Soluções de análise físico-química para suporte à formulação de nanofármacos
Técnicas de caracterização confiáveis são fundamentais para permitir e promover o uso de materiais de tamanho nano em produtos farmacêuticos. A intensa investigação de nanopartículas (partículas na faixa de tamanho de 10 nm a 1.000 nm) e seu uso cada vez maior como veículos de administração de medicamentos exigem a aplicação de uma variedade de técnicas de caracterização físico-química para ajudar no entendimento e no controle completos de parâmetros críticos.
No desenvolvimento da formulação e no fornecimento de medicamentos, o termo "nanopartículas" refere-se a uma variedade de partículas usadas para fornecer produtos de medicamentos ou proteínas ao local de destino. Isso inclui lipossomas, micelas SLNs (Solid Lipid Nanoparticles, Nanopartículas lipídicas sólidas) e nanopartículas poliméricas. O estado físico-químico do complexo de medicamentos-nanomateriais é frequentemente crítico, afetando a farmacocinética in vivo, a liberação e o funcionamento do medicamento. É necessária a caracterização completa de uma gama de parâmetros durante o desenvolvimento e a fabricação para garantir um controle eficaz do processo e a entrega de medicamentos seguros. Para veículos de administração de medicamentos em tamanho nano, o tamanho e a distribuição de tamanho, a forma e a composição são muitas vezes parte integrante da função bem-sucedida, uma vez que essas características podem influenciar a capacidade de um transportador atingir seu alvo e entregar a substância medicamentosa de forma eficaz.
A linha de tecnologias complementares da Malvern Panalytical para caracterização em nanoescala é amplamente utilizada. Ela tem aplicações de pesquisa e desenvolvimento fundamentais, inclusive de fabricação e de controle de qualidade, para caracterizar, monitorar e controlar características críticas de materiais de tamanho nano, formulações farmacêuticas e produtos de medicamentos.
O desenvolvimento de portadores de medicamentos de nanopartículas geralmente envolve adições ao componente principal de partículas. Por exemplo, o colesterol pode ser adicionado a lipossomas para melhorar sua estabilidade, ou as superfícies de partículas podem ser funcionalizadas usando PEG ou outros polímeros para estender os tempos de circulação no corpo.
Tais modificações de partículas destinam-se a melhorar as características de um transportador de medicamentos, mas devem ser cuidadosamente controladas. O monitoramento e a otimização da adição de materiais de modificação são essenciais para conter os custos e, mais importante, para garantir que a estabilidade das partículas não seja afetada negativamente.
As soluções bem estabelecidas da Malvern Panalytical para tamanho de nanopartículas, potencial zeta e medições de concentração fornecem um kit de ferramentas altamente eficaz para o desenvolvimento de formulações. Este kit de ferramentas permite o monitoramento e a otimização de formulações para determinar os intervalos e os parâmetros operacionais, bem como para melhorar a qualidade e a funcionalidade da formulação de nanopartículas.
A estabilidade térmica e o comportamento de fase de lipossomas e outras nanopartículas geralmente refletem a estabilidade in vivo e as características de liberação de medicamentos. Essas propriedades podem ser afetadas pelos componentes adicionados, incluindo o próprio medicamento, tornando importante entender a estrutura e a dinâmica do sistema como um todo.
Os sistemas DSC (Differential Scanning Calorimetry, Calorimetria de varredura diferencial) e XRD (X-ray diffraction, Difração de raios X) fornecem informações críticas para o mapeamento do comportamento da fase de lipossoma e para a compreensão da composição lamelar.
A estrutura interna de muitos portadores de medicamentos pode afetar suas propriedades de liberação de medicamentos e/ou sua estabilidade física. Entender e controlar os fatores influentes é importante na seleção de veículos apropriados de administração de medicamentos e na obtenção de formulações eficazes e estáveis.
A Malvern Panalytical oferece tecnologias analíticas que permitem a caracterização de composições portadoras de medicamentos. As aplicações vão desde a investigação da estrutura lamelar de lipossomas até a compreensão da estrutura de copolímero das partículas de polímero.
O fornecimento bem-sucedido de medicamentos usando um transportador requer não apenas o carregamento efetivo da substância medicamentosa, mas também um entendimento detalhado de como os portadores carregados se comportam sob uma variedade de condições diferentes. Os efeitos do processamento, armazenamento e transporte, e o comportamento do complexo medicamento-portador em condições fisiológicas devem ser estudados.
A NTA (Nanoparticle Tracking Analysis, Análise de rastreamento de nanopartículas) é amplamente aplicada para investigar a eficiência dos protocolos de encapsulamento de medicamentos e a consequente estabilidade dos complexos medicamentos-transportadores. Usando a rotulagem de fluorescência, a NTA pode monitorar o tamanho do medicamento-transportador complexo. Essas medições podem ser ampliadas para uso em fluidos fisiológicos para testar a estabilidade do medicamento-portador complexo nessas condições.
Garantir a estabilidade e a funcionalidade das formulações de nanopartículas por meio da otimização de processos e expansão, a fabricação e o uso final do produto requerem monitoramento contínuo de parâmetros críticos.
O tamanho dos lipossomas e de outros veículos de administração de medicamentos em tamanho nano é fundamental para sua função. O tamanho da nanopartícula é um atributo-chave de qualidade que é frequentemente explorado ou manipulado para obter a resposta biológica desejada. É um parâmetro de processo importante que deve permanecer constante do desenvolvimento até o uso de nanomedicina. O monitoramento do tamanho e das possíveis alterações de tamanho durante toda a vida útil da formulação é essencial, independentemente do processo de fabricação.
A MADLS (Multi-Angle Dynamic Light Scattering, Dispersão de luz dinâmica multiângulo), a DLS (Dynamic Light Scattering, Dispersão de luz dinâmica) clássica e a NTA (Nanoparticle Tracking Analysis, Análise de rastreamento de nanopartículas) são usadas para elucidar quaisquer alterações no tamanho e na concentração de partículas que possam ocorrer durante as etapas de processamento padrão, como descongelamento, homogeneização e reconstituição após a liofilização.
Outro atributo importante de qualidade que influencia a funcionalidade de uma formulação de nanopartículas é a carga de nanopartículas. Isso é frequentemente vinculado à força da resposta imune e é um parâmetro que precisa ser monitorado ao usar lipídios carregados.
A tecnologia de espalhamento de luz dinâmico permite medir o potencial zeta para indicar a carga geral de uma formulação, que é relevante em toda a pesquisa e desenvolvimento, fabricação e uso final da formulação. As alterações na carga de formulação em qualquer estágio durante toda a vida útil do produto têm o potencial de impactar a eficácia do nanomedicamento e, portanto, requerem monitoramento cuidadoso.
