Wenn ein proteinbasiertes Medikament die Pipeline von der Entdeckung bis zur Entwicklung durchläuft, ist es wichtig, eine optimale, robuste Formulierung zu erreichen. Diese muss für den beabsichtigten therapeutischen Einsatz des Moleküls geeignet und wirksam sein und seine Stabilität, Konformation und Wirksamkeit während der Produktion, des Versands und der Lagerung über die gesamte gewünschte Haltbarkeitsdauer beibehalten.  

Die Natur biologischer Materialien bedeutet, dass ihre Formulierung als Biopharmazeutika besondere Herausforderungen mit sich bringt. Die biophysikalischen Charakterisierungswerkzeuge von Malvern Panalytical werden zur Überwachung der Proteinkonformation, zur Vorhersage der thermischen Stabilität und zur Messung der Aggregatbildung als Reaktion auf die Formulierungs- und Lagerungsbedingungen eingesetzt. Sie liefern Informationen, die für das Verständnis der Stabilität biologischer Moleküle und die Beschleunigung der biopharmazeutischen Formulierungsentwicklung entscheidend sind.

Stabilität der Formulierung

Bei der Entwicklung biologischer Formulierungen besteht das Hauptziel darin, die optimalen Bedingungen zu finden, die den größten Stabilisierungsgrad bieten, um die Struktur höherer Ordnung eines Moleküls zu unterstützen, und die es daher ermöglichen, den höchsten Anteil an bioaktivem, nativem Protein zu erhalten. Denaturierte Proteine sind tendenziell anfälliger für irreversible chemische Prozesse wie Proteolyse, Oxidation und Deamidierung, was wiederum zu Inaktivierung und dem Risiko der Aggregation führen kann, was letztendlich unerwünschte immunogene Effekte zur Folge haben kann.

Während der Formulierungsentwicklung wird das Biomolekül einer Reihe von Bedingungen ausgesetzt, darunter:

  • Unterschiedlichen Puffern, Temperaturen, Scherkräften, pH-Werten und Salzkonzentrationen
  • Verschiedene Hilfsstoffe, die zur Stabilisierung des Proteins oder zur Unterstützung bei der Herstellung oder Verabreichung verwendet werden
  • Hohe Konzentrationen, um festzustellen, wie weit ein Wirkstoffkandidat in einer Reihe von Puffern und Zusatzstoffen konzentriert werden kann, bevor eine Proteinaggregation auftritt

Biophysikalische Charakterisierungssysteme für die Formulierungsentwicklung

Studien zur Langzeitstabilität

Sobald eine Medikamentenformulierung in die klinische Erprobung geht, wird sie Langzeitstabilitätstests unterzogen, einschließlich beschleunigter (erzwungener) Degradationsstudien. Die erweiterte Charakterisierung von submikroskopischen und subvisiblen Partikeln spielt bei der Überwachung der Formulierungsbestandteile über die Zeit eine wichtige Rolle. Es ist wichtig, den Ursprung und die Natur der Partikel zu verstehen und zu bestimmen, ob sie inhärent, intrinsisch oder extrinsisch sind.

Biophysikalische Charakterisierungsmethoden werden verwendet, um die Proteinkonformation zu überwachen, die thermische Stabilität vorherzusagen und die Aggregatbildung als Reaktion auf Formulierungs- und Lagerungsbedingungen zu messen. Zu diesen Methoden gehören die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC), dynamische Lichtstreuung (Dynamic Light Scattering, DLS), Größenausschluss-Chromatographie (SEC) und Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA).

Analytische Lösungen zur Unterstützung von Langzeit-Stabilitätsstudien

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