IVIVR在劑型設計中的應用
摘要:本文由改劑型項目推至臨床可行性評估。嘗試將已批準的某頭孢劑型和改劑型藥物進行對比,建立體內(nèi)外相關性。評估改劑型的可行性,控制項目初期開發(fā)風險、指導臨床開展、降低審評風險。
導語
在過去的十年里,病人對藥品順應性的需求不斷增加,因此對新技術的需求也一直在增長。
為滿足患者需求,可對固體劑型進行調(diào)整(如掩味制劑和分散片);設計液體、糖漿、顆粒劑和混懸液用于兒童患者;設計顆粒劑和分散片用于吞咽困難的老年患者。
劑型設計過程中如何證明改劑型品種的安全性和有效性,確定體外和體內(nèi)目標,是我們普遍面臨的問題。
我公司成功將某頭孢品種由膠囊劑改為分散片。下面我們以此為例,詳細介紹IVIVR在劑型設計中的應用。
對改劑型品種評估過程為:
①收集不同劑型的處方組成、不同介質(zhì)中溶出曲線、藥代動力學;
②建立體內(nèi)外相關性;
③預測不同劑型的體內(nèi)行為,判斷更改劑型風險;
④控制具有關鍵區(qū)分力溶出行為,確定臨床試驗的必要性。
案例介紹
某頭孢為第三代頭孢菌素,抗菌譜廣,用于治療多種敏感細菌導致的感染,特別適用于輕、中度感染。本品在美國上市,劑型為300mg膠囊和125mg/5ml混懸液。日本上市劑型為片劑、膠囊和細粒劑,規(guī)格為50mg和100mg。
上述溶出曲線表明,片劑和膠囊劑溶出行為相似。但在pH3.0介質(zhì)中,片劑的溶出行為較膠囊劑偏快,在pH6.8介質(zhì)中,片劑、膠囊劑和細粒劑均為快速溶出。細粒劑在各個pH條件下,均有較快的溶出行為,與其處方組成設計有關。
結(jié)論:通過對比不同劑型體外溶出和體內(nèi)行為,發(fā)現(xiàn)該品種盡管劑型、處方組成、體外行為不同,但具有相同的藥代動力學,即不同劑型間體外行為差異,未表現(xiàn)出體內(nèi)的行為差異。例如,細粒劑體外溶出較快,但Cmax和AUC值相對于片劑和膠囊劑并不高。分析原因:原料藥為BCS IV類,滲透性較低,導致胃腸道吸收受限。
體內(nèi)預測
利用Gastroplus建模,將本品的理化性質(zhì)和體內(nèi)行為聯(lián)系起來,對不同劑型進行模擬計算,保證改劑型的合理性和科學性,模型的預測值如下表。
片劑+膠囊劑
由不同劑型溶出曲線可知,各劑型在pH3.0介質(zhì)中差異較大,具有明顯區(qū)分力,采用該介質(zhì)溶出數(shù)據(jù),預測吸收速率和程度。各劑型在pH3.0介質(zhì)中溶出曲線如下表:
將不同劑型溶出曲線輸入軟件中,采用表3中原料藥的生化參數(shù),并結(jié)合Gastroplus中的ACAT模型,預測膠囊和片劑體內(nèi)吸收曲線,如下圖:
結(jié)論:由上述吸收曲線可知,采用pH3.0介質(zhì),預測體內(nèi)吸收曲線,片劑和膠囊劑具有相同吸收曲線。
ADMET的預測數(shù)值,用于建模??蓽蚀_模擬肝臟、腎臟等高灌注器官的藥代動力學和酶表達的影響。
根據(jù)上述各組織酶和轉(zhuǎn)運蛋白的預測參數(shù),設定藥代動力學參數(shù)。將文獻中PK數(shù)據(jù)進行提取,基于房室模型預測的藥代動力學,得到以下數(shù)據(jù),如下表:
采用二房室模型進行建模,采用體外數(shù)據(jù),利用卷積方法進行計算,預測體內(nèi)藥代動力學。模擬12h的體內(nèi)吸收代謝情況,如下圖:
結(jié)論:以上數(shù)據(jù)表明,模型預測該品種片劑Cmax、AUC、Tmax值與IF文獻值基本一致,證明開發(fā)的模型預測良好。
膠囊劑+細粒劑
同理,采用Gastroplus軟件,對膠囊劑和細粒劑不同的體外溶出行為,建模進行預測,結(jié)果如下:
結(jié)論:預測結(jié)果表明,盡管劑型不同、體外行為不同,但50mg規(guī)格膠囊劑和細粒劑藥代動力學(如Cmax、AUC)相似。細粒劑的Tmax值低于膠囊劑型,是由于細粒劑快速釋放的原因,但細粒劑的吸收速率和程度與膠囊劑無顯著性差異。文獻中也報道了兩劑型的Tmax不同,表明采用Gastroplus計算結(jié)果準確。
結(jié)果分析
上述研究提示,該頭孢在不影響安全性和有效性的情況下,可設計不同的劑型。片劑和細粒劑與已獲批的膠囊劑型具有生物等效性。模型結(jié)果表明,原料藥為BCS IV類,其吸收不受處方組成和體外溶出的影響,這也是本品種有多種劑型獲批的原因之一。
研究初期,通過對比日本上市的不同劑型,表明片劑、細粒劑、膠囊劑之間可能是生物等效的。細粒劑的處方組成設計與膠囊劑不同,其釋放速度更快。因此我們可以有把握地推測,分散片(快速體外行為)與膠囊劑具有生物等效性。
分散片系指在水中可迅速崩解均勻分散的片劑,由于劑型特點,處方設計和溶出曲線與膠囊劑設計不同。基于上述研究情況,表明較快的溶出曲線(細粒劑),不影響體內(nèi)吸收,這也為本品種膠囊劑更改為分散片提供科學依據(jù)。
結(jié)語
評估改劑型項目的可行性,可利用模型模擬,將不同劑型進行橋接,建立體內(nèi)/體外之間(IVIVR)關系,控制項目初期開發(fā)風險。處方開發(fā)過程中,確定具有體內(nèi)外相關性介質(zhì),明確自制品開發(fā)藥學目標。對擬定用于BE試驗的自制品,進行體外評價,基于自制品體外數(shù)據(jù),利用模型進行虛擬BE試驗,確定開展臨床試驗的必要性。針對改劑型品種,采用模型模擬進行計算意義深遠,能夠較早的預測改劑型風險,指導臨床開展,減小審評風險。
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本文作者 | Candy Wang 排版 | 三Au