XRPD bei der Arzneimittelentwicklung Blog-Serie Teil 1: Von der Löslichkeit zur Wirksamkeit: Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln durch Pulverröntgenbeugung

In den kommenden vier Teilen werden wir in einer Blog-Serie aufzeigen, wie die Pulverröntgenbeugung (XRPD), eine Methode der Festkörperanalyse, zur Optimierung der Löslichkeit und Leistung in der Arzneimittelentwicklung eingesetzt werden kann.

Im ersten Teil konzentrieren wir uns darauf, wie XRPD bei der Erreichung des Qualitätsziele-Produktprofiles (QTPP), das notwendig ist, um zu beweisen, dass ein Arzneimittel „alle Bedingungen erfüllt“, helfen kann.
Weitere Teile finden Sie unter Teil 2, Teil 3, Teil 4.

Herausforderungen der geringen Arzneimittellöslichkeit in der Entwicklung

Um sicherzustellen, dass kleinmolekulare Arzneimittel die richtige Bioverfügbarkeit aufweisen, ist es entscheidend, die gewünschte Löslichkeit des Wirkstoffs (API) zu gewährleisten, doch die Löslichkeit von Medikamenten stellt in der Arzneimittelentwicklung eine große Herausforderung dar. Etwa 75 % der in Entwicklung befindlichen Medikamente sind schwerlöslich, was die Wirksamkeit innovativer neuer Therapien signifikant beeinträchtigen kann.

Um die Wirksamkeit dieser Produkte zu steigern, arbeiten Forscher daran, die Löslichkeit des Wirkstoffs zu optimieren. Dazu ist eine Festkörperanalyse erforderlich, um die verschiedenen kristallinen, amorphen, salzartigen und solvatisierten Formen von Verbindungen zu identifizieren und deren Eigenschaften aufzudecken. Die Festkörperanalyse ermöglicht ein klares Verständnis des API und all seiner Formen, was die Optimierung und Kontrolle der Verarbeitbarkeit und Bioverfügbarkeit ermöglicht. Dies verbessert die Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln und erhöht die Wahrscheinlichkeit regulatorischer Zulassungen und klinischer Erfolge.

Eine gängige Methode der Festkörperanalyse ist die Analyse mittels Pulverröntgenbeugung (XRPD). Hier wird erläutert, wie XRPD in der Arzneimittelentwicklung und -verbesserung genutzt werden kann, insbesondere zur Erreichung der Qualitätsstandards von Arzneimitteln.

Was ist XRPD?

XRPD ist eine schnelle Analysetechnik, die hauptsächlich zur Phasenbestimmung kristalliner Materialien verwendet wird. Sie registriert das Röntgenbeugungsmuster der Analyten und liefert Informationen über die Einheitszellenmaße und -anteile. XRPD wird genutzt, um die Amorphität oder Kristallinität von APIs zu bewerten, sowie zur Evaluierung der physikalischen Stabilität, Verarbeitungsfähigkeit und in vivo Löslichkeit von Arzneimitteln.

Erreichung des Qualitätsziele-Produktprofiles (QTPP) durch XRPD

XRPD bietet ein detailliertes Profil der Kristallgröße und Mikrostruktur der APIs in der Formulierung. Diese Technologie erlaubt es, die feste Form des APIs zu beurteilen und deren Einfluss auf Löslichkeit und Stabilität in verschiedenen Formulierungen zu verstehen. Beispielsweise ist detaillierte Information über die verschiedenen Polymorphe des APIs hilfreich, um die Sicherheit, Leistung und Wirksamkeit des Arzneimittels vorherzusagen. XRPD kann verwendet werden, um die kritischen Materialeigenschaften (CMA) zu messen, die für den Nachweis der QTPP erforderlich sind. Das QTPP berücksichtigt Aspekte wie Verabreichungsweg, Darreichungsform und Bioverfügbarkeit, die mit Qualität, Sicherheit und Wirksamkeit in Zusammenhang stehen.

Mit den neuesten XRPD-Festkörperprobenanalysetechniken können Beweise gesammelt werden, die notwendig sind, um die kritischen Qualitätsmerkmale (CQA) zu definieren, die das QTPP unterstützen. Dies ermöglicht die folgenden Dinge:

• Wahl eines besser löslichen Arzneimittelwirkstoffs
• Auswahl stabiler Formen, die Verarbeitungs- und Lagereigenschaften verbessern
• Identifikation und Eliminierung von Polymorphen, die die Wirksamkeit oder Sicherheit eines Arzneimittels beeinträchtigen könnten
• Erforschung von festen Alternativen (Polymorphe, Salze, Koco-Kristalle etc.)
• Identifizierung aller relevanten Polymorphe und Erlangung des dazugehörigen Patentes

Diese Art der Sammlung physikalisch-chemischer Daten ist in verschiedenen Phasen des Arzneimittelentwicklungsprozesses unerlässlich. Die Löslichkeit und Stabilität des Wirkstoffs ist von der frühen Entwicklungsphase bis zur klinischen Anwendung und Zulassung stets erforderlich. XRPD ist die ideale Technik zur Überwachung dieses Prozesses.

XRPD ist ein leistungsstarkes Werkzeug, um die CMA eines Arzneimittels zu etablieren, zu bestätigen und zu optimieren. Es kann Veränderungen in der Löslichkeit und Stabilität eines Arzneimittels erkennen und vorhersagen. Damit liefert es entscheidende Informationen im Arzneimittelentwicklungsprozess von der Konzeptphase bis zur Produktionsstufe.

Im nächsten Blog-Beitrag werden wir erklären, wie das Verständnis der Existenz von Polymorphen in Arzneimitteln sowohl den Patienten als auch den Patentschutz betrifft und helfen kann.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie XRPD bei der Arzneimittelentwicklung hilft, laden Sie bitte den vollständigen Leitfaden herunter und schauen Sie ihn sich an.

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