Die zunehmende Komplexität von Arzneimittelformulierungen treibt die Anwendung von In-vitro-Bioäquivalenzuntersuchungen (IVBE, in vitro bioequivalence) voran – Der Prozess der Verwendung von In-vitro-Verfahren zur Beurteilung der Bioverfügbarkeit eines Testprodukts und der Bioäquivalenz zum Referenzprodukt (RLD, reference listed drug), um die Arzneimittelentwicklung zu optimieren und zu beschleunigen. Diesem Trend liegt die Erkenntnis zugrunde, wie wichtig die Mikrostruktur der Formulierung für die Kontrolle der Verabreichung und Freisetzung von Medikamenten ist.

Eine Reihe physikochemischer Eigenschaften sind der Schlüssel zum Verständnis der Mikrostruktur einer pharmazeutischen Formulierung. Dazu gehören Partikelgrößenverteilung, Partikelladung, polymorphe Form, Phasenverhalten, Partikelmorphologie und Molekülstruktur. Die Charakterisierung, Kontrolle und Optimierung dieser Parameter trägt zum Erfolg der Entwicklung bei, indem ein detailliertes Verständnis dafür geschaffen wird, wie Struktur und Eigenschaften der Formulierung sich auf die Verarbeitung und Leistung des Arzneimittels auswirken. 

Das Portfolio an physikochemischen Analyseverfahren und das Fachwissen von Malvern Panalytical ermöglichen die Bewertung der Formulierungseigenschaften von aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen (API, active pharmaceutical ingredients), Trägerstoffen und Arzneimittelprodukten. Dieses Portfolio umfasst Lösungen für die Analyse der Zusammensetzung, die morphologische Charakterisierung und die Bestimmung der Struktur und der Interaktion zwischen den Komponenten. Sie alle spielen eine entscheidende Rolle, nicht nur bei der Ermöglichung erfolgreicher IVBE-Studien, sondern auch bei der Gewinnung des grundlegenden Verständnisses der Stabilität und Leistung einer Formulierung, das die Grundlage für eine gezieltere Optimierung bildet.

Entwicklung komplexer Formulierungen

Die Erzielung einer reproduzierbaren Wirkstoffabgabe ist eine bedeutende Hürde, da zunehmend komplexe Formulierungen zum Einsatz kommen,, um Herausforderungen wie geringe API-Löslichkeit, modifizierte Freisetzung und lokalisierte oder zielgerichtete Verabreichungsanforderungen zu bewältigen. Komplexe Arzneimittelprodukte können als solche definiert werden, wenn sie eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen: 

  • Komplexe aktive Inhaltsstoffe wie Peptide, komplexe Ausgangsmischungen oder natürliche Produkte
  • Komplexe Formulierungen, einschließlich Liposome, Kolloide, Nanomaterialien und Emulsionen
  • Komplexe Verabreichungsformen, z. B. lokal wirkende Arzneimittel, einschließlich topischer Präparate
  • Komplexe Kombinationen von Medikamenten und Geräten wie Inhalatoren, Nasensprays und transdermale Verabreichungssysteme
  • Komplexe Wirkstofffreisetzungsprofile, zum Beispiel Arzneimittel mit modifizierter Wirkstofffreisetzung


Die physikochemische Analyse unterstützt die Entwicklung komplexer Formulierungen durch die Aufklärung der Mikrostruktur des Arzneimittels, der Trägerstoffe und der Formulierung. Dies gibt Entwicklern den Einblick, der in vitro, während der Formulierungsentwicklung und -optimierung benötigt wird, um die erforderliche Bioverfügbarkeit in vivo zu erreichen. Die mikrostrukturelle Analyse hilft auch bei der effektiven Skalierung zur kommerziellen Herstellung, indem sie sicherstellt, dass die kritischen Materialeigenschaften, die die Leistung und Stabilität der Formulierung beeinflussen, überwacht und kontrolliert werden. 

Malvern Panalytical bietet eine breite Palette an mikrostrukturellen Analysewerkzeugen und Fachwissen, welche für die Entwicklung komplexer Formulierungen unerlässlich sind. Diese liefern das Wissen, das erforderlich ist, um Formulierungsentscheidungen risikoärmer zu gestalten und eine erfolgreiche Formulierungsentwicklung zu beschleunigen.

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Nachweis der Bioäquivalenz

Die Anwendung von In-vitro-Bioäquivalenzansätzen wird von Regulierungsbehörden als eine wichtige Voraussetzung für die effektive Entwicklung komplexer generischer Arzneimittelformulierungen betrachtet. Die US-amerikanische FDA und andere Aufsichtsbehörden haben produktspezifische Leitlinien herausgegeben, die die Rolle der Bewertung der physikochemischen Äquivalenz (Q3) als Teil der Feststellung der Bioäquivalenz eines generischen Testprodukts mit einem als Referenz gelisteten Arzneimittels  hervorheben. Durch den Wegfall klinischer Endpunktstudien kann dieser Ansatz die Markteinführungszeit für neue Generika erheblich verkürzen.

Das Sortiment von Malvern Panalytical für die physikochemische Charakterisierung bietet die fortschrittlichen Analysemethoden und das Fachwissen, welches für die Unterstützung wichtiger Bioäquivalenzstudien unerlässlich ist.. Darüber hinaus bietet es Funktionen, die über die grundlegenden gesetzlichen Anforderungen hinausgehen, und ermöglicht gezielte physikochemische Analysen, die ein besseres Verständnis der Zusammensetzung, des Verhaltens und der Stabilität einer Formulierung bieten. Eine solche Analyse und der Einblick in den Raum des Formulierungsdesigns trägt dazu bei, die Optimierung der Prototyp-Formulierungen zu vereinfachen, die Anzahl der für eine optimale Formulierung erforderlichen Experimente zu reduzieren und das Risiko von Fehlern bei der Skalierung zu verringern.  

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Lebenszyklusmanagement

Während der kommerziellen Phase des Lebenszyklus eines Arzneimittels kann es erforderlich sein, den Herstellungsprozess zu ändern. Dies kann beispielsweise eine Reaktion auf Änderungen der Quelle kritischer Rohmaterialien oder Zwischenprodukte sein. Alternativ kann es erforderlich sein, die Herstellung an einen anderen Standort zu verlegen oder möglicherweise einen externen Partner zu beauftragen, um auf Veränderungen in der Nachfrage nach einem bestimmten Arzneimittel zu reagieren. Um die Aufrechterhaltung der Produktzulassung in diesen Situationen aufrechtzuerhalten, müssen Herstellungs- und Formulierungselemente identifiziert werden, die zur Sicherstellung der Produktqualität beibehalten werden müssen.

Die Anwendung von In-vitro-Bioäquivalenzverfahren bietet einen realistischen, wissenschaftlichen Ansatz zur Identifizierung der kritischen Materialeigenschaften, die mit der Formulierung eines Arzneimittels in Verbindung stehen, und ermöglicht so die Definition einer Kontrollstrategie zur Verwaltung von Änderungen nach der Zulassung. Die physikochemischen Charakterisierungswerkzeuge von Malvern Panalytical, gepaart mit unserem Wissen und unserer Erfahrung hinsichtlich der Anforderungen an die Methodenvalidierung und -transfer, können Ihnen helfen, eine geeignete analytische Strategie zur Unterstützung der Verwaltung von Änderungen zu definieren, um sicherzustellen, dass die Produktleistung und -sicherheit erhalten bleiben.

Die Dienstleistungen von Amplify Analytics unterstützen unsere Kunden bei ihren Herausforderungen im Bereich der physikochemischen Charakterisierung, sowie bei der Entwicklung, Validierung und dem Einsatz von Analysemethoden zur Unterstützung der pharmazeutischen Formulierung und Herstellung

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