文摘

非晶盐固体分散(ASSD) Dolutegravir非晶盐(DSSD)生成使用淬火冷却和比较其Dolutegravir游离酸固体分散(DFSD)提高溶解度和生物利用度。Soluplus (SLP)被用作聚合物载体固体分散体。准备DSSD DFSD,物理混合物,和单个化合物的特点是采用DSC, XRPD,红外光谱评估单一同质非晶相的形成和分子间相互作用的存在。部分观察结晶度DSSD DFSD不同,这是完全非晶态。没有观察到分子间的相互作用之间的Dolutegravir钠(DS) / Dolutegravir游离酸(DF)的红外光谱谱和SLP DSSD DFSD。DSSD和DFSD改善Dolutegravir的溶解度(壳体)5.7和4.54折叠比纯粹的形式。同样,从DSSD药物释放和DFSD 2和1.5折叠高于纯形式,由于快速溶解的药物配方。DSSD的渗透性和DFSD估计使用透析膜,提高壳体的渗透率。的改善在体外研究被翻译成在活的有机体内药代动力学资料DSSD DFSD, 4.0和5.6倍,分别提高了C马克斯壳体。

1。介绍

令人羡慕的物理化学性质的相关性在制定开发中,包括溶解性和渗透性,不能被夸大1]。穷人水溶性分子影响约40%和90%的销售和发展药物在制药配方2,3]。这经常导致挑战口服吸收,其次是血药浓度不足产生期望的治疗效果(4]。鉴于这一点,各种配方技术被引入增强BCS II类和静脉药物的溶解度,减少颗粒大小等(5],盐的形成[6],cocrystal [7],lipid-based配方(8]。尽管溶解度提高,每种方法都有各自的优点和局限性,往往依赖于分子的物理化学成分研究(9]。减少颗粒大小不可取当药物润湿性差(10]。进一步,该药物可能发生热在颗粒大小和物理压力减少药物物质通过铣等机械方法,这可能导致降解和再结晶11]。脂质为基础的解决方案方法通常局限于强有力的和高度亲脂性的分子12]。尽管盐形式的药物增加了药物释放率和溶解性,盐形成的化合物是不可持续的。此外,其主要缺点是,盐沉淀和转化为各自的自由酸/碱形式时口头管理(13]。

无定形化的药物被开发为一个可行的水溶性差的药物的生物利用度提高技术由于supersaturation-driven溶解度利用无定形形式(14]。从晶体转换为无定形状态导致药物的改进的热力学行为,从而提高药物的溶解度。然而,物理稳定性仍是一个问题的原因通常一种无定形的药物分子流动性更高(15]。聚合物固体分散体(SDs),俗称无定形固体分散体(asd),已建立的最有效的方法来防止无定形药物结晶和相分离的固体和液体阶段的药物由于分子水平药物分散在聚合物(16]。asd提高药物溶解度通过不同的机制,无论是单独或组合,包括无定形化、润湿性、粒度降低,药物抑制再结晶,分子间的相互作用17,18]。此外,在asd的准备,如热熔挤出技术(19)、喷雾干燥(20.],淬火冷却[21),溶剂蒸发(22),和冷冻干燥23)被广泛利用。非晶盐固体分散(ASSD)是一种新方法,它结合了无定形化和盐形成的优势提高物理稳定性、溶解度和溶解速率的药物以无定形形式。自比氢键相互作用,静电相互作用更实质性的盐的形成与抗衡离子或赋形剂稳定药物以无定形形式(24,25]。Mesallati和环丙沙星ASSD Tajber准备使用琥珀酸聚合物和观察到的改善溶解度和物理稳定ASSD相比纯形式和asd (26]。

Dolutegravir(壳体)是一种人类免疫缺陷病毒1型(hiv - 1)整合酶抑制剂,它是结合其他抗逆转录病毒药物治疗hiv - 1感染(27]。它被列为BCS类II和水溶解度低28,29日]。壳体的酸度系数是8.2和10.1,这是弱酸性的;因此,壳体仍主要是在一个工会的形式,因此,不溶性在胃肠道(GIT)。由于这些理化性质,壳体作为理想的复合ASSD做准备。有趣的是,没有方法论的研究试图壳体非晶盐为ASSD做准备。在这方面,本研究的主要目标是同时提高Dolutegravir溶解度和生物利用度的非晶盐(DS)利用ASSD策略。壳体是一个合适的分子这一战略由于其水溶性差、能力形成的盐(30.,31日]。壳体的ASSD准备使用淬火冷却技术与Soluplus®(SLP)作为高分子载体。第二本研究的目的是评估的溶解度,在体外药物释放、渗透性和在活的有机体内药物动力学的DSSD游离酸固体分散DFSD。

2。材料和方法

2.1。材料

无定形Dolutegravir钠(DS)获得STEERLife pvt Ltd .)班加罗尔,印度,和异性药物有限的样本(补充图作为礼物1(一))。的聚乙烯caprolactam-polyvinyl acetate-polyethylene醇接枝共聚物。,Soluplus®(SLP)采购从巴斯夫,德国样品作为礼物。溶剂如甲醇和乙腈的高效液相色谱级从默克公司生命科学pvt Ltd .)收购了印度孟买。超纯水收购西门子水净化系统的实验室。

2.2。方法
2.2.1。壳体的制备固体分散体

固体分散体的非晶态Dolutegravir (DSSD)和Dolutegravir自由酸钠(DFSD)准备在20:80% w / w -聚合物间的比例。DS / Dolutegravir自由酸(DF)和SLP上述比率在石英坩埚重量和混合。混合物被加热到240°C。此外,坩埚熔化质量是瞬间转移到玻璃干燥器和存储在−3小时80°C。3小时后,取出坩埚,融化进一步粉和存储在一个真空干燥器为进一步使用。

2.2.2。制备Dolutegravir游离酸

DS 500毫克的溶解在50毫升的水在20 - 25°C。DS溶液的pH值调整 和维护在20 - 25°C到60分钟获得的游离酸形式Dolutegravir (DF)(补充图1 (b))。沉淀过滤,存储10 - 12小时在真空干燥器在45°C,以供将来使用32]。准备的DF是稳定在这个温度33]。

2.2.3。分析技术

突出高效液相色谱系统包含一个LC-20AD泵,SIL-20AC auto-injector, SPD-20A紫外可见检测器是用于壳体的决心。色谱分离的壳体进行Phenomenex C18柱(250×4.6毫米,5μ米)的权力平等主义的洗脱模式使用乙腈和25毫米磷酸盐缓冲剂(pH值3.5)为流动相45:55 % v / v比,流量是调整与20 1毫升/分钟μL注入量和洗脱液检测到258海里。蛋白质沉淀提取技术是用来估计壳体在血浆样品使用相同数量的冷冻乙腈。盐酸雷洛昔芬被当作一个内部标准。此外,生物分析方法验证按照USFDA协议,和参数提出了补充材料部分随着色谱(数字代表23)[34]。验证方法显示保留时间为11.1分钟,从350到7000 ng / mL(线性R2= 0.9980)。检测下限的方法被发现350 ng / mL。

2.2.4。测定DSSD DFSD

药物含量的壳体产生无定形Dolutegravir钠固体分散(DSSD)和Dolutegravir自由酸固体分散(DFSD)评估使用上述的分析过程。标准和测试样本准备一式三份由溶解10毫克DSSD和DFSD粉对应于10毫克壳体在10毫升甲醇。50系列稀释50:甲醇和水被用来获得一个1μg / mL样品。1的结果进行了比较μg / mL壳体标准。

2.2.5。固态表征

(1)差示扫描量热法(DSC)。日本岛津公司DT-60装置是用于执行热分析。在一个带盖子的铝锅卷曲,5毫克纯DS, DF, DSSD和DFSD加载。粉状氧化铝作为参考也卷曲。样本集样本架和运营10°C /分钟从25°C到300°C下氮流。

(2)傅里叶变换红外光谱(FTIR)。准备DSSD和DFSD红外光谱谱是用日本岛津公司获得红外光谱IRAffinity-1分光光度计在范围从4000到500厘米−1(25扫描,4厘米−1)。每个样本都分散在KBr和地面运动和杵前形成一个圆盘的压力下大约1000 psig。

(3)x射线粉末衍射(XRPD)。x射线粉末衍射图记录通过使用Rigaku MiniFlex 600 x射线衍射仪。仪器操作在15马和40 kV电流和电压。扫描在有些°(2θ)是用来测量衍射强度。

2.2.6款。溶解度测定

摇瓶法确定DS的溶解度,DF,物理混合物(PM),和DSSD DFSD。多余的准备分散体和纯DS和DF溶解度瓶包含 磷酸缓冲。样品被放置在轨道振动器在37°C 24小时在150 rpm达到平衡。一个雷米C24离心机用于离心样品10分钟10000 rpm和4°C。收集上清液稀释,使用高效液相色谱分析。

2.2.7。在体外解散的研究

USP dissolution-II装置是用于执行DS的粉末溶解,DF、点,和固体分散体(DSSD和DFSD)。DS和DF 20毫克或DS等效产品20毫克溶解固体分散体利用的研究。研究进行了USP磷酸盐缓冲剂( )900毫升的37°C的桨速度75 rpm。一毫升样品撤回的时间间隔15日30、60、90和120分钟,然后使用雷米C24离心机离心10分钟10000 rpm和4°C。收集上清液稀释,使用高效液相色谱分析。

2.2.8。在体外渗透率的研究

弗朗兹扩散细胞装置是用来进行扩散的研究DS, DF,制备固体分散体使用半透透析膜3.5 kDa分子量截止3.8厘米2表面积。弗朗兹扩散细胞装置总成由两个隔间,一个捐赠室,另一接收器隔间。供体间充满了解决DS, DF,及其固体分散体(DSSD和DFSD), 3毫升每一个解决方案。接收者舱满载着15毫升的USP磷酸盐缓冲剂(50毫米)( )通过电磁搅拌器和搅拌。样本撤回以固定时间间隔0、10、20、30、40、50、60、90和120分钟来自接收者的隔间,使用高效液相色谱分析。

2.2.9。药代动力学研究

GLP后的药代动力学实验和CPCSEA指南和动物伦理委员会批准的机构(IAEC / KMC / 22/2021),印度麦利普高等教育学院(马埃)。在活的有机体内,进行了临床前研究DS, DF, DSSD DFSD。通宵禁食雄性Wistar鼠体重200 - 250 g被分为四组,每三只老鼠组成。壳体的剂量10毫克/公斤和固体分散体(DSSD和DFSD)的等效剂量10毫克/公斤壳体管理形式的悬架准备使用0.5%羧甲基纤维素钠通过口服填喂法。壳体的日常最大人体剂量100毫克剂量动物使用以下公式计算以及考虑文献[35,36]。 在哪里K比鼠= 6.2,人类剂量的壳体= 1.6(毫克/公斤),和AED =动物等效剂量。

从retro-orbital静脉血液收集定期在乙醚麻醉使用肝素化毛细血管进入埃普多夫管包含20μL 10% EDTA (IACUC 2019)。收集血液离心10分钟10000 rpm。是储存在-80°C,直到获得的等离子体分析。凤凰WinNonlin软件版本8.0来计算药代动力学参数。

3所示。结果与讨论

3.1。测定DSSD DFSD

DSSD的载药量和DFSD决心使用发达高效液相色谱方法。在固体分散样品,DSSD药物w / w含量76.71%,而DFSD药物含量为92.21% w / w。药物含量分析表明DFSD比DSSD壳体的浓度较高。这句话属于盐形式的温度稳定性。此外,DS的热稳定性是研究了淬火纯水晶DS和执行分析。quench-cooled纯DS的药物内容确定为41%,证实DS退化。强调杂质浓度的8 g / mL的DS之前和之后使用高效液相色谱法分析了淬火冷却。观察杂质的保留时间3.4分钟quench-cooled DS,不同于纯DS色谱(数字1(一)1 (b))。因此,盐形式可能不是ASSDs准备的一个可行的选择,特别是在淬火冷却方法,因其更高的熔点。

3.2。固态表征
3.2.1之上。DSC

纯盐无定形DS热法演示了一个玻璃化转变温度(Tg)在197°C,它同意文献[37,38]。相比之下,自由酸形式DF显示一个恒温动物在178°C。观察晶体性质从DF游离酸。DFSD和DSSD温谱图没有显示任何电热融化。因为没有锋利的恒温动物,我们可以考虑非晶,但需要进一步表征确认。此外,材料必须有一个特点Tg分为DSC非晶(39]。Tg不是明显DFSD和DSSD温谱图。DS的热分析图,DF、DFSD DSSD是描绘在图2

3.2.2。红外光谱

进行了红外光谱分析确定分子间相互作用DS, DF,得到。DS和DF红外光谱是缺乏一个哦拉伸特征峰在3700−3584厘米−1区域,确认自由羟基”没有在图3。有趣的是,广大羟基乐队3550−3200厘米−1在DS和DF红外光谱证实了壳体内存在分子内氢键分子(40]。此外,峰值为1640厘米−1代表了羰基具体延伸至二级链酰胺在一个开放的脚手架。自由酸DF的光谱表现出类似的模式盐形式DS除了羰基转向低波数从1640到1630厘米−1。除了一个事实,即峰值分散体通常是更广泛和减毒由于非晶相的转换,DSSD和DFSD没有展示任何显著的变化的峰值相比纯盐DS和游离酸DF形式。因此,没有观察到分子间的相互作用在DS / DF和SLP之间。

3.2.3。XRPD

x射线衍射分析证实了晶体药物转化为一种无定形形式。强烈的布拉格衍射是明显的DF的x射线衍射图,表明其晶体的特性。DS和DFSD的衍射,衍射图样是缺乏确凿的无定形的性质。然而,盐固体分散DSSD展出部分结晶度,明显的衍射峰的衍射图(图4)。XRPD结果似乎与DSC结果因为没有准备的DSC热分析图DSSD或DFSD显示任何恒温动物,这是典型的晶体形式的药物。这些相互矛盾的结果可能归因于DSC技术的本能的限制,在没有检测到少量的结晶度在许多情况下,材料内。进一步说,这一结果是在协议与耆那教的观察et al。41)还没有报道的DSC吸热峰Raltegravir S-SMEDDS MCC和neusilin®2。盐的结晶度固体分散DSSD是使用以下公式计算36]: 美联社=累计布拉格的水分样品强度和Ac =累计布喇格点的强度。

DSSD amorphicity百分比(54%)可能归因于有限的混溶的盐形式与SLP DS。这表明诱导的淬火冷却方法无效的障碍在DS晶格内,使其完全非晶态。

3.3。-聚合物间混溶

混溶在ASSDs包括药物-聚合物间系统特点是单相非晶相混合形成的药物-聚合物间。理论上,DS溶混性计算,使用DF,和SLP希尔德布兰德和汉森溶解度参数。根据表中提供的数据1希尔德布兰德溶度参数差DS或DF和SLP超过7 (MPa1/2),这意味着部分混合性。此外,DS / DF-SLP亲和力对氢键和可分散性非常相似。相比之下,极地结合亲和力与SLP在游离酸的情况下高于非晶盐。因此,DS / DF-SLP固体分散体的溶混性在某种程度上可以被认为是。

DSSD未能转换成一个完整的非晶态形式可以归因于多种因素。为主,失败是由于更高的熔点比游离酸盐形式的DS形式DF是显而易见的从各自的DSC热分析图。此外,非晶盐形式的过量焓DS较小(−0.38 J / g)相比,自由酸形式DF (−49.71 J / g)。因此,提高游离酸过量焓形式DF支持一个完整的非晶态体系的形成,与盐形式DS。此外,药物-聚合物间溶混性还取决于用来制备固体分散体的方法。慢跑等人准备模型化合物的固体分散体abt - 102使用串行稀释、喷雾干燥、溶剂蒸发。讨论固体分散体的abt - 102显示更强的吉布较高的溶混性药物和聚合物之间的自由能,从而导致一个更重要的熔点萧条相比,自闭症的溶剂蒸发和连续稀释(20.]。

3.4。溶解性的研究

盐形式的平衡溶解度DS,游离酸形成DF,盐固体分散DSSD和游离酸固体分散DFSD评估在USP磷酸盐缓冲剂pH值6.8(图5)。引人注目,壳体溶解度较高的盐固体分散,5.7折、10.5折相比纯盐以及游离酸的形式。此外,游离酸固体分散DFSD还显示改善壳体溶解度的4.54和8.3倍,各自的单个化合物。有两个可能的理由提高壳体的溶解度高盐固体分散DSSD比游离酸固体分散DFSD。首先,盐形式提高分子通过启用离解成离子溶剂化作用。Ion-dipole这些离子和水分子之间的相互作用更积极比nonionized药物和水氢键相互作用[13]。第二,晶形转化为一种非晶固体也导致更高的溶解度(42]。壳体的溶解度提高了固体分散体无论盐和游离酸形式。

3.5。在体外解散的研究

溶解的盐形式DS,游离酸形成DF,和固体分散体(DSSD和DFSD)显示在图中6。溶解的速率和程度大幅提高DSSD和DFSD相比,结晶盐和游离酸形式的壳体。盐固体分散DSSD展出的2倍和4倍改进药物释放的壳体比纯盐和游离酸形式。同样,自由酸固体分散DFSD显示1.5倍和4倍增强壳体药物释放。由于快速溶解的药物从DSSD和DFSD春天最初的阶段是在asd取得了15分钟。获得最高的药物释放后120分钟DFSD DSSD为89.59%和75.53%。

进一步与纯盐和游离酸形式不同,生成的过度饱和是维护(降落伞)在DSSD和DFSD。这种现象归因于solution-mediated结晶的抑制聚合物在asd。无定形化的双重效应和盐的存在形式可以归因于较高的药物释放比游离酸盐分散DSSD DFSD解散。由于晶格势垒是枯竭的无定形形式,溶解率增加;此外,盐形式影响self-buffering现象,增加溶解率(43,44]。盐形式修改的pH值近端微环境没有被搅动的水溶解固体层,促进电离,因此,解散。因此,盐的self-buffering功能驱动快速溶解而自由酸或碱,使改进的解散42]。然而,DSSD和壳体DFSD显示增强药物释放无论形式比纯结晶阶段。

3.6。在体外渗透率的研究

一种药物的渗透性是判定其生物利用度的重要因素。尽管壳体是BCS二类候选人具有高渗透性,asd预计将提高溶解生成胶体系统[45- - - - - -47]。必须研究准备DSSD的通量和DFSD由于胶束聚合在一段时间内,随着胶体系统是动态粒度变化。此外,这样的粒度变化将大大影响通量在生理相关时间尺度。图7介绍了DS的渗透率资料、DF DFSD, DSSD作为时间函数。盐固体分散DSSD证明通量最高,其次是游离酸分散DFSD。DSSD的通量和DFSD明显高于纯盐和游离酸的形式。最大的可实现的通量是由药物分子溶解在媒体的数量(48,49]。在这种背景下,流量和解散的结果一致,DSSD显示增强在渗透率比DFSD由于改进的溶解度。

3.7。药代动力学研究

在活的有机体内口服生物利用度的研究DS、DF DSSD, DFSD与雄性Wistar鼠进行禁食状态。药代动力学配置文件获得使用凤凰WinNonlin软件8.0版本,使用noncompartmental分析。血浆药物浓度时间的DS、DF DFSD, DSSD是描绘在图8,而表2由各自的药代动力学参数。在6个小时,壳体展出的最大血浆浓度(Cmax) DS和DF 1.84±3.50, 3.58±3.94μ克/毫升。准备的固体分散体,无论形式,体现更高C马克斯比纯粹的DS和DF。特别是,游离酸固体分散DFSD改善C马克斯的5.6和2.8倍,其次是DSSD的4.0和2.0倍比纯DS和DF结晶形式。类似地,吸收的程度(AUC)改善ASSD也显示了同样的模式。DFSD显示改善AUC最高(3.9和3.0折)接替DSSD(3.2和2.5折)相比,AUC的纯DS和DF。

有趣的是,T马克斯游离酸固体分散减少到2小时,与盐固体分散DSSD 6小时。这种行为可以归因于快速吸收的药物从非晶态固体分散由于更高浓度的分子溶解API促进drug-rich粒子扩散通过没有被搅动的层。对于DSSD,缺乏一个完整的非晶态形成有限drug-rich相粒子的生成;因此,T马克斯DSSD类似于纯DLT。较短的T马克斯DFSD可能是有利的对于快速行动开始后制定并减少所需的剂量治疗作用。统计分析是整个组织使用单向方差分析(Dunnett测试)GraphPad Prism 8.0版。DSSD和DFSD显示出统计上的显著差异( 值< 0.05)从单纯的DS和DF形式。药代动力学结果不一致的在体外解散的DSSD和DSFD USP磷酸盐缓冲剂( )。

有两个可能的理由边际DSSD的不同在活的有机体内概要文件相比在体外解散。首先,解散媒体组合在这项研究中不同于肠道液体成分。具体来说,USP磷酸盐缓冲剂( )是没有胆汁盐,因此没有精确与在活的有机体内概要文件。胆汁盐和媒体是关键因素的pH值控制在GIT化合物的溶解速度。一个案例研究在苯妥英进行观察解散媒体对药物释放的影响。Compendial和bio-relevant媒体(山东、FaSSIF FeSSIF,空白FaSSIF,和空白FeSSIF)被用作解散媒体。的在体外解散bio-relevant媒体对应配置文件在活的有机体内苯妥英的资料,与compendial媒体的配置文件(50]。因此,专门模仿在活的有机体内药物使用溶解方法的性能,溶解介质必须能够模拟GIT环境。人类的GIT环境是复杂的,与pH值的变化以及增溶的胆汁盐和磷脂的存在在GIT [51,52]。第二,DSSD并未完全转化为一种无定形形式,XRPD部分观察结晶度。他等人准备使用PVP固体分散体的姜黄素,惠普-β溶剂蒸发法的cd,泊咯沙姆。此外,惠普,β-CD-based固体分散体显示最高的改善姜黄素的药物释放溶解概要文件没有翻译的在活的有机体内生物利用度。这是由于缺乏惠普——转换βcd固体分散到一个完全非晶态形式(53]。然而,DSSD和DFSD相比提高了壳体的生物利用度纯盐和游离酸形式。

4所示。结论

在这项研究中,ASSDs壳体(DSSD)和游离酸盐形式(DFSD)制定了SLP使用淬火冷却方法。DSC、XRPD和红外光谱特征准备的asd。XRPD显示淬火冷却方法诱导的失败完全无定形形式DSSD盐固体分散,与游离酸分散。进一步,DSSD DFSD表现出改进的溶解度和溶解无论盐和游离酸乳液相比,结晶盐和游离酸。增强的解散DSSD DFSD也体现在提高通量。然而,由于部分结晶度,溶解盐固体分散DSSD微不足道的优势在雄性Wistar鼠的口服生物利用度研究。游离酸固体分散DFSD表现出显著的改善比DSSD壳体的血浆浓度。

未来进一步的实验将尝试包括溶剂蒸发,热熔挤压、球磨,和喷雾干燥完全非晶盐固体分散。原位无定形化是另一个使用喷雾干燥技术制备非晶盐。在这个实验中,该药物、抗衡离子和聚合物溶解在溶剂如甲醇和受到混合为一个同质的解决方案。最终的解决方案是讨论获得非晶盐。在球磨、毒品和盐琥珀酸和柠檬酸混合在不同摩尔比率和地面几个小时。优化后,聚合物在选择或w / w的比例添加到获得药物有机酸混合物和地面几分钟得到非晶盐固体分散。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。

确认

作者要感谢STEERLife私人有限公司和杂药物有限的药物样品提供礼物。此外,巴斯夫,德国,也承认提供的礼品样本聚合物。此外,赛克里希纳Anand Vullendula也承认对他的帮助在数据表示。达尼拉yarlagadda感谢印度麦利普高等教育学院(马希)提供TMA Pai博士奖学金和校内的资金(IMF)熟读的印度麦利普制药科学学院博士研究。开放获取的资金被马希启用和组织,印度麦利普,2023年。

补充材料

本节包括Dolutegravir无定形的钠盐,Dolutegravir自由酸,雷洛昔芬的结构。此外,生物分析方法验证参数包括系统适用性测试、特异性、线性、准确度和精密度,继续检查,复苏,储备溶液稳定性和长期稳定性数据。它还包含空白和LLOQ代表色谱壳体和RLX从血浆中提取样本。(补充材料)