Der wirtschaftliche, wettbewerbsfähige und gesundheitliche Druck treibt die Entwicklung pharmazeutischer Arzneimittel voran, da Unternehmen versuchen, die Rentabilität zu verbessern und die Markteinführungszeit zu verkürzen.  Die Einführung des richtigen Wirkstoffs für aktive pharmazeutische Wirkstoffe (API) ist entscheidend für den Erfolg jedes Projekts, sodass eine frühzeitige und umfassende Charakterisierung eine unerlässliche Anforderung darstellt.

Eine detaillierte physikalisch-chemische Charakterisierung des API trägt dazu bei, die Ungewissheit und die Risiken, die mit der Arzneimittelentwicklung im Frühstadium verbunden sind, zu bewältigen und abzuschwächen. Ansätze nach dem Motto „schnell gewinnen, schnell scheitern“ sind entscheidend für den längerfristigen Erfolg und ermöglichen die schnelle Identifizierung entwicklungsfähiger APIs, die die Anforderungen an Sicherheit, Bioverfügbarkeit und wahrscheinliche Verarbeitbarkeit erfüllen.

Malvern Panalytical verbindet Fachwissen in der API-Entwicklung, -Entdeckung und -Herstellung mit einem tiefen Verständnis für die Anwendung der physikalisch-chemischen Analyse in der Arzneimittelentwicklung. Unsere Systeme, die im gesamten Arbeitsablauf der pharmazeutischen Entwicklung eingesetzt werden, helfen bei der Beantwortung von Fragen zur Bioverfügbarkeit, Stabilität, Verarbeitbarkeit und Qualität von Wirkstoffen:

  • Auswahl geeigneter Kandidaten
  • Verständnis für wichtige Materialeigenschaften (CMAs) erlangen 
  • Implementierung von Skalierung für Qualität in der API-Fertigung
  • Anwendung von Quality by Design (QbD) durch Unterstützung bei der Definition des physikalisch-chemische Design-Space 


API-Entwickler können auch auf einzigartig zugeschnittene Expertenhilfe zugreifen, die die schnelle Identifizierung geeigneter Arzneimittelkandidaten durch Amplify Analytics unterstützt. Amplify Analytics ist eine Reihe hoch flexibler und skalierbarer Dienstleistungen, die als Ergebnis der Partnerschaft zwischen Malvern Panalytical und der Auftragsforschungsorganisation Concept Life Sciences entstanden sind. 

Bioverfügbarkeit aktiver pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs)

Die schlechte Löslichkeit der meisten aktuellen APIs erhöht die Komplexität bei der Sicherstellung, dass ein Molekül eine ausreichende Bioverfügbarkeit für eine effektive Anwendung aufweist. Ansätze wie das Klassifizierungssystem für die Entwicklungsfähigkeit (DCS) und das Klassifizierungssystem für die Herstellung (MCS) helfen dabei, die Kandidatenmoleküle zu identifizieren, die wahrscheinlich die Anforderungen an die Bioverfügbarkeit erfüllen und die dann auch in der Skalierung und bei der Herstellung erfolgreich sein werden. Diese Systeme stützen sich auf geeignete physikalisch-chemische Analysen, die die erforderlichen Daten liefern, um die Leitsubstanzoptimierung und die Auswahl von API-Salzen und Polymorphen mit den kritischen Materialeigenschaften (CMAs) zu verknüpfen, die erforderlich sind, um sowohl die Produkt- als auch die Prozessanforderungen zu erfüllen.

Zu den gängigen Strategien für das API-Design zur Verbesserung der Löslichkeit gehören die Reduzierung der Partikelgröße, die Identifizierung und Auswahl verschiedener polymorpher Stoffe und zunehmend die Verwendung amorpher Formen des Moleküls. 

Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Beantwortung von Fragen wie:

  • Welche festen Formen sind verfügbar?
  • Gibt es mehrere polymorphe Stoffe?
  • Wie wirkt sich eine Reduzierung der Partikelgröße auf die Stabilität von Partikeln und Polymorph aus?
  • Wie viel amorpher Inhalt ist vorhanden, und wie können amorphe Strukturen definiert und charakterisiert werden?

Analysewerkzeuge zur Unterstützung von Bioverfügbarkeitsstrategien

Stabilität des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API)

Das Wissen über die Stabilität der festen Form eines API ist ein wesentlicher Bestandteil der Leitsubstanzoptimierung, des Salz-Screenings und der Prozessentwicklung. Polymorphe Übergänge können zu Veränderungen wie veränderten Auflösungsraten, verminderter Arzneimittelwirksamkeit und möglichen Nebenwirkungen führen, und ihr Vorhandensein kann Patentprobleme aufwerfen. 

Die Auswahl des Polymorphs und die Bestätigung der polymorphen Stabilität im Laufe der Zeit sind daher von entscheidender Bedeutung. Dies wird noch wichtiger, wenn eine amorphe Form des API gewählt wird, um die Löslichkeit zu verbessern, da eine unerwartete Kristallisierung einer unlöslichen Form fatal sein kann.

Die Sicherheit, dass alle polymorphen Formen bekannt sind und ihr Verhalten verstanden wird, hilft beim Umgang mit der API-Stabilität und reduziert das Risiko von später auftretenden polymorphen Formen, die die nachgeschaltete Entwicklung gefährden könnten. 

Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Beantwortung von Fragen wie:

  • Welche polymorphen Formen des API sind möglich?
  • Wie verhalten sich diese polymorphen Formen?

Analysewerkzeuge für Stabilitätsuntersuchungen

Verarbeitungsfähigkeit eines aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API)

Viele APIs fallen bei der Skalierung durch, oft aufgrund von Stabilitäts- oder Prozessproblemen. Mit dem Aufkommen der kontinuierlichen Verarbeitung und der Entwicklung neuartiger Herstellungsmethoden wird es immer wichtiger, dass ein API den Anforderungen an Entwicklungsfähigkeit, Verarbeitung und Skalierung gerecht wird. 

Die Systeme von Malvern Panalytical liefern den Einblick, der einen QbD-Ansatz für die API-Entwicklung ermöglicht, indem sie die Definition eines robusten Design-Space, die Prozessoptimierung und die Aufrechterhaltung der Prozessleistung innerhalb dieses Bereichs unterstützen. 

Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Beantwortung von Fragen wie:

  • Wie stabil ist ein API während der Verarbeitung?
  • Wie können kritische Materialattribute (CMAs) in Bezug auf die Bioverfügbarkeit kontrolliert werden?
  • Welches Sicherheitsprofil gilt für das Produkt oder die Inhaltsstoffe in Bezug auf elementare Verunreinigungen?

Analytische Ansätze zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Unterstützung der Skalierung

Qualität des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API)

Die Übergabe an die Fertigung erfordert die Definition eines robusten Pakets für die chemische Fertigung und Kontrollen (Chemical Manufacturing and Controls, CMC). Dieses Paket muss sicherstellen, dass CMAs überwacht werden, um die API-Produktqualität und -Sicherheit zu gewährleisten. Die Analyse der Mikrostruktur und des Feststoffs gehören zu den wichtigsten Charakterisierungen gemäß ICH-Leitlinien (ICH Q3D, ICH Q6A und ICH Q1A).

Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Beantwortung von Anforderungen, einschließlich:

  • Qualitätskontrolle von Rohmaterialien und Zwischenprodukten für APIs und Hilfsstoffe sowie Stabilitätstests für die Chargenfreigabe
  • Ursachenanalyse für die Chargenfreigabe
  • Physikalisch-chemische Erkenntnisse zur Unterstützung der Prozessoptimierung
  • In-vitro-Bioäquivalenzbeurteilung zur Unterstützung des Transfers von Prozessen oder Produkten zwischen Standorten und/oder von alten zu neuen Verarbeitungsmethoden

Unterstützung robuster API-Fertigung und Qualitätskontrolle

Entwicklungsdienste für aktive pharmazeutische Wirkstoffe (APIs)

Amplify Analytics ist ein neues und einzigartiges Angebot an hochflexiblen Dienstleistungen, die Entwickler bei der raschen Identifizierung neuer Arzneimittelkandidaten mit den am besten geeigneten Anforderungen an Bioverfügbarkeit und Verarbeitbarkeit unterstützen sollen. 

Amplify Analytics vereint die Expertisen von Malvern Panalytical und Concept Life Sciences in den Bereichen Chemie und physikalisch-chemische Analyse sowie das kollektive Verständnis der Kundenanforderungen bei der Beurteilung der Entwicklungsfähigkeit von Arzneimitteln. Das Ergebnis ist eine Reihe skalierbarer Dienstleistungen, die maßgeschneiderte Kombinationen aus Analytik, Know-how, Instrumentierung und Expertenunterstützung bieten, die auf die individuellen Bedürfnisse jedes Kunden zugeschnitten sind. 

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