In der Pharmaindustrie geht es beim Reverse Engineering (RE) darum, ein Medikament in seine einzelnen Bestandteile zu zerlegen, die Proportionen und Methoden der Rezeptur zu verstehen und diese Informationen dann zur Reproduktion eines ähnlichen Produkts zu verwenden. Es gibt zwar viele Möglichkeiten, die Arbeit eines Formulierers zu untersuchen, aber die Mikroskopie ist eine der einfachsten und effektivsten. Lass uns dir zeigen wie!
Reverse Engineering liefert wertvolle Daten zu pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) und Hilfsstoffen und kann für Vergleiche von Konkurrenzprodukten, Untersuchungen zu Patentverletzungen oder zur Entwicklung generischer Formulierungen verwendet werden.1 Generikahersteller nutzen Reverse Engineering häufig, um Originalprodukte zu entschlüsseln, die Gleichwertigkeit der Rezepturen nachzuweisen und die Entwicklung generischer Medikamente zu beschleunigen. Dies kann rechtlich und ethisch komplex sein, da dabei häufig die Einhaltung von Patentgesetzen und regulatorischen Anforderungen erforderlich ist. RE kann eine Reihe von Techniken beinhalten, die helfen, die qualitative, aber vor allem die quantitative Zusammensetzung der RLD aufzuklären. Dies kann alles umfassen, von analytischen chemischen Techniken (Massenspektrometrie, NMR, HMPL oder GC) über Spektroskopie (IR und UV-VIS), Kristallographie, Partikelgrößenanalyse, verschiedene Mikroskopietechniken bis hin zu PAT- und molekularbiologischen Techniken in Biopharmazeutika. (2,4) Die Mikroskopie spielt beim Reverse Engineering eine entscheidende Rolle, da sie detaillierte Einblicke in die physikalischen Eigenschaften und Strukturen von Materialien bietet. Mikroskopietechniken wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) können verwendet werden, um die Morphologie und Kristallinität von Arzneimittelpartikeln zu untersuchen. Dies ist wichtig, um die physikalischen Eigenschaften, Größe, Form und Oberflächenmerkmale von pharmazeutischen Wirkstoffen und Hilfsstoffen zu verstehen. Auf der Makroskala können Tabletten beobachtet werden, um mehr über die Tablettenmatrix, die Verteilung der Wirkstoffe und das Vorhandensein von Beschichtungen oder Schichten zu erfahren. Bei der Verwendung der Mikroskopie für das Reverse Engineering ist es unerlässlich, diese Beobachtungen mit anderen Analysetechniken (Filtration, Löslichkeitsstudien) zu kombinieren, um ein umfassendes Verständnis der Zusammensetzung und Eigenschaften des Arzneimittels zu erhalten. (3,4)
Technische Herausforderungen und Lösungen
Das Team des IMCD Shanghai Pharmaceutical Technical Centre (PTC) nahm die Herausforderung an, Entacapon (Comtan®) zurückzuentwickeln, wobei Polarisationslichtmikroskopie (PLM) zur Beantwortung der folgende Fragen:
- Wie war der Herstellungsprozess?
- Welche Hilfsstoffgrade wurden verwendet?
- Wie wurde das Superdisintegrationsmittel hinzugefügt?
Das Verfahren erwies sich als einfach und doch effektiv. Nach leichtem Abkratzen der Beschichtung wurde der Kern der Entacapone RLD-Tablette leicht gemahlen, wobei das entstehende Granulat unter dem Polarisationsmikroskop beobachtet wurde. Es wurde festgestellt, dass die Morphologie, Größe und Form dieser Granulate mit Granulaten aus durch Granulation hergestellten Placebo-Tabletten identisch sind (Abbildung 1B), was den Herstellungsprozess des Originators bestätigt.
Normalerweise wird MCC, eine unlösliche Komponente, im Nassgranulierverfahren als Füllstoff und Prozessbeschleuniger verwendet, was die Literaturrecherche bestätigte. Um festzustellen, welcher MCC-Gehalt in der RLD verwendet wurde, ließ man die Tabletten über 24 Stunden zerfallen und verglich den ungelösten Teil mit dem rohen Hilfsstoff selbst. Hier können Sie leicht mikrokristalline Cellulose 101 als Hilfsstoff Ihrer Wahl identifizieren. (Abb. 2A und 2B).
Bisher haben wir die Herstellungsmethode und den bevorzugten Füllstoff identifiziert. Eine qualitative Analyse ergab, dass CCS (Croscarmellose-Natrium) das verwendete Superdesintegrationsmittel ist. Wir wollten noch einen Schritt weiter gehen und herausfinden, ob es den Entacapon-Tabletten intra-oder extragranular zugesetzt wurde. Bei der Hydratation der Granulate aus der RLD-Tablette wurde ein Zerfall der Granula in kleinere Partikel beobachtet, was darauf hindeutete, dass Croscarmellose-Natrium (Abbildung 3A) intragranular zugegeben wurde. Zur Bestätigung wurde dies mit hydratisierten Partikeln verglichen (Abbildung 3B). Abbildung 1A zeigt, dass CCS in der RLD-Tablette extrakranular zugesetzt wurde. Zur Bestätigung wurde dies mit Rohstoffpartikeln verglichen (Abbildung 3C). Das Croscarmellose-Natrium wurde also intra- und extragranular hinzugefügt .
Fazit
Kosten und schnelle Markteinführung sind für ein Generikahersteller der Schlüssel zum Erfolg. Daher könnte sich eine solide Reverse-Engineering-Strategie als wirksam erweisen, um die Entwicklungszeit zu verkürzen. Neben der Mikroskopie kann dies mit verschiedenen anderen Analysetechniken wie SEM, Raman-Spektroskopie, Pulverröntgenbeugung und HPLC kombiniert werden, um mehr qualitative und quantitative Informationen über die RLD zu erhalten. Die Arbeit des Teams wurde als Poster für die renommierte AAPS PharmSci 360 (American Association of Pharmaceutical Scientists) zugelassen, die im Oktober letzten Jahres stattfand und eine einfache und universelle Methode zur Entschlüsselung der qualitativen Formel und des Herstellungsprozesses der RLD unter Verwendung der Polarisationslichtmikroskopie als leistungsstarkes Werkzeug demonstriert.
Technisches Fachwissen
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