Alfatestlab est équipé d’un ensemble unique de techniques analytiques qui permettent la démonstration in-vitro de la bioéquivalence, par la mesure des propriétés physiques telles que la taille des particules de l’API, l’aspect cristallin ou le polymorphisme, la forme solide, les propriétés thermiques, les propriétés viscoélastiques. L’étude suivante a été réalisée par Malvern Panalytical (UK), elle illustre l’utilisation de la technique MDRS (Morpholocally-Directed Raman Spectroscopy) et des mesures rhéologiques disponibles chez AlfatestLab pour la caractérisation physicochimique de l’acyclovir afin de comparer le médicament de référence (RLD) et le médicament générique.
Les produits pharmaceutiques topiques prennent généralement la forme de lotions, de crèmes, de gels ou de pâtes et sont utilisés pour délivrer des médicaments à action locale sur leurs sites d’action. Les versions génériques de ces médicaments sont très demandées et la pression augmente pour développer ces alternatives plus rapidement et plus efficacement. Un des défis du développement d’une version générique d’un médicament à action locale réside dans la démonstration de sa bioéquivalence (BE).
Pour les substances à action locale, les tests in vivo directement sur le site d’action présentent certains problèmes, nécessitent un nombre élevé de patients, sont coûteux, prennent beaucoup de temps et peuvent ne pas être suffisamment sensibles, étant donné la variabilité potentielle de facteurs tels que le temps d’exposition et la taille de la zone d’application. En outre, l’incapacité à détecter les différences de formulation fait que ces études ne font que confirmer l’équivalence locale.
Pour ces raisons, des stratégies alternatives sont explorées, telles que les tests de bioéquivalence in vitro (IVBE), pour démontrer l’équivalence des produits génériques. Les méthodes in vitro d’évaluation de la bioéquivalence établissent un lien entre les propriétés physiques et chimiques d’un médicament et son efficacité.
La Food and Drug Administration (FDA) américaine définit trois niveaux d’exigences d’équivalence (1).
- Q1 : même composant (le RLD et le générique ont les mêmes ingrédients actifs et excipients).
- Q2 : mêmes composants dans la même concentration (RLD et générique ont la même quantité de principes actifs et d’excipients).
- Q3 : équivalence physico-chimique, mêmes composants dans la même concentration avec la même disposition de la matière (RLD et générique ont la même disposition de la matière, la même microstructure).
Pour les tests de bioéquivalence des formes de dosage topiques à action locale la FDA applique l’équivalence microstructurale Q3, où les différences entre les mêmes composants (Q1) dans la même concentration (Q2) peuvent être liées à la disposition de la matière et/ou à son état d’agrégation (2) (3).
Dans le guide de la FDA illustre l’approche pour les tests de bioéquivalence in vitro de l’acyclovir. Dans le cas de l’acyclovir les caractérisations physico-chimiques suivantes pour chaque produit générique et RLD :
- Apparence
- Forme polymorphe de l’API dans le produit pharmaceutique
- Distribution de la taille des particules et aspect des cristaux avec des images microscopiques représentatives.
- Comportement rhéologique pour surveiller le comportement d’écoulement non newtonien des formes posologiques semi-solides. Les mesures suivantes sont recommandées :
– valeurs de la contrainte d’écoulement (si le matériau testé présente un comportement d’écoulement plastique)
– courbe d’écoulement complète de la contrainte de cisaillement en fonction du taux de cisaillement
– réponse viscoélastique linéaire (module de stockage et de perte en fonction de la fréquence) - Analyse de la gravité spécifique, de l’activité de l’eau, du pH et de toute autre caractérisation physique potentiellement pertinente.
Les tests in vitro permettent de réaliser des économies considérables et d’accélérer la mise sur le marché. En partant de l’exemple de la bioéquivalence in-vitro de l’acyclovir, examinons les tests requis pour les crèmes topiques et les techniques analytiques correspondantes nécessaires.
Acyclovir : analyse de la taille des particules et de la forme cristalline du médicament à l’aide de la MDRS
La technique MDRS est utilisée pour déterminer la forme polymorphe du principe actif (IPA) dans la formulation, la taille des particules et l’aspect des cristaux. La technique MDRS associe la mesure statique automatisée de la taille et de la forme des particules avec l’identification chimique des particules individuelles, ce qui permet de générer des distributions spécifiques de la taille et de la forme des composants.
La figure 1 montre comment la technique MDRS a été utilisée pour caractériser l’acyclovir. La première étape est l’analyse morphologique automatisée de l’échantillon qui fournit des paramètres de taille et de forme pour chaque particule. Le spectre Raman est ensuite acquis sur chaque particule. À partir des spectres de particules générés, il est possible d’identifier les particules de l’API et de confirmer la forme cristalline correcte dans la formulation, dans ce cas l’acyclovir : forme hydratée 3:2. Il est alors possible, sur la base des spectres générés pour chaque particule, de créer automatiquement une classe de particules correspondant à la forme hydrate 3:2 de l’acyclovir.
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| A. Automated morphological analysis: Acquisition of size and shape parameters for every particle | B. Chemically identified API polymorphic form |
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| Figure 1. Détermination de la forme polymorphe de l’IPA dans la crème d’acyclovir à l’aide de la spectroscopie Raman dirigée par la morphologie (MDRS). | |
La figure 2 montre la distribution granulométrique en volume des particules spécifiques de l’IPA. Une fois que les classes de particules ont été établies, la MDRS peut être utilisée pour déterminer la distribution de la taille des particules de l’API d’une part et de l’excipient d’autre part, identifiés chimiquement. Cette étude montre que les particules de l’IPA dans la formulation générique sont plus petites que celles de la formulation de référence. Cela peut affecter la biodisponibilité de l’IPA.
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| RLD
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GENERIC
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| Figure 2. Détermination de la taille des particules d’API dans la crème d’acyclovir (formulation générique en rouge et RLD en bleu) par MDRS. | |
Les distributions de forme des composants de l’API dans les formulations générique et RLD ont été comparées dans la figure 3, montrant la distribution de la circularité des particules. Les particules de l’IPA dans la formulation générique sont plus circulaires que celles de la formulation RLD. La formulation RLD, au contraire, contient davantage de particules d’IPA rectangulaires. La forme et la taille des particules de la formulation générique peuvent être liées à la fragmentation des particules durant le procédé.
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| Figure 3. Détermination du comportement cristallin de l’API dans la crème d’acyclovir (formulation générique en rouge et RLD en bleu) par MDRS. | |
Acyclovir : détermination de la limite d’élasticité et comportement d’écoulement par mesures rhéologiques
La caractérisation rhéologique peut mettre en évidence les différences entre les formulations topiques, en fournissant des informations utiles sur leur qualité et leurs performances, telles que la facilité de traitement ou l’aptitude à l’étalement. La compréhension du comportement rhéologique d’un produit topique est essentielle pour contrôler et optimiser les propriétés physiques qui assurent la stabilité, la texture, la libération du médicament et l’apparence appropriées.
Les crèmes topiques se comportent comme des solides au repos, la limite d’élasticité représente la contrainte qui doit être appliquée pour briser cette structure et provoquer l’écoulement du matériau. Plus la limite d’élasticité est élevée, plus la structure est solide. Une crème dont la limite d’élasticité est plus élevée nécessitera plus de force pour être extraite d’un tube mais conservera mieux sa structure lorsqu’elle sera appliquée sur la peau, de sorte qu’une plus grande quantité restera à l’endroit souhaité.
La figure 4 montre les résultats de la contrainte d’écoulement pour les produits RLD (bleu) et génériques (vert) d’acyclovir. Le générique présente une contrainte d’écoulement beaucoup plus faible que le RLD, ce qui prouve qu’il est moins épais.
Figure 4. Détermination de la limite d’élasticité de la crème d’acyclovir (formulation générique en vert et RLD en bleu)
Figure 5. Courbe d’écoulement complète de la viscosité en fonction du taux de cisaillement (formulation générique représentée en bleu et RLD en rouge) à l’aide d’un rhéomètre rotatif.
La figure 5 montre la viscosité en fonction du taux de cisaillement pour les produits RLD (ligne rouge) et générique (ligne bleue). Dans les deux échantillons, la viscosité diminue lorsque le taux de cisaillement augmente, ce qui indique un comportement classique de fluidification au cisaillement. Le RLD a une viscosité plus élevée que le générique pour tous les taux de cisaillement et est susceptible de s’écouler et de s’étaler moins facilement lors de son utilisation. Il est probable qu’il conservera sa structure sur le site d’application et restera en place plus longtemps, ce qui pourrait permettre un traitement plus efficace.
Conclusion
Les études de bioéquivalence in vitro pour les produits à action locale sont recommandées par la FDA. Les médicaments génériques approuvés par la FDA doivent répondre aux mêmes normes rigides que le RLD. Les études de bioéquivalence in vitro présentent donc un grand intérêt pour l’industrie des médicaments génériques.
Les directives de la FDA concernant l’acyclovir topique définissent les critères à respecter pour que les formulations puissent être considérées comme adaptées aux études de bioéquivalence in vitro. Parmi ces critères, il est important que les produits génériques et les produits RLD soient physiquement et structurellement similaires sur la base d’une caractérisation physico-chimique comparative acceptable (Q3).
En prenant la crème d’acyclovir comme exemple, cet article présente les données obtenues en utilisant deux technologies clés : la MDRS et la rhéométrie rotationnelle. La MDRS est une technique non invasive qui nécessite un minimum de préparation et de manipulation de l’échantillon. La combinaison de l’imagerie automatisée et de la spectroscopie Raman permet de caractériser et de comparer indépendamment les différents composants présents dans un produit pharmaceutique.
Les données obtenues fournissent les informations nécessaires pour comparer les propriétés des formes RLD et génériques et démontrent le pouvoir de ces techniques à fournir un réel aperçu des produits topiques et de leurs comportements.
Réference
(1) Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP). Draft guideline on quality and equivalence of topical product. CHMP/QWP/708282/2018. 2018. Available online: https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientificguideline/draft-guideline-quality-equivalence-topical-products_en.pdf (accessed on 18 October 2018).
(2) Assessment of the Inter-Batch Variability of Microstructure Parameters in Topical Semisolids and Impact on the Demonstration of Equivalence. V. Mangas-Sanjuán, M. Pleguezuelos-Villa, M. Merino-Sanjuán, J. Hernández, A. Nácher, A. García-Arieta, D. Peris, I. Hidalgo, L. Soler, M. Sallan and V. Merino. Pharmaceutics 11(10):503 · October 2019
(3) Topical Drug Bioavailability,. Bioequivalence, and Penetration. Edited by. Vinod P. Shah. Food and Drug Administration. Rockvillc. Maryland and. Howard I.
