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Entwicklung aktiver pharmazeutischer Wirkstoffe (API)

Physikalisch-chemische Analyse für datengestützte frühe Entscheidungsfindung in der pharmazeutischen Entwicklung

Der Druck durch die Wirtschaft, den Wettbewerb und das Gesundheitssystem treibt die Veränderungen in der Entwicklung pharmazeutischer Arzneimittel immer weiter voran. Die Unternehmen versuchen dabei die Rentabilität zu verbessern indem Sie die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen. Die Auswahl des richtigen Wirkstoffs für die weitere Entwicklung 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, einzugrenzen. Ansätze nach dem Motto „schneller Erfolg oder schnelles Scheitern“ sind entscheidend für den langfristigen Erfolg und ermöglichen die schnelle Identifizierung entwicklungsfähiger APIs, welche die Anforderungen an Sicherheit, Bioverfügbarkeit und Verarbeitbarkeit erfüllen.

Malvern Panalytical verbindet Fachwissen in der Entwicklung, Entdeckung und Herstellung von Wirkstoffen 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. Wir unterstützen bei:

  • der Auswahl geeigneter Kandidaten
  • dem Verständnis für kritische Materialeigenschaften (CMAs)
  • der Übertragung der API-Fertigung vom Labormaßstab in die Produktion
  • der Anwendung von Quality by Design (QbD) Ansätzen


API-Entwickler können auch auf einzigartig zugeschnittene Expertenhilfe über Amplify Analytics zugreifen, welche die schnelle Identifizierung geeigneter Arzneimittelkandidaten unterstützt. Der Begriff Amplify Analytics fasst eine Reihe hoch flexibler und skalierbarer Dienstleistungen, zusammen, 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, um sicher zu stellen, dass ein Molekül eine ausreichende Bioverfügbarkeit für eine effektive Anwendung aufweist. Ansätze wie das Developability Classification System (DCS) und das Manufacturing Classification System (MCS) helfen dabei, die Kandidaten zu identifizieren, welche die höchste Wahrscheinlichkeit besitzen die Anforderungen an die Bioverfügbarkeit und erfolgreiche Herstellung zu erfüllen. Diese Ansätze stützen sich auf geeignete physikalisch-chemische Analysen, welche die erforderlichen Daten liefern, um die Optimierung der besten Kandidaten und die Auswahl von API-Salzen und Polymorphen mit den kritischen Materialeigenschaften (CMAs) zu verknüpfen, die erforderlich sind, um 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 Formen?
  • 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?

Empfohlene Produkte zur Unterstützung von Bioverfügbarkeitsstrategien

Empyrean

Differenzierung von API-Polymorphen oder Finden und Definieren amorpher Formen während der Entwicklung von Arzneimittelsubstanzen und Stabilitätsstudien
Empyrean

Morphologi 4-ID

Untersuchung der Beziehung zwischen Polymorphen und ihren morphologischen Eigenschaften als Teil von Bioverfügbarkeits- und Verarbeitbarkeitsbewertungen.
Morphologi 4-ID

Mastersizer 3000

Festlegung von Spezifikationen für die Partikelgröße von Arzneimittelsubstanzen, um die Bioverfügbarkeit von APIs während der Skalierung und der Herstellung zu kontrollieren.
Mastersizer 3000

Stabilität des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API)

Das Wissen über die Stabilität der festen Form eines API ist ein wesentlicher Bestandteil der Optimierung der besten Kandidaten, 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 Stabilität über die Zeit sind daher von entscheidender Bedeutung. Dies wird noch wichtiger, wenn eine amorphe Form des API gewählt wird, die eine bessere Löslichkeit zeigt, 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 Einstellen 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

Empyrean

Erkennung verschiedener Polymorphe und Bewertung der Polymorphstabilität während der Leitsubstanzoptimierung und des Salz-Screenings.
Empyrean

Verarbeitungsfähigkeit eines aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API)

Viele APIs fallen bei der Hochskalierung der Produktion durch, oft aufgrund von Problemen in Zusammenhang mit der Stabilität oder den Prozessparametern. Mit dem Aufkommen neuartiger Herstellungsmethoden wird es immer wichtiger, dass ein API den Anforderungen an Entwicklungsfähigkeit, Verarbeitung und Hochskalierung 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 Bereichs für 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 Verunreinigungen?

Analytische Ansätze zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Unterstützung der Skalierung

Empyrean

Verstehen, wie die Kristallinität und die Stabilität der festen Form während der API-Verarbeitung und der Formulierung von Arzneimitteln beeinflusst werden
Empyrean

Morphologi 4-ID

Bestimmen, wie sich die Verarbeitung auf die Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln auswirken kann, indem sie Veränderungen der Partikelgröße und -form verursacht
Morphologi 4-ID

Insitec

Online-Kontrolle der API-Mikronisierung für konsistente Partikelgröße und optimierte Verarbeitung
Insitec

Epsilon 4

Anwendung eines einfachen, robusten Screenings auf elementare Verunreinigungen zur Unterstützung der Prozessentwicklung und Skalierung
Epsilon 4

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 Produktqualität und Sicherheit des API zu gewährleisten. Die Analyse der Mikrostruktur und des Feststoffs gehören zu den wichtigsten Charakterisierungen gemäß ICH-Richtlinien (ICH Q3D, ICH Q6A und ICH Q1A).

Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Erfüllung der Anforderungen an:

  • 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

Aeris

Die nächste Generation der XRD-Forschung
Aeris

Mastersizer 3000

Durchführung einer robusten, zuverlässigen Partikelgrößenanalyse für Rohmaterialien und Zwischenprodukte zur Sicherstellung der Robustheit bei der Herstellung.
Mastersizer 3000

Morphologi 4-ID

Verständnis für die Änderungen der Partikelgröße und -form, die zu Chargenfehlern oder Verarbeitungsproblemen führen können.
Morphologi 4-ID

Empyrean

Bestätigung der kritischen Polymorphstabilität bei der Verarbeitung und beschleunigten Stabilitätsuntersuchungen.
Empyrean

Insitec

Steuerung des Starts und der Stabilität des API-Mahlprozesses durch Online-Partikelgrößenmessungen
Insitec

Aeris XRD for pharma

Solid form analysis for pharmaceutical development and production
Aeris XRD for pharma

Dienstleistungen für die Entwicklung aktiver pharmazeutische Wirkstoffe (APIs)

Amplify Analytics ist ein neues und einzigartiges Angebot an hochflexiblen Dienstleistungen, das Entwickler bei der raschen Identifizierung neuer Arzneimittelkandidaten, mit der besten Bioverfügbarkeit und Verarbeitbarkeit, unterstützt. 

Amplify Analytics vereint die Expertisen von Malvern Panalytical und Concept Life Sciences in den Bereichen Chemie und physikalisch-chemischer Analyse sowie das kollektive Verständnis der Kundenanforderungen in Bezug auf die Entwicklung von Arzneimitteln. Das Ergebnis ist eine Reihe skalierbarer Dienstleistungen, welche die maßgeschneiderte Kombination aus Analytik, Know-how, Messgeräten und Expertenunterstützung bieten, um die individuellen Bedürfnisse jedes Kunden zu erfüllen.