Pion's Rainbow R6TM, external USPll Bath,
stirring unit, and MacroFLUXTMvessels.
仿制药在扩大患者获得安全、有效且负担得起的治疗方法方面发挥着至关重要的作用。从设计上看,它们所含的活性药物成分(API)与原研参比药品相同,并且要求在说明书规定的使用条件下给患者使用时,证明其具有同等的临床疗效和安全性。
尽管仿制药小分子药物的活性药物成分必须与参比制剂相同,但整体配方无需完全一致。制造商可以选择不同的辅料来提高产品的可制造性、稳定性或可获得性,只要这些选择不会改变药物的疗效和安全性。这种灵活性允许研发人员调整制剂处方,但同时也凸显出必须评估辅料对活性药物成分(API)溶出与吸收特性会产生何种影响,并最终判断其体内生物等效性是否成立。
美国食品药品监督管理局(FDA)、欧洲药品管理局(EMA)和其他监管机构要求进行生物等效性研究将其作为批准仿制药的先决条件。这些评估用于确认仿制药配方的有效性和安全性,促进审批流程,保障患者获得经济有效的治疗药物。
根据《美国联邦法规》第21篇314.3(b)条,生物等效性定义为:“在设计合理的研究中,于相似试验条件下给予相同摩尔剂量时,药学等效制剂或药学替代制剂中的活性成分或活性部分,在药物作用部位的释放速率与释放程度不存在显著性差异。
验证不同仿制药制剂与参比制剂生物等效性的工作流程,通常包含体外溶出度研究。该类体外研究对于难溶性活性药物成分(API),在开展任何临床试验之前尤为关键。
这些筛选研究旨在预测为改善关键药物特性而进行了调整的制剂的体内生物利用度,并确定最优的制剂方案。虽然人体生物等效性临床试验是最终的检验手段,但该类实验成本极其昂贵且耗时,因此需要信息量更充分的的体外评价手段。
传统溶出度试验在预测生物等效性方面的局限性
虽然美国药典(USP)收载的溶出度试验可用于药物终制剂的质量控制(QC)分析,但该类体外试验结果往往与体内数据相关性较差2。造成该偏差的原因之一是:在体内环境中,溶出与吸收是依次连续发生的过程,而传统体外方法通常对这两项特性分开开展研究。这种试验模式得到的结果无法准确反映真实的体内生理过程。
在针对难溶性药物成分开展制剂开发时,必须考虑溶解度与渗透性之间的关联。许多增溶辅料,如表面活性剂、助溶剂和环糊精等,不仅会影响药物的溶解难易程度,还会影响其通过生物膜的方式,从而影响整体吸收过程3。例如,用于促进溶解的辅料可能会以阻碍吸收的方式改变活性药物成分的溶解状态(如药物结合作用或胶束包埋)4。
溶出与吸收的同步测量
Pion BioFLUXTM与 MacroFLUXTM系统可模拟药物吸收过程,测定化合物跨仿生脂质人工膜的转运行为。该膜将供体池(放置待测样品)与代表血液环境的接收池相互分隔(如图1)。该装置可对膜两侧的药物浓度开展连续、实时检测,从而能够细致评估药物溶出、渗透行为,以及不同制剂策略与辅料带来的影响。
本应用介绍如何采用BioFLUXTM以及 MacroFLUXTM系统,对替米沙坦与伊曲康唑仿制药开展体外溶出-吸收同步评价。
本应用依托同步检测能力,该测试系统具备提升体内外相关性(IVIVC)的潜力,可帮助仿制药研发人员提高生物等效性试验的成功率。从辅料筛选阶段,到剂型终产品测试,将该技术应用于仿制药全流程开发,能够更快筛选出潜力处方,降低研发风险,最大程度减少后期研发意外,提升体内生物等效性的达成概率。应用介绍如何采用BioFLUXTM以及 MacroFLUXTM系统,对替米沙坦与伊曲康唑仿制药开展体外溶出-吸收同步评价。
图1:MacroFLUXTM系统示意图,该系统设计用于
同时测量溶出和吸收情况。配置两根光纤(FO)探头。
仿制药替米沙坦制剂的体外溶出与吸收
使用MacroFLUXTM系统对一种水溶性较差的抗高血压药物替米沙坦的参比制剂和四种仿制药制剂进行了评估,以确定不同制剂添加剂对溶出度和吸收的影响3。表1列出了参比药物(美卡素)和四种仿制药制剂的处方组成。然后将体外试验结果与仿制药开发企业公开的体内生物等效性研究数据进行了比较。
这项研究结果表明,体外MacroFLUXTM试验足够灵敏,甚至能够识别参比制剂和仿制药制剂之间因使用不同辅料而产生的细微差异。在制剂中用甘露醇替代山梨醇后,药物跨膜通量降低了约10%;与原研制剂相比,改变成盐剂导致药物渗透率降低了约20%。这一显著差异与已发表的体内研究结果相符。
表1:市售替米沙坦制剂的成分。
一种制剂中使用乳糖一水合物也使药物渗透率降低了约10%。结果显示,使用不同辅料对替米沙坦的溶出度没有显著影响,但药物跨膜渗透行为却出现显著变化。
生物等效性研究对于评估受试制剂与参比制剂的药代动力学参数、证明其处于可接受范围内至关重要。关键参数包括达峰浓度(Cmax)、血药浓度-时间曲线下面积(AUC)以及达峰时间(Tmax)5。若受试制剂(仿制药)与参比制剂(原研药)的Cmax和AUC的几何均值比值的90%置信区间落在80%-125%的生物等效性限值范围内,则认为两种产品具有生物等效性6。
如图2所示,在使用MacroFLUXTM系统评估的四种替米沙坦仿制药中,有三种被确认为生物等效,一种略超出可接受范围。该制剂在体内研究中也处于可接受的下限,经监管机构批准,可接受限度范围扩大至75-133%,以此更宽的置信区间作为依据,认可该制剂的生物等效性结论。
仿制药跨膜通量 / 参比制剂跨膜通量
图2.此处通过通量比%=制剂接受室浓度/参比制剂接受室浓度x100%来证明生物等效性,其中CI表示置信区间。生物等效性限值设定为参比制剂的80%-125%。
仿制药伊曲康唑制剂的体外溶出与吸收
替米沙坦研究表明,各制剂之间具有良好的生物等效性,并突出了一种处于范围下限的制剂。以下研究展示了一个例子,在该例子中,同样的方法具有区分性,并能显示出非生物等效性。
伊曲康唑是一种生物药剂学分类系统(BCS)II类抗真菌药物。它是一种亲脂性很强的弱碱,在水中的溶解度极低,有三种剂型上市(表2)。
表2:伊曲康唑市售制剂
首个上市的制剂是Sporano®胶囊,它是首批以无定形固体分散体形式生产的药品之一。该制剂需要:在进食时服用,这对服用该药物的普通患者来说是一个不利因素。鉴于这一挑战,后续研发了Sporanox®溶液剂,以确保在空腹状态下也能有良好的吸收。
人体数据显示溶液剂与胶囊剂之间的生物利用度存在显著差异;因此,这两种剂型不具有生物等效性,不可互换使用,因为溶液剂的生物利用度约高出三倍。SUBA-伊曲康唑上市时宣称无食物影响,且以半剂量即可达到与Sporanox®胶囊相当的治疗效果8。
Borbas等人利用Pion BioFLUXTM系统进行了同步溶出-吸收测量,以预测伊曲康唑市售制剂的生物等效性,并将结果与美国食品药品监督管理局(FDA)公开的体内研究数据进行了比较9。
在该研究中,比较了SUBA-伊曲康唑与参比产品。Sporanox®胶囊在空腹和餐后条件下的预测吸收分数比值。结果如图3所示,同时附有体内生物等效性研究的结果。餐后状态下的生物等效性得到了准确预测,而SUBA-伊曲康唑在空腹状态下的表现则被高估,这可能是由于两种制剂的剂量差异所致。
图3.SUBA-伊曲康唑(受试制剂)与Sporanox(参比制剂)胶囊在空腹及餐后条件下的预测吸收分数比值比较,以及生物等效性研究结果中的体内数据。
由于Sporanox口服溶液建议餐前服用,而固体制剂建议餐后服用,因此将空腹状态下的Sporanox口服溶液与餐后状态下的Sporanox®胶囊进行了比较(图4)。
图4.Sporanox口服溶液与Sporanox胶囊在空腹及餐后条件下的预测吸收分数比值比较及体内数据。
体外预测结果显示,Sporanox口服溶液中伊曲康唑的生物利用度更高,这与体内结果高度一致。由于Sporanox口服溶液的生物利用度更高,因此该口服溶液与胶囊剂被视为不具有生物等效性的产品。
结论
在仿制药制剂开发过程中,了解不同辅料如何影响原料药的溶出与吸收至关重要。
虽然使用USP溶出度测试确定对溶出的影响相对直接,但测定吸收速率则更具挑战性,且使用CaCo2细胞等传统方法的预测性较差。
伊曲康唑和替米沙坦的研究结果凸显了单纯依赖传统USP溶出方法的局限性,凸显出同步测定溶出度与吸收度的增强预测价值。由于该方法能够揭示辅料及处方策略如何影响药物释放与膜渗透过程,因此能够更真实地反映产品在体内的潜在表现。MacroFLUXTM系统模拟临床结局的能力已通过体外溶出-渗透数据与相应体内生物等效性研究结果的高度一致性得到验证。
关键在于,在开展体内生物等效性研究之前应用这种同步体外评估方法,可提供一个强大的决策工具。通过识别出难以实现充分吸收的制剂,开发人员可以避免将高风险的候选制剂推进至昂贵且耗时的人体研究。这不仅缩短了整体开发周期、减少了资源消耗,还能使团队将精力集中在最有可能在体内获得成功的制剂上。
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