigma-Aldrich S9763
NaCl Sigma-Aldrich S9888
Netzsch DSC 204F1 Software Version 8.0.1 Netzsch, Germany 6.239.2-64.51.00
Origin Pro (OriginLab, Northampton, MA) (statistical software OriginLab, Northampton, MA
Proteous Analysis Software Netzsch, Germany
Tween 65 Polysorbate 65
Witepsol PMF 1683 IOI OLEO Triglycerol ester of stearatic/palmitic acid (partially esterified)
Witepsol PMF 282 IOI OLEO Diglycerol ester of stearic acid 
X-ray HECUS system composed of a point-focusing camera and two linearly positioned sensitive detectors HECUS dedicated house equipment

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sato, K. Crystallization behaviour of fats and lipids a review. Chemical Engineering Science. 56 (7), 2255-2265 (2001).
  2. Becker, K., Salar-Behzadi, S., Zimmer, A. Solvent-free melting techniques for the preparation of lipid-based solid oral formulations. Pharmaceutical Research. 32 (5), 1519-1545 (2015).
  3. Rosiaux, Y., Jannin, V., Hughes, S., Marchaud, D. Solid lipid excipients - Matrix agents for sustained drug delivery. Journal of Controlled Release. 188, 18-30 (2014).
  4. Siepmann, J., et al. Lipids and polymers in pharmaceutical technology: lifelong companions. International Journal of Pharmaceutics. 558, 128-142 (2019).
  5. Lopes, D., et al. Microphase separation in solid lipid dosage forms as the cause of drug release instability. International Journal of Pharmaceutics. 517 (1-2), 403-412 (2017).
  6. Reitz, C., Kleinebudde, P. Solid lipid extrusion of sustained release dosage forms. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 67 (2), 440-448 (2007).
  7. Salar-Behzadi, S., Corzo, C., Schaden, L., Laggner, P., Zimmer, A. Correlation between the solid state of lipid coating and release profile of API from hot melt coated microcapsules. International Journal of Pharmaceutics. 565, 569-578 (2019).
  8. Windbergs, M., Gueres, S., Strachan, C. J., Kleinebudde, P. Two-step solid lipid extrusion as a process to modify dissolution behavior. AAPS PharmSciTech. 11 (1), 2-8 (2010).
  9. Schertel, S., Salar-Behzadi, S., Zimmer, A. Impact of surface properties of core material on the stability of hot melt-coated multiparticulate systems. Pharmaceutics. 13 (3), 366 (2021).
  10. Tang, D., Marangoni, A. G. Microstructure and fractal analysis of fat crystal networks. Journal of the American Oil Chemists' Society. 83, 377-388 (2006).
  11. Corzo, C., et al. Lipid-microparticles for pulmonary delivery of active pharmaceutical ingredients: Impact of lipid crystallization on spray-drying processability. International Journal of Pharmaceutics. 610, 121259 (2021).
  12. Acevedo, N. C. Characterization of the nanostructure of triacylglycerol crystal networks. Structure-Function Analysis of Edible Fats. Marangoni, A. G. , AOCS Press. Urbana, USA. (2012).
  13. Marangoni, A. G. Structure-function analysis of edible fats. Structure-Function Analysis of Edible Fats. , (2018).
  14. Sato, K. Crystallization of lipids. Fundamentals and Applications in Food, Cosmetics, and Pharmaceuticals. Sato, K. , Wiley. Blackwell, NJ, USA. (2018).
  15. Acevedo, N. C., Marangoni, A. G. Toward nanoscale engineering of triacylglycerol crystal networks. Crystal Growth and Design. 10 (8), 3334-3339 (2010).
  16. Lopes, D. G., et al. Role of lipid blooming and crystallite size in the performance of highly soluble drug-loaded microcapsules. Journal of Pharmaceutical Sciences. 104 (12), 4257-4265 (2015).
  17. Salar-Behzadi, S., et al. Novel approach for overcoming the stability challenges of lipid-based excipients. Part 2: Application of polyglycerol esters of fatty acids as hot melt coating excipients. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 148, 107-117 (2020).
  18. Corzo, C., Meindl, C., Lochmann, D., Reyer, S., Salar-Behzadi, S. Novel approach for overcoming the stability challenges of lipid-based excipients. Part 3: Application of polyglycerol esters of fatty acids for the next generation of solid lipid nanoparticles. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 152, 44-55 (2020).
  19. Tylor, A. K. Glyceryl monostearate. Handbook of Pharmaceutical Excipients. Rowe, R. C., Sheskey, P. J., Quinn, M. E. , Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association. UK, USA. 290-293 (2009).
  20. Lutton, R. S., Jackson, F. L. The polymorphism of 1- monostearin and 1-monopalmitin. Journal of the American Chemical Society. 70 (7), 2445-2449 (1948).
  21. Fang, W., Mayama, H., Tsujii, K. Spontaneous formation of fractal structures on triglyceride surfaces with reference to their super water-repellent properties. The Journal of Physical Chemistry. B. 111 (3), 564-571 (2007).
  22. Maleky, F., Marangoni, A. Nanoscale effects on oil migration through triacylglycerol polycrystalline colloidal networks. Soft Matter. 7, 6012-6024 (2011).
  23. Corzo, C., et al. Novel approach for overcoming the stability challenges of lipid-based excipients. Part 1: Screening of solid-state and physical properties of polyglycerol esters of fatty acids as advanced pharmaceutical excipients. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 148, 134-147 (2020).
  24. Gordillo-Galeano, A., Mora-Huertas, C. E. Solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers: A review emphasizing on particle structure and drug release. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 133, 285-308 (2018).
  25. Fan, Y., Marioli, M., Zhang, K. Analytical characterization of liposomes and other lipid nanoparticles for drug delivery. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 192, 113642 (2021).
  26. Peyronel, F., Pink, D. A., Marangoni, A. G. Triglyceride nanocrystal aggregation into polycrystalline colloidal networks: Ultra-small angle X-ray scattering, models and computer simulation. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 19 (5), 459-470 (2014).
  27. Acevedo, N. C., Marangoni, A. G. Functionalization of non-interesterified mixtures of fully hydrogenated fats using shear processing. Food and Bioprocess Technology. 7 (2), 575-587 (2014).
  28. Dong, Y. D., Boyd, B. J. Applications of X-ray scattering in pharmaceutical science. International Journal of Pharmaceutics. 417 (1-2), 101-111 (2011).
  29. Di Cola, E., Grillo, I., Ristori, S. Small angle X-ray and neutron scattering: Powerful tools for studying the structure of drug-loaded liposomes. Pharmaceutics. 8 (2), 10 (2016).
  30. Lopez, C., Lesieur, P., Bourgaux, C., Ollivin, M. Thermal and structural behavior of anhydrous milk fat. 3. Influence of cooling rate. Journal of Dairy Science. 88 (2), 511-526 (2005).
  31. Kalnin, D., Garnaud, G., Amenitsch, H. Ollivon. Monitoring fat crystallization in aerated food emulsions by combined DSC and time-resolved synchrotron X-ray diffraction. Food Research International. 35 (10), 927-934 (2002).
  32. Bugeat, S., et al. Unsaturated fatty acid enriched vs. control milk triacylglycerols: Solid and liquid TAG phases examined by Synchrotron radian X-ray diffraction coupled with DSC. Food Research International. 67, 91-101 (2015).
  33. Brubach, J. B., et al. Structural and thermal characterization of glyceryl behenate by X-ray diffraction coupled to differential calorimetry and infrared spectroscopy. International Journal of Pharmaceutics. 336 (2), 248-256 (2007).
  34. Chong, C. L., et al. Thermal and structural behaviour of crude palm oil: Crystallisation at very low cooling rate. European Journal of Lipid Science and Technology. 109 (4), 410-421 (2007).
  35. Askin, S., et al. A simultaneous differential scanning calorimetry-X-ray diffraction study of olanzapine crystallization from amorphous solid dispersions. Molecular Pharmaceutics. 17 (11), 4364-4374 (2020).
  36. Clout, A., et al. Simultaneous differential scanning calorimetry - synchrotron X-ray powder diffraction: A powerful technique for physical form characterization in pharmaceutical materials. Analytical Chemistry. 88 (20), 10111-10117 (2016).
  37. Jendrzejewska, I., Goryczka, T., Pietrasik, E., Klimontko, J., Jampilek, J. X-ray and thermal analysis of selected drugs containing acetaminophen. Molecules. 25 (24), 5909 (2020).
  38. Righetti, M. C. Crystallization of Polymers Investigated by Temperature-Modulated DSC. Materials. 10 (4), 442 (2017).
  39. Sauer, B. B., Kampert, W. G., Neal Blanchard, E., Threefoot, S. A., Hsiao, B. S. Temperature modulated DSC studies of melting and crystallization in polymers exhibiting multiple endotherms. Polymer. 41 (3), 1099-1108 (2000).
  40. Ali, F., Kumar, R., Lal Sahu, P., Singh, G. N. Physicochemical characterization and compatibility study of roflumilast with various pharmaceutical excipients. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 130, 1627-1641 (2017).

Tags

Химия выпуск 186
Пакет установленных аналитических инструментов для исследования твердотельного изменения эксципиентов на основе липидов
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Salar-Behzadi, S., Corzo, C.,… More

Salar-Behzadi, S., Corzo, C., Laggner, P. A Package of Established Analytical Tools to Investigate the Solid-State Alteration of Lipid-Based Excipients. J. Vis. Exp. (186), e63993, doi:10.3791/63993 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter