این بررسی، شامل خلاصه روش های مورد استفاده برای مطالعه ی آزادسازی دارو در زمان واقعی از سیستم های تجویز داروی نانو ذره بوده و یک IVIVC را ایجاد می کند. از آنجا که استانداردهای مشخصی وجود ندارند، آزادسازی دارو اکنون توسط روش های مختلف ارزیابی می شود از جمله نمونه و جداسازی (SS)، جریان پیوسته (CF)، روش های غشای دیالیز (DM) و ترکیبی از روش های بالا به همراه تکنیک های جدید مانند ولتامتری و زلال سنجی . این بازبینی اصل هر متد را در کنار مزایا و معایب آنها توضیح می دهد از جمله چالش ها در رابطه با اجرا و نمونه برداری. روش SS اندازه گیری مستقیم آزادسازی دارو با پیش نیازهای اجرایی ساده را ممکن میسازد ولی نمونه برداری کمی دشوار است. در روش CF، نمونه برداری ساده است اما اجرا زمان زیادی می برد. در روش DM اجرا و نمونه برداری ساده است اما ممکن است برای داروهایی که با غشا پیوند برقرار می کنند، مناسب نباشد. روش های جدید احتمال اندازه گیری آزادسازی دارو در زمان واقعی را ارائه می کنند اما ممکن است به انواع معینی از دارو محدود باشند. از میان این روشها، IVIVC در سطح A توسط دیالیز حاصل شد که به تنهایی یا در ترکیب با تکنیک نمونه برداری و جداسازی (SS) این امر رخ می دهد. تلاش های آینده باید بر توسعه ی مدل های ریاضی تمرکز کنند که سازوکارهای آزادسازی دارو را تشریح می کنند و گسترش فرمول بندی فرم های تجویز دوز با اندازه ی نانو را تسهیل می کنند.
روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
26,500 تومانشناسه فایل: 6059
- حجم فایل ورد: 289.2KB حجم پیدیاف: 1.2MB
- فرمت: فایل Word قابل ویرایش و پرینت (DOCx)
- تعداد صفحات فارسی: 24 انگلیسی: 12
- دانشگاه:Sunovion Pharmaceuticals Inc, Marlborough, MA 01752, USA
- ژورنال: Advances in Pharmaceutics (1)
چکیده
مقدمه مقاله
تاکنون گزارشاتی که استفاده از نانوکپسول های پلی سیانواکریلیت و پلی کاپرولاکتون[1] برای استفاده ی چشمی را ثبت کرده اند دو دهه ی پیش به چاپ رسیده اند و چندین مقاله و کتاب نیز مزایای استفاده از فرم های تجویز دوز با اندازه ی نانو برای اهداف پزشکی و تصویربرداری را تایید کرده اند. همچنین، مزایایی همچون قابلیت حل و پایداری بهتر دارو، بهبود عملکرد و افزایش بازدهی نیز با آماده سازی نانوذرات فراهم شده اند. افزایش توجه به سیستم های تحویل داروی مبتنی بر فناوری نانو عامل کلیدی در طراحی و توسعه ی چندین فرم جدید تجویز دوز و درمان های پیچیده بوده است مانند لیپوزوم، نانوامولسیون، نانوکریستال، نانوذرات پلیمری، نانوذرات لیپید جامد، نانوفیبر و دندریمرز[2] برای درمان بیماریهای مختلف. به عنوان مثال، محققان نانوذرات فنوفیبریت[3] را برای درمان کلسترول بالا و سیکلوسپرین[4] بر ضد سرطان را بررسی کرده اند. چندین آماده سازی نانوذرات هم اکنون تحت بررسی های بالینی برای ارائه ی دامنه ی گسترده ای از درمان گرها مانند آنتی بیوتیک، آنتیژن، سیتواستاتیک و غیره از طریق مسیر میان ماهیچه ای، زیرپوستی، دهانی و درون وریدی می باشند. تعدادی مثال از فرم های تجویز دوز مبتنی بر نانوفناوری در جدول 1 ارائه شده اند.
با تعریف ISO، اندازه برای این فرمولاسیون ها می تواند بین 1 و 100 نانومتر(nm) باشد. چون اندازه های زیر 10nm گرایش بیشتری برای پاکسازی کلیه ای و نشست بافتی دارند و اندازه های بزرگتر به سرعت از طریق ماکروفاژ[5] های سیستم رتیکولوآندوتلیال[6] اپسونیزه[7] می شوند. دامنه ی اندازه ی 10 تا 100 نانومتر برای آماده سازی نانوذرات بهینه در نظر گرفته می شود. از این رو برای اهداف پزشکی و درمانی، دامنه ی کمتر از 10 تا 100 نانومتر (حداقل در یک بُعد) برای نانوذرات به نظر مقبول می رسد البته استثنائاتی وجود دارند که در آنها اندازه های بزرگتر از 100 نانومتر ممکن است قابل قبول باشد.
فرم های تجویز دوز با اندازه ی نانو به دلیل اندازه ی کوچک معمولا دارای نسبت بالای سطح به حجم هستند که خواص شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی فرم تجویز دوز را تغییر داده و به آنها اجازه می دهد تا از موانع سلولی و بافتی عبور کنند و لذا دینامیک و کینتیک داروییِ عوامل درمانی را تغییر می دهند. این جنبه ی منحصر به فرد از آماده سازی های نانوذرات برای ارائه ی مواد درمانی به سلول ها، ارگان ها و سایر اهداف درون تنی ویژه استفاده می شود. نتیجه ی دیگرِ تقویت رساندن دارو به سایت هدف، افزایش توان دارو است از جمله احتمال افزایش سمی بودن به دلیل مواد حامل که احتمالا به کاهش امنیت منجر می شود. از این رو، تعیین کیفیت محصول و عملکرد آن یک جنبه ی مهم در طی توسعه ی فرم تجویز دوز با اندازه ی نانو است.
در بیشتر فرم های تجویز دوز، کیفیت و عملکرد محصول می تواند از طریق چندین آزمایش درون تنی و یا درون آزمایشگاهی تایید شود. از این میان، کینتیک آزادسازی دارو اطلاعات مهمی در مورد رفتار فرم تجویز دوز فراهم می کند و یک پارامتر کلیدی است که برای ارزیابی امنیت محصول و کارایی استفاده می شود. به دلیل هزینه، زمان، نیروی کار و نیاز به نمونه های انسانی/حیوانی به هنگام اندازه گیری های درون آزمایشگاهیِ کینتیک آزادسازی دارو، آزادسازی درون آزمایشگاهی به عنوان یک تست جایگزین برای عملکرد محصول توجه بیشتری را به خود جلب کرده است.
همچنین تست درون آزمایشگاهی آزادسازی به عنوان یک پیش بینی کننده برای رفتار درون تنی استفاده می شود که قبلا فرم های تجویز دوز کپسول و قرص بودند (تجزیه) و اخیرا فرم های تجویز دوز مانند میکرواسفرهای زیست تجزیه پذیر قابل تزریق و ایمپلنت ها[8] می باشند. به طور کل، مطالعات آزادسازی درون آزمایشگاهی در دمای 37 درجه (دمای فیزیکی) انجام میشوند اگرچه در برخی موارد، تست در دماهای بالاتر، آزادسازی دارو از یک مجموعه از فرم های تجویز دوز مختلف را نشان می دهد. برخی اهداف کلیدی تست آزادسازی درون آزمایشگاهی به عبارت زیر می باشند:
- ارزیابی اثر عوامل فرمولاسیون و روش های تولید بر محصول دارویی
- ارزیابی روتین کنترل کیفی برای پشتیبانی از آزادسازی دسته ای،
- تایید ادعاهای مطرح شده در برچسب دارو
- ایجاد یک همبستگی/رابطه ی درون آزمایشگاهی درون تنی (IVIVC/R)[9]
- حصول اطمینان از یکسانی دارو تحت دستورالعمل های SUPAC
- به عنوان یک پیش نیاز مختصر و مفید.
بدون استثنا، تست آزادسازی درون آزمایشگاهی یک ابزار تحلیلی مهم است که برای بررسی و تعیین رفتار محصول در طی مراحل مختلف از تولید محصول دارویی و مدیریت چرخه ی زیستی استفاده می شود. وقتی که پروفایل آزادسازی درون آزمایشگاهی به درستی طراحی شود، می تواند اطلاعات بنیادین در مورد فرم تجویز دوز و رفتار آن ارائه کرده و جزئیاتی در مورد سازوکار آزادسازی و کینتیک فراهم کند لذا یک رویکرد منطقی و علمی به تولید محصول دارویی ایجاد خواهد شد. برای فرم های پیچیده ی تجویز دارو مانند نانوذرات، تست آزادسازی درون آزمایشگاهی اهمیت زیادتری دارد.
علی رغم پیشرفت های چشمگیر در طراحی و توسعه ی فرم های تجویز دوز با اندازه ی نانو، استاندارد ویژه ای برای تست آزادسازی درون آزمایشگاهی وجود ندارد. اگرچه، تلاش هایی برای استفاده از دستگاه USP موجود برای ارزیابی درون آزمایشگاهی داروی نانوذرات انجام شده اند، نحوه ی انجام کار عمدتا برای محصولات دهانی و روپوستی طراحی شده است و بدین روی چالش های زیادی در طی مطالعه ی آزادسازی ایجاد می کند. از این رو، چندین روش آزادسازی درون آزمایشگاهی، مختصر و غیر مختصر، استفاده و گزارش شده اند. مشخصا، حوزه ی تست درون آزمایشگاهی برای نانوذرات عقب تر از پیشرفت های ایجاد شده در توسعه ی محصول دارویی است.با توجه به نیازهای فوری برای بهبود امنیت محصول، و در عین حال حفظ کیفیت فرم های جدید تجویز دارو مانند نانوذرات، دهه ی گذشته شاهد یک مجموعه از کارگاه های آزادسازی درون آزمایشگاهی بین المللی بوده است که توسط AAPS (انجمن آمریکایی دانشمندان داروسازی)، US FDA (مدیریت غذا و دارو)، FIP (فدراسیون بین المللی دارو)[10] و چندین گروه علمی دیگر برگزار شدند.
نتایج این کارگاه ها به عنوان مقاله های موقعیتی به چاپ رسیدند و همچنین به وفاق رسیدند که تست تجزیه یا آزادسازی درون آزمایشگاهی یک ابزار مهم در توسعه ی دارویی و کنترل کیفی برای حجم زیادی از فرم های تجویز دوز می باشد، هم سنتی و هم جدید. همچنین، حضار در این کارگاه ها این حقیقت را تایید کردند که در قیاس با فرمولاسیون های قدیمی، ویژگی های فرم تجویز دوز ویژه/جدید از جمله سایت و حالت استفاده بسیار متفاوت است و از این رو ملاحظه ی مناسب باید در طی انتخاب دستگاه، مدیوم آزادسازی، تحرک (نرخ جریان) و درما صورت بگیرد. به طور خلاصه، کارگاه ها نتیجه گرفتند که در کنار برخی فرم های جدید تجویز دوز، آماده سازی های نانوذرات به عنوان «فرم های تجویز دوزی مقوله بندی می شوند که نیازمند کار بیشتر هستند قبل از اینکه یک روش بتواند توصیه شود».
در یک تلاش جداگانه، گروه کاری ارزیابی ریسک نانوفناوری در مرکز ارزیابی و تحقیقات دارو (CDER) درون US FDA یک گزارش را به چاپ رساند که در آن فرآیند ارزیابی و مدیریت ریسک بر روی یک داروی نانو ماده ی فرضی که قرار است به صورت دهانی مصرف شود. در این مثال، گروه کاری «نرخ تجزیه/آزادسازی» را به عنوان عامل ریسک شناسایی کرد که می تواند بر ارزیابی کیفیت، امنیت و کارایی محصول دارویی حاوی دارو با اندازه ی نانو اثر بگذارد یعنی بلع دارو و آزادسازی/تجزیه ی درون آزمایشگاهی. از این رو، کاربرد تست آزادسازی درون آزمایشگاهی از توسعه ی یک محصول دارویی و منظر تنظیمی، نمی تواند نادیده گرفته شود.
لذا، هدف این بازبینی فراهم کردنِ خلاصه ای از روش های آزادسازی درون آزمایشگاهی موجود برای فرم های تجویز دوز با اندازه ی نانو در کنار نقاط قوت و ضعف آنها است. امید است که این بازبینی به عنوان یک دستورالعمل برای توسعه ی تکنیک های مناسب برای ارزیابی فرمولاسیون کاوشی، فرم های تجویز دوز بالینی و تجاری و ایجاد همبستگی درون آزمایشگاهی درون تنی (IVIVC) عمل کند.
[1] Polycyanoacrylate and poly-?-caprolactone
[2] liposomes, nanoemulsions, nanocrystals, polymeric nanoparticles, solid lipid nanoparticles, nanofibers, and dendrimers,
[3] Fenofibrate
[4] Cyclosporine
[5] Macrophages
[6] Reticuloendothelial
[7] Opsonized
[8] Biodegradable microspheres and implants
[9] In vitro in vivo correlation/relationship
[10] (American Association of Pharmaceutical Scientists), US FDA (Food and Drug Administration), FIP (Federation International Pharmaceutique)
ABSTRACT A Review of In Vitro Drug Release Test Methods for Nano-Sized Dosage Forms
This review summarizes the methods used to study real-time (37°C) drug release from nanoparticulate drug delivery systems and establish an IVIVC. Since no compendial standards exist, drug release is currently assessed using a variety of methods including sample and separate (SS), continuous flow (CF), dialysis membrane (DM) methods, and a combination thereof, as well as novel techniques like voltametry and turbidimetry. This review describes the principle of each method along with their advantages and disadvantages, including challenges with set-up and sampling. The SS method allows direct measurement of drug release with simple set-up requirements, but sampling is cumbersome. With the CF method, sampling is straightforward but the set-up is time consuming. Set-up as well as sampling is easier with the DM, but it may not be suitable for drugs that bind to the membrane. Novel methods offer the possibility of real-time drug release measurement but may be restricted to certain types of drugs. Of these methods, Level A IVIVCs have been obtained with dialysis, alone or in combination with the sample and separate technique. Future efforts should focus on developing mathematical models that describe drug release mechanisms as well as facilitate formulation development of nano-sized dosage forms.
Introduction
Ever since reports documenting the utility of polycyanoacrylate and poly-ε-caprolactone nanocapsules for ocular administration were published over two decades ago, several publications have highlighted the benefits of using nano-sized dosage forms for medical and imaging purposes [1–3]. Indeed, advantages such as improved drug solubility and stability, enhanced performance as well as increased efficacy have been well established with nanoparticulate preparations [4]. The increasing interest in nanotechnology based drug delivery systems has been a key factor in the design and development of numerous novel dosage forms and complex delivery therapies such as liposomes, nanoemulsions, nanocrystals, polymeric nanoparticles, solid lipid nanoparticles, nanofibers, and dendrimers, to treat a variety of disease states [5–7]. As an example, researchers have investigated nanoparticles of Fenofibrate for the treatment of hypercholesterolemia and Cyclosporine nanoparticles against cancer [8, 9]. Unsurprisingly, several nanoparticulate preparations are currently undergoing clinical investigation for the delivery of a wide range of therapeutics like antibiotics, antigens, cytostatics, and so forth, via the intramuscular, subcutaneous, oral, and intravenous route [10, 11]. A few examples of currently marketed nanotechnology based dosage forms are listed in Table 1.
tab1 Table 1: List of a few currently marketed nanoparticulate products.
By the ISO definition, the size for these formulations can range between 1 and 100 nm. Since sizes below 10 nm have a greater propensity for renal clearance and tissue extravasations, and larger sizes are quickly opsonized via the macrophages of the reticuloendothelial system, the 10–100 nm size range is considered optimal for nanoparticulate preparations [12]. Hence, for medical and therapeutic purposes, a range of less than 10–100 nm (in at least one dimension) for nanoparticulates appears to be generally accepted, with a few exceptions where sizes greater than 100 nm may be applicable [4, 13]. Due to their small size, nano-sized dosage forms possess an unusually large surface-to-volume ratio that alters the chemical, physical, and biological properties of the dosage form allowing them to cross cell and tissue barriers, thereby altering the pharmacokinetics and pharmacodynamics of the therapeutic agent. This unique aspect of nanoparticulate preparations has been exploited to deliver therapeutics to specific cells, organs, and other challenging in vivo targets. Another consequence of enhanced delivery to the target site is an increase in potency of the drug, including the potential for elevated toxicity due to the carrier material, possibly leading to reduced safety. Therefore, determination of product quality and performance becomes a crucial aspect during nanoparticulate dosage form development.
As with most dosage forms, product quality and performance may be verified through several in vivo and/or in vitro experiments [14]. Of these, drug release kinetics provides critical information about dosage form behavior and is a key parameter used to assess product safety and efficacy. Due to the expense, time, labor, and need for human subjects/animals when performing in vitro measurements of drug release kinetics, in vitro release is gaining greater attention as a surrogate test for product performance. Indeed, in vitro release testing is commonly used as a predictor of in vivo behavior, historically with traditional dosage forms like capsules and tablets (i.e., dissolution), and more recently with novel dosage forms like injectable biodegradable microspheres and implants [15–17]. Generally, in vitro release studies are performed at 37°C (physiological temperature), though in some instances testing at elevated temperatures has been explored to characterize drug release from a variety of dosage forms [18, 19]. Some of the key objectives of in vitro release testing are one or more of the following: (a) assessing the effect of formulation factors and manufacturing methods on the drug product, (b) routine assessment of quality control to support batch release, (c) substantiating product label claims, (d) establishing an in vitro in vivo correlation/relationship (IVIVC/R), (e) assuring product sameness under the SUPAC guidelines, (f) as a compendial requirement [20, 21].
Without exception, in vitro release testing is an important analytical tool that is used to investigate and establish product behavior during the various stages of drug product development, as well as life cycle management. When designed appropriately, an in vitro release profile can reveal fundamental information on the dosage form and its behavior, as well as provide details on the release mechanism and kinetics, enabling a rational and scientific approach to drug product development. Understandably, for complex dosage forms like nanoparticulates, in vitro release testing assumes greater significance.
Despite the great strides in design and development of nano-sized dosage forms, no compendial or regulatory standards exist for in vitro release testing. Although there have been attempts to use the existing USP apparatus for in vitro drug assessment of nanoparticles, the set-ups were designed primarily for oral and transdermal products and as such pose many challenges during a release study. Hence, several in vitro release methods, both compendial and noncompendial, have been utilized and reported. Certainly, the area of in vitro testing for nanoparticulates lags behind the advances realized in drug product development.
Given the urgent need for improved product safety while maintaining quality of novel dosage forms like nanoparticles, the past decade witnessed a series of international in vitro release workshops co-sponsored by the AAPS (American Association of Pharmaceutical Scientists), US FDA (Food and Drug Administration), FIP (Federation International Pharmaceutique), and several other scientific groups and agencies [22–25]. The outcomes of these workshops were published as position papers with the general consensus that dissolution or in vitro release testing was an important tool in pharmaceutical development and quality control for a plethora of dosage forms, both traditional and novel. Further, the attendees highlighted the fact when compared to traditional formulations, the characteristics of novel/special dosage forms including site and mode of administration was vastly different, and, hence, appropriate consideration should be taken during selection of the apparatus, release medium, agitation (flow rate), and temperature. In summary, the workshops concluded that, along with a few other novel dosage forms, nanoparticulate preparations were categorized as those “dosage forms requiring more work before a (dissolution) method can be recommended” [22, 23].
In a separate endeavor, the Nanotechnology Risk Assessment Working Group in the Center for Drug Evaluation and Research (CDER) within the US FDA, published a regulatory note outlining the risk assessment and management process on a hypothetical nanomaterial drug, to be administered orally [4]. In this example, the Working Group identified “dissolution/release rate” as a risk factor that may impact the evaluation of quality, safety, and efficacy of the drug product containing nano-sized drug, that is, during ingestion and in vitro release/dissolution. Hence, the utility of in vitro release testing, from a drug product development as well as regulatory standpoint, cannot be ignored.
Thus, the purpose of this review is to provide the reader with a summary of existing in vitro release methods for nano-sized dosage forms along with their strengths and shortcomings. It is hoped that this review will serve as a guideline for developing suitable techniques for assessment of exploratory formulations, clinical and commercial dosage forms, and establishment of an in vitro in vivo correlation (IVIVC).
- مقاله درمورد روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- بررسی روشهای آزمایشی ضد ویروسی برای فرمهای نانو اندازه گیری شده
- پروژه دانشجویی روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- متد آزمایش آزادسازی دارو برای فرم تجویز دوز
- پایان نامه در مورد روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- تحقیق درباره روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- مقاله دانشجویی روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی در قالب پاياننامه
- پروپوزال در مورد روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- گزارش سمینار در مورد روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی
- گزارش کارورزی درباره روش آزمایش آزادسازی دارو برای فرم های تجویز دوز با اندازه نانو به صورت آزمایشگاهی