Equipe pédagogique

95
DFG-SP-2/ Biopharmacie Préformulation 1 AUBERT-POUESSEL Anne * BATAILLE Bernard (responsable DFG-SP2-UE / Formulation - Biopharmacie) BAYLAC Gilles BEGU Sylvie COUDANE Jean DELALONDE Michèle DEVOISSELLE Jean-Marie DORANDEU Christophe GARRIC Xavier LEGRAND Philippe MARTI-MESTRES Gilberte MORILLE Marie NOTTELET Benjamin SHARKAWI Tahmer Département de Pharmacie Galénique et Biomatériaux http://galenique-biomateriaux.edu.umontpellier.fr/ Equipe pédagogique:

Transcript of Equipe pédagogique

Page 1: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

1

AUBERT-POUESSEL Anne BATAILLE Bernard (responsable DFG-SP2-UE Formulation - Biopharmacie) BAYLAC Gilles BEGU Sylvie COUDANE Jean DELALONDE Michegravele DEVOISSELLE Jean-Marie DORANDEU Christophe GARRIC Xavier LEGRAND Philippe MARTI-MESTRES Gilberte MORILLE Marie NOTTELET Benjamin SHARKAWI Tahmer

Deacutepartement de Pharmacie Galeacutenique et Biomateacuteriaux

httpgalenique-biomateriauxeduumontpellierfr

Equipe peacutedagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Un ancrage recherche Reacuteunion de lrsquoensemble des compeacutetences

- proceacutedeacutes chimie en solution chimie du solide - excipients fonctionnels - formes pharmaceutiques (multi-eacutechelles) - biopharmacie et - biomateacuteriaux

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Pharmacie Galeacutenique

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation ndash Biopharmacie Notions de base preacuteformulation Les formes pharmaceutiques conventionnelles Les agents de contraste en imagerie Les opeacuterations pharmaceutiques DFGSP 3egraveme anneacutee UE 5 Biotechnologies - Biopharmacie

Formes agrave libeacuteration modifieacutee Voie orale Voie parenteacuterales Voie autres

Produits issus de la biotechnologie Systegravemes theacuterapeutiques actifs

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Connaicirctre les diffeacuterentes eacutetapes de la mise au point drsquoun meacutedicament preacuteformulation formulation contraintes physico-chimiques lieacutees agrave lrsquoassociation de composants actifs avec des composants non actifs

bull Connaicirctre les principales formes galeacuteniques les eacuteleacutements de leur formulation de leur conditionnement et autres points critiques et controcircles associeacutes ainsi que les contraintes de biodisponibiliteacute

bull Connaicirctre les principes geacuteneacuteraux du Geacutenie des Proceacutedeacutes pharmaceutique les principales opeacuterations unitaires et opeacuterations coupleacutees conduisant agrave la mise en forme et la fabrication des meacutedicaments

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation - Biopharmacie

Objectifs peacutedagogiques

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

COURS

41 h

Intituleacutes des cours 1 Preacuteformulation et physico-chimie (6 heures) 2 Grandes voies drsquoadministration et formes galeacuteniques associeacutees voie orale voie parenteacuterale voie cutaneacutee voie transmuqueuse (25 heures) 3 Principaux proceacutedeacutes et opeacuterations de mise en forme et fabrication (10 heures)

TD

75h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Deacutemarche preacuteformulation 2 Commentaires de formulations I 3 Commentaires de formulations II 4 Isotonie 5 Meacutedicaments radiopharmaceutiques

TP

15h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Maicirctrise de lrsquoordonnances (doses maximales doses drsquoexoneacuteration) et preacuteparations semi-solides (pommades et gels) 2 Preacuteparation de geacutelules 3 Preacuteparations de liquides sirops suspensions buvables 4 Preacuteparation de suppositoires 5 Controcircle pharmacotechnique des meacutedicaments

Programme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 2: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Un ancrage recherche Reacuteunion de lrsquoensemble des compeacutetences

- proceacutedeacutes chimie en solution chimie du solide - excipients fonctionnels - formes pharmaceutiques (multi-eacutechelles) - biopharmacie et - biomateacuteriaux

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Pharmacie Galeacutenique

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation ndash Biopharmacie Notions de base preacuteformulation Les formes pharmaceutiques conventionnelles Les agents de contraste en imagerie Les opeacuterations pharmaceutiques DFGSP 3egraveme anneacutee UE 5 Biotechnologies - Biopharmacie

Formes agrave libeacuteration modifieacutee Voie orale Voie parenteacuterales Voie autres

Produits issus de la biotechnologie Systegravemes theacuterapeutiques actifs

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Connaicirctre les diffeacuterentes eacutetapes de la mise au point drsquoun meacutedicament preacuteformulation formulation contraintes physico-chimiques lieacutees agrave lrsquoassociation de composants actifs avec des composants non actifs

bull Connaicirctre les principales formes galeacuteniques les eacuteleacutements de leur formulation de leur conditionnement et autres points critiques et controcircles associeacutes ainsi que les contraintes de biodisponibiliteacute

bull Connaicirctre les principes geacuteneacuteraux du Geacutenie des Proceacutedeacutes pharmaceutique les principales opeacuterations unitaires et opeacuterations coupleacutees conduisant agrave la mise en forme et la fabrication des meacutedicaments

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation - Biopharmacie

Objectifs peacutedagogiques

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

COURS

41 h

Intituleacutes des cours 1 Preacuteformulation et physico-chimie (6 heures) 2 Grandes voies drsquoadministration et formes galeacuteniques associeacutees voie orale voie parenteacuterale voie cutaneacutee voie transmuqueuse (25 heures) 3 Principaux proceacutedeacutes et opeacuterations de mise en forme et fabrication (10 heures)

TD

75h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Deacutemarche preacuteformulation 2 Commentaires de formulations I 3 Commentaires de formulations II 4 Isotonie 5 Meacutedicaments radiopharmaceutiques

TP

15h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Maicirctrise de lrsquoordonnances (doses maximales doses drsquoexoneacuteration) et preacuteparations semi-solides (pommades et gels) 2 Preacuteparation de geacutelules 3 Preacuteparations de liquides sirops suspensions buvables 4 Preacuteparation de suppositoires 5 Controcircle pharmacotechnique des meacutedicaments

Programme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 3: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Pharmacie Galeacutenique

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation ndash Biopharmacie Notions de base preacuteformulation Les formes pharmaceutiques conventionnelles Les agents de contraste en imagerie Les opeacuterations pharmaceutiques DFGSP 3egraveme anneacutee UE 5 Biotechnologies - Biopharmacie

Formes agrave libeacuteration modifieacutee Voie orale Voie parenteacuterales Voie autres

Produits issus de la biotechnologie Systegravemes theacuterapeutiques actifs

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Connaicirctre les diffeacuterentes eacutetapes de la mise au point drsquoun meacutedicament preacuteformulation formulation contraintes physico-chimiques lieacutees agrave lrsquoassociation de composants actifs avec des composants non actifs

bull Connaicirctre les principales formes galeacuteniques les eacuteleacutements de leur formulation de leur conditionnement et autres points critiques et controcircles associeacutes ainsi que les contraintes de biodisponibiliteacute

bull Connaicirctre les principes geacuteneacuteraux du Geacutenie des Proceacutedeacutes pharmaceutique les principales opeacuterations unitaires et opeacuterations coupleacutees conduisant agrave la mise en forme et la fabrication des meacutedicaments

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation - Biopharmacie

Objectifs peacutedagogiques

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

COURS

41 h

Intituleacutes des cours 1 Preacuteformulation et physico-chimie (6 heures) 2 Grandes voies drsquoadministration et formes galeacuteniques associeacutees voie orale voie parenteacuterale voie cutaneacutee voie transmuqueuse (25 heures) 3 Principaux proceacutedeacutes et opeacuterations de mise en forme et fabrication (10 heures)

TD

75h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Deacutemarche preacuteformulation 2 Commentaires de formulations I 3 Commentaires de formulations II 4 Isotonie 5 Meacutedicaments radiopharmaceutiques

TP

15h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Maicirctrise de lrsquoordonnances (doses maximales doses drsquoexoneacuteration) et preacuteparations semi-solides (pommades et gels) 2 Preacuteparation de geacutelules 3 Preacuteparations de liquides sirops suspensions buvables 4 Preacuteparation de suppositoires 5 Controcircle pharmacotechnique des meacutedicaments

Programme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 4: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Connaicirctre les diffeacuterentes eacutetapes de la mise au point drsquoun meacutedicament preacuteformulation formulation contraintes physico-chimiques lieacutees agrave lrsquoassociation de composants actifs avec des composants non actifs

bull Connaicirctre les principales formes galeacuteniques les eacuteleacutements de leur formulation de leur conditionnement et autres points critiques et controcircles associeacutes ainsi que les contraintes de biodisponibiliteacute

bull Connaicirctre les principes geacuteneacuteraux du Geacutenie des Proceacutedeacutes pharmaceutique les principales opeacuterations unitaires et opeacuterations coupleacutees conduisant agrave la mise en forme et la fabrication des meacutedicaments

DFGSP 2egraveme anneacutee UE Formulation - Biopharmacie

Objectifs peacutedagogiques

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

COURS

41 h

Intituleacutes des cours 1 Preacuteformulation et physico-chimie (6 heures) 2 Grandes voies drsquoadministration et formes galeacuteniques associeacutees voie orale voie parenteacuterale voie cutaneacutee voie transmuqueuse (25 heures) 3 Principaux proceacutedeacutes et opeacuterations de mise en forme et fabrication (10 heures)

TD

75h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Deacutemarche preacuteformulation 2 Commentaires de formulations I 3 Commentaires de formulations II 4 Isotonie 5 Meacutedicaments radiopharmaceutiques

TP

15h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Maicirctrise de lrsquoordonnances (doses maximales doses drsquoexoneacuteration) et preacuteparations semi-solides (pommades et gels) 2 Preacuteparation de geacutelules 3 Preacuteparations de liquides sirops suspensions buvables 4 Preacuteparation de suppositoires 5 Controcircle pharmacotechnique des meacutedicaments

Programme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 5: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

COURS

41 h

Intituleacutes des cours 1 Preacuteformulation et physico-chimie (6 heures) 2 Grandes voies drsquoadministration et formes galeacuteniques associeacutees voie orale voie parenteacuterale voie cutaneacutee voie transmuqueuse (25 heures) 3 Principaux proceacutedeacutes et opeacuterations de mise en forme et fabrication (10 heures)

TD

75h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Deacutemarche preacuteformulation 2 Commentaires de formulations I 3 Commentaires de formulations II 4 Isotonie 5 Meacutedicaments radiopharmaceutiques

TP

15h Nombre de

seacuteances 5

Intituleacutes des seacuteances 1 Maicirctrise de lrsquoordonnances (doses maximales doses drsquoexoneacuteration) et preacuteparations semi-solides (pommades et gels) 2 Preacuteparation de geacutelules 3 Preacuteparations de liquides sirops suspensions buvables 4 Preacuteparation de suppositoires 5 Controcircle pharmacotechnique des meacutedicaments

Programme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 6: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 7: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Rocircle de la Galeacutenique dans le deacuteveloppement de meacutedicament

RECHERCHE EXPLOITATION DEacuteVELOPPEMENT GALEacuteNIQUE

Moleacutecule Formule

Proceacutedeacute

SYNTHESE PHARMACOLOGIE TOXICOLOGIE

PREFORMULATION FORMULATION DOSE UNITAIRE POSOLOGIE TOLERANCE SECURITE DrsquoEMPLOI

PROCEDE CHANGEMENT DrsquoECHELLE LOT AMM

PRODUCTION INDUSTRIELLE COMMERCIALISATION

temps

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 8: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Genegravese et industrie du meacutedicament

Un cycle long (10 agrave 12 ans en moyenne) et aleacuteatoire

10 000 moleacutecules identifieacutees

100 moleacutecules testeacutees

10 candidats meacutedicaments

1 meacutedicament

Isolement de la moleacutecule

Isolement de la moleacutecule

Etudes cliniques I II III et AMM

AMM transparence prix

Pharmacovigilance phases cliniques IV

Phase de recherche

Phase de test

Phase de deacuteveloppement

Proceacutedures administratives Phase de commercialisation

0 5 ans 10 ans 15 ans 20 ans

Deacutepocirct de brevet Expiration de brevet 10 ans de RampD

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 9: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

4 grandes voies classiques

1 Lextraction drsquoune substance agrave partir de produits naturels de diffeacuterentes origines veacutegeacutetale animale ou mineacuterale

2 La synthegravese chimique 3 La creacuteation et production de substances biologiques

par les biotechnologies 4 La modeacutelisation de moleacutecules theacuterapeutiquement

actives

Phase de recherche

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 10: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes Phase de recherche nouvelles approches

cellule

gegravene

Rechercher des gegravenes

responsables de maladies

Identifier des

proteacuteines cibles

Tests des moleacutecules sur

les cibles

Seacutelection des PA

candidats

Creacuteer des centaines de milliers de moleacutecules

Geacutenomique proteacuteomique Chimie Criblage haut deacutebit

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 11: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation

Formulation

Meacutethode de fabrication

Premiegraveres fabrication 1iers Lots cliniques

DEV

ELO

PPM

ENT

PHASE DrsquoELABORATION

Contraintes lieacutees agrave la moleacutecule

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 12: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 1 Geacuteneacuteraliteacutes

PREFORMULATION

Etude des caracteacuteristiques du principe actif

- PHYSIQUE - CHIMIQUES - BIOLOGIQUES

- PHARMACEUTIQUES - ORGANOLEPTIQUES

Conseacutequences galeacuteniques

STABILITE

TOLERANCE

BIODISPONIBILITE

ACCEPTABILITE SE

CU

RIT

E

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 13: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Choix du meilleur deacuteriveacute

- de PA

- NATURE ION ASSOCIE

- SOLUBILITE

- COEFFICIENT DE PARTAGE

- GOUT-ODEUR-ETChellip

- PF

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 14: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutefinition des caracteacuteristiques

optimales de ce deacuteriveacute

- STEREOISOMERES

- POLYMORPHISME

- DENSITE APPARENTE

- GRANULOMETRIE

- ETAT DE SURFACE

hellip

Conseacutequences galeacuteniques

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 15: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences galeacuteniques

Conditions drsquoenvironnement Ameacutelioration des caracteacuteristiques

- SOLVATATION

- PROTECTION

(IN VITROIN VIVO)

- STABILISATION

hellip

Seacutelection des excipients

- INTERACTIONS - ETAT DrsquoEQUILIBRE hellip

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 16: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Preacuteformulation = Carte drsquoidentiteacute physique et physicochimique du principe actif pureteacute solubiliteacute dissolution pKa LogP LogD eacutetat physique stabiliteacute Eacutetude du comportement et des interactions en preacutesence drsquoexcipients Aptitude agrave la formulation et aux proceacutedeacutes

1 Geacuteneacuteraliteacutes

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 17: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 18: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

Une solution est un meacutelange homogegravene dont les constituants sont diviseacutes et disperseacutes lrsquoun dans lrsquoautre au niveau moleacuteculaire

La solution est formeacutee par un solvant en portion

majoritaire et par un soluteacute (dans la mecircme phase) Crsquoest un meacutelange HOMOGEgraveNE de 2 ou plusieurs

substances

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 19: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Forme pharmaceutique simple facile agrave avaler convient aux enfants aiseacutement fractionneacutee

Forme pharmaceutique homogegravene Pour ecirctre biologiquement actif un

principe actif doit ecirctre en solution Seul le principe actif dissous non ioniseacute

peut traverser les membranes

Importance des solutions en pharmacie galeacutenique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 20: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solubiliteacute drsquoune substance agrave une T donneacutee est la concentration de soluteacute dissous qui est en eacutequilibre avec le soluteacute non dissous

Agrave lrsquoeacutequilibre la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute entrent dans le solvant et la vitesse agrave laquelle les moleacutecules de soluteacute retournent dans la phase solide sont eacutegales

= EQUILIBRE STATIONNAIRE

21 Solubiliteacute

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 21: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

La solution a atteint sa concentration

maximale Limite de solubiliteacute

Deacutefinition de la solubiliteacute la

concentration de la solution satureacutee

Cs mgml gl microgml microgl hellip

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 22: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Deacutetermination expeacuterimentale de la solubiliteacute

bull proceacutedeacutes utiliseacutes en recherche bull proceacutedeacutes utiliseacutes en formulation et en analyse

bull turbidimeacutetrie pheacutenomegravenes d rsquoautoassociation

bull les problegravemes de proceacutedure automatisation

bull les autres descripteurs correacutelation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 23: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 24: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull Les semblables dissolvent les semblables ndash Les composeacutes polaires ou semi-polaires sont solubles

dans lrsquoeau ndash Les composeacutes apolaires sont peu solubles dans lrsquoeau

bull La solubiliteacute deacutepend des caracteacuteristiques

ndash chimiques ndash eacutelectriques ndash structurelles

Les interactions solvant-soluteacute

influenccedilant les interactions entre les moleacutecules de solvant et de soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 25: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull De nature semblable signifie ndash les eacutenergies de coheacutesion entre les 2 espegraveces de moleacutecules sont

du mecircme type et possegravedent le mecircme genre de liaisons intermoleacuteculaires

ndash Les hydrocarbures sont insolubles dans lrsquoeau

ndash Lrsquointroduction dans la moleacutecule de groupements polaires hydrophiles tels que OH COOH CO NOH CONH2 AUGMENTENT la solubiliteacute dans lrsquoeau

ndash CH3 CH2 =CH C6H5 exercent peu drsquoinfluence sur la solubiliteacute dans lrsquoeau mais AUGMENTENT la solubiliteacute dans les solvants organiques

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 26: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

bull La solubiliteacute des substances solides DIMINUE geacuteneacuteralement quand les dimensions de la moleacutecules AUGMENTENT (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsque la chaicircne hydrocarboneacutee srsquoallonge

bull DIMINUTION de la solubiliteacute dans lrsquoeau lorsqursquoil y a polymeacuterisation

Les interactions solvant-soluteacute

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 27: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 entiteacutes gouvernent la solubiliteacute S = f(E de packing du cristal) + (E de cavitation) + (E de solvatation) bull Eacutenergie de packing exo (rupture de lrsquoarrangement en moleacutecules isoleacutees) bull Eacutenergie de cavitation endo (rupture des liaisons H2O -gt caviteacute pour la moleacutecule hocircte) bull Eacutenergie de solvatation exo (somme des interactions favorables soluteacute-solvant)

Cas du solide dans liquide Approche theacuteorique simplifieacutee

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 28: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Proportion des nouveaux PA de solubiliteacute lt 1 mgml augmente parallegravelement avec la speacutecificiteacute de leur

action Pharmacopeacutee europeacuteenne (1992-1995) parmi les

nouveaux PA - 40 solubiliteacute lt 1 mgml - 32 solubiliteacute lt 01 mgml

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 29: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA candidats (HTS) agreacuteeacutes preacutesentant des problegravemes de solubiliteacute

La solubiliteacute un problegraveme reacutecurrent

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 30: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

22 Strateacutegies de formulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Ajustement du pH

bull pH deacutetermineacute par le pH de solubiliteacute et le profil de pH du PA bull variables de formulation tampon force du tampon [PA] bull influence sur des [PA] agrave super saturation -gt preacutecipitation in vivo bull capaciteacute de la force tampon du sang bull formulations le plus souvent 4ltpHlt8 exception 2ltpHlt11

tampons les plus utiliseacutes bull acide citrique bull acide aceacutetique bull acide phosphorique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 31: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Solu

bilit

eacute du

PA

Courbe

de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 32: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Stabiliteacute du PA pH ions du tampons ions d rsquoajustement du pH bull Preacutecipitation du PA agrave la perfusion [PA] utilisation du tampon force du tampon vitesse de perfusion bull Irritation isotoniciteacute vitesse de perfusion et dureacutee PA vs veacutehicule preacutecipitation du PA

Ajustement du pH en preacuteformulation des prep injectables

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 33: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Formation de sels

So solubiliteacute de la forme non ioniseacutee

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 34: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

plateau

phase solide = sel

phase solide = base libre

Solu

bilit

eacute du

PA

liquide

solide

solide solide

zone 2 zone 1

zone 2 zone 1

Exemple drsquoune base faible

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 35: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

PA eacutelectrolyte faible sel ioniseacute peu soluble (inf agrave 001 mgml) soluble

A-

A-

A-

A- A-

A-

A-

A-

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

AH + NaOH Na+ A- + H2O

bull Sel agit comme son propre tampon

bull Base forte OH- en majoriteacute Augmente le pH dans la couche de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 36: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 37: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de colsolvants

bull Approches empiriques deacutetermination de la solubiliteacute dans des formules deacutejagrave commercialiseacutees bull Approche systeacutematique - relation log-lineacuteaire (Yalkowski et Roseman) (systegraveme binaire ternaire et quaternaire) si deacuteviation de la lineacuteariteacute interaction solvant-solvant alors - plan d rsquoexpeacuterience

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 38: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

bull Niveau acceptable deacutefinition difficile 10 agrave 100 selon les solvants et les speacutecialiteacutes bull Proportion respective choisie selon

- conditions d rsquoadministration - dose totale - population cibleacutee - dureacutee de la theacuterapie

Type de cosolvants utiliseacutes - glyceacuterol - eacutethanol - propylegravene glycol - DMA

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 39: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Utilisation de tensioactifs

Segment hydrosoluble

Segment peu soluble

Polymegravere + Ch Alkyles Polymegravere laquo random raquo Copolymegravere block Copolymegravere greffeacute

Proprieacuteteacutes

- srsquoadsorbe aux interfaces - diminue la tension interfaciale

Classification

- anionique - cationique - non-ionique

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 40: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

cmc et solubilisation micellaire cmc

- solubilisation micellaire - produits apolaires - produits moyennement polaires - produits polaires

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 41: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Courbe de solubiliteacute

Courbe de dilution [PA] forte

Courbe de dilution [PA] faible

[tensioactif]

Solu

bilit

eacute du

PA

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 42: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cyclodextrines Oligosaccharides cycliques dorigine naturelle - partie hydrophile externe

- partie hydrophobe de linteacuterieur de leur caviteacute

α β

hexamegravere heptamegravere octamegravere

α β γ

HP-βCD SBE-CDhellip

Utilisation de cyclodextrines

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 43: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Si le PA forme un complexe de stœchiomeacutetrie 11 avec la CD

CD PA PA

CD

]][[][

CDPACDPAKc minus

=

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 44: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA so

lubi

liseacute

(ST)

PA so

lubi

liseacute

(ST)

[cyclodextrines]

si pente le 1 (PACD)

si pente gt 1 (exPA2CD)

[cyclodextrines]

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 45: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Beig A Agbaria R Dahan A (2013) Oral Delivery of Lipophilic Drugs The Tradeoff between Solubility Increase and Permeability Decrease When Using Cyclodextrin-Based Formulations PLoS ONE 8(7) e68237 doi101371journalpone0068237 httpwwwplosoneorgarticleinfodoi101371journalpone0068237

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 46: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Principe actif

cyclodextrine

Exemple de deacuteveloppement collyre

Formulation solubiliteacute (mgml) Eau pH 7 29 10 CD 159

lineacutezolide

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 47: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Solutions solides Meacutelange solide agrave tempeacuterature ambiante Composition - une matrice solide tregraves hydrosoluble pharmacologiquement inactive - un principe actif peu soluble dans lrsquoeau Obtention fusion puis meacutelange des 2 composants refroidissement et solidification Mise en forme extrusion division hellip PA agrave lrsquoeacutetat moleacuteculaire ou solide disperseacute Ex de matrice PVP-VA et PEG

Solution et dispersion solides

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 48: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA = diclofeacutenac

diclofeacutenac + PEG6000agrave 60degC

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 49: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Vitesse de dissolution

Dispersion moleacuteculaire = solution solide

Dispersion solide amorphe Dispersion solide cristallin

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Relation eacutetape physique ndash vitesse de dissolution

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 50: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

Exemples de proceacutedeacutes de fabrication des dispersions solides

Dispersion solide

Lyophilisation Congeacutelation-

deacutecongeacutelation

Micro-ondes

Co-preacutecipitation

Electrospinning

Extrusion en milieu fondu

Spray-drying

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 51: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Meacutelange

Extrusion en milieu fondu

Fusion (Tdeg)

refroidissement

granulation

2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 52: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 2 Solubiliteacute et strateacutegies de solubilisation Stabiliteacute physique Dispersion moleacuteculaire [PA] lt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute crist

Dispersion moleacuteculaire [PA] gt solubiliteacute amorph

Stabiliteacute thermodyn Seacuteparation de phase

Diffusion PA + reacuteorientation

Deacutecomposition spinodale

NB Deacutestabilisation physique possible des excipients

Cristallisation du PA (rapide)

Monophasique

biphasique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 53: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PREFORMULATION

1 Geacuteneacuteraliteacutes

2 Solubiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

4 pKa et coefficient de partage

5 Etat solide et Polymorphsime

6 Stabiliteacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 54: Equipe pédagogique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Objectifs

Caracteacuterisation physicochimique des PA

Comparaison des formes polymorphiques

Comparaison des diffeacuterents sels

Comparaison de diffeacuterentes structures chimiques

Deacutetermination des conversions de sels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

VhCCsAD

dtdm

)( minus

=

Vitesse de dissolution = Quantiteacute de PA solubiliseacute par uniteacute de temps

Equation de Noyes et Whitney

D = coefficient de diffusion du PA dans le milieu A = surface speacutecifique du PA Cs = concentration agrave saturation du PA h = eacutepaisseur de la couche de solvant entourant chaque particule de PA C = concentration du PA agrave lrsquoinstant t V = volume du milieu de dissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Importance de la granulomeacutetrie relieacute agrave A

Surface speacutecifique masse

totalesurface=A m2g-1

Ex si particules spheacuteriques

ρρπ

π3

34

43

2

rrn

rnA ==

donc diminution de la taille augmentation de A

Augmentation de la v de dissolution

Si PA peu solubles et dissolution = eacutetape limitante division ameacutelioration de la biodisponibiliteacute

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

Mesures de la granulomeacutetrie - Compteur Coulter - microscopie optique coupleacutee agrave lrsquoanalyse drsquoimage (+ formes) - diffraction laser Mesures de la surface speacutecifique adsorption drsquoazote (BET)

Cas limites de la reacuteduction de taille - Agglomeacuteration donc deacutetermination taille optimale - Risque de deacutegradation (stockage in vivo) - profil pharmacotoxicologique

ESSAI SUR ECHANTILLONS DE MEME GRANULOMETRIE

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

- Microcopies optique et eacutelectronique - visualiser des objets en deux dimensions - permet dappreacutecier non seulement la taille et la forme Limitations -lieacutees agrave la preacuteparation des eacutechantillons (ex particules se chevauchent) - repreacutesentation bidimensionnelle de particules tridimensionnelles

Analyse par imagerie

Microcopies optique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple drsquoanalyse drsquoimage Importance de la morphologie Cas drsquoun principe actif

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

LA GRANULOMEacuteTRIE LASER norme ISO133202009 - La distribution granulomeacutetrique est deacuteduite de linteraction entre un ensemble de particules et le faisceau laser incident par lrsquoanalyse de la tache de diffraction du faisceau - 2 modes de dispersion segraveche ou humide

Analyse granulomeacutetrique par diffraction de la lumiegravere

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

En cumuleacute Expression des reacutesultats

Analyse granulomeacutetrique attention agrave la meacutethode et agrave lrsquoexpression des reacutesultats

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

A = cste si Cs gtgtgt C

Q=kot mgmin-1cm-2

Dissolution intrinsegraveque

Pente = vitesse de dissolution

Caracteacuteristique du PA dans les conditions du test

200 mg de PA cpeacute 100 tmin 20 min 1 litre agrave 37degC

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Cylindre rotatif Ph Eur amp USP monograph

500 ndash900 ml

Distekreg Pas monographie Ph Eur

500 ndash900 ml (mini 100 amp 200ml)

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Compacte A = 0071 cmsup2 (~15mm) Dissolution cumulative Volume minimum 15ml Deacutetection fibre optique (trajet optique 5mm)

pIONregIntrinsicDissolution

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Milieu de dissolution

Ameacutelioration

- Solutions tampons USP de pH 1 agrave 74 - Milieux simuleacutes agrave jeun (estomac intestin) nourri (estomac intestin)

dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

Piston pumpMedia reservoir

Drug released

collection

HPLC dosage

Sample

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n Modegravele in vitro repreacutesentant la dynamique de la digestion des lipides in vivo Contient tampon SB PL Lipase pancreacuteatique Digestion controcircleacutee par addition de CaCl2 pH gardeacute constant AG libeacutereacute quantifieacute (titrage NaOH) Eacutechantillons digeacutereacutes analytique

Modegravele de lipolyse

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Dissolution intrinsegraveque en cellule agrave flux Cellule mise au point par Merck-Serono

Th Lange Merck-Serono

3 Dissolution et dissolution intrinsegraveque

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

pKa et profil de solubiliteacute

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Theacuteorie du partage deacutependant du pH - Les composeacutes ionisables passent les membranes sous forme neutre - les acides faibles sont adsorbeacutes au niveau de lrsquoestomac - les bases faibles au niveau de lrsquointestin

pKa et absorption dans le TGI

acide

base

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

71

Barriegravere gastrique

Plasma pH = 74

Milieu gastrique pH = 14

AH A- + H+

AH A- + H+

X

X ][][log4341

AHAminus

+= rArr [AH] ~99

][][log4347

AHAminus

+= rArr [A-] ~100

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique pKa = 34

][][log

AHApKapH

minus

+=

Acide faible donc

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Exemple de lrsquoacide aceacutetylsalicylique

4 pKa et coefficient de partage

Donc passage favoriseacute dans lrsquoestomac Mais - Forme peu soluble donc utilisation drsquoun sel ( de v dissolution) - Forme solubiliseacutee dans le milieu acide preacutecipitation sous formes de particules tregraves fines rArr A tregraves eacuteleveacutee redissolution aiseacutee Sachant que crsquoest un eacutequilibre la forme neutre solubiliseacutee est absorbeacutee rArr deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre et pas de pheacutenomegravene de saturation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Deacutetermination du pKa

Titimeacutetrie classique Ex de lrsquoacide salicylique

Cas des PA complexes etou peu solubles

Potentiomeacutetrie et spectroscopie

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de partage apparent

En biopharmacie et en geacuteneacuteral les systegravemes ne sont pas des solutions ideacuteales et aucune correction nrsquoest effectueacutee

Coefficient de partage octanoleau ou LogP eau

oct

CC P =

Ceau

Coctanol

- Le coefficient de partage est un reflet de la liposolubiliteacute drsquoun meacutedicament - Le passage des meacutedicaments agrave travers des membranes biologiques (absorption distribution et excreacutetion) et leur interaction avec les reacutecepteurs sont fonction de la liposolubiliteacute des meacutedicaments

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Coefficient de distribution logDpH

Acide faible

Base faible

AH A- + H+ eau

octanol

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Mesures sur une gamme de pH variation du Log D vs pH

Ibuprofegravene acide faible

4 pKa et coefficient de partage

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Deacutefinition simplifieacutee du polymorphisme - Cest laptitude dune moleacutecule agrave exister agrave leacutetat solide suivant diverses structures cristallines mais conduisant bien sucircr au mecircme eacutetat thermodynamique une fois dissous agrave leacutetat fondu ou agrave leacutetat gazeux - Si la(les) structure(s) cristalline(s) contien(nent) en quantiteacute stœchiomeacutetrique (au moins en premiegravere approximation) des moleacutecules de solvants ou deau Solvateshydrates asymp PSEUDOPOLYMORPHISME

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Diffeacuterences drsquoapparence externe HABITUS

Forme amorphe

Forme cristalline

Adduits moleacuteculaires

Stoechiomeacutetriques

SOLVATESHYDRATES PSEUDOPOLYMORPHES

AMORPHE

POLYMORPHES

Diffeacuterences de structure interne

Non stoechiomeacutetriques Composeacutes drsquoinclusion

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

PA

Amorphe Polymorphe

Eau - solvant Conformegravere neutre Contre-ion

Hydrate -solvate Co-cristal sel

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

5 Etat solide - polymorphisme

Exemple du paraceacutetamol

Forme 1 Forme 2

Repreacutesentation des mailles cristallines

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Conseacutequences Modification des caracteacuteristiques - point de fusion - stabiliteacute (physique chimique) - solubiliteacute V de dissolution - aptitude au process

rArr Reacutepercutions sur la biodisponibiliteacute

Meacutethodes de mise en eacutevidence des formes polymorphes

- Cristallographie Diffraction des rayons X - Morphologie Microscopie - Transition de phases Analyse thermique (TG ATD DSC) - Analyse spectrale IR Raman 13C-RMN - Caractegraveres physiques solubiliteacute point de fusion

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Chaque forme cristalline est caracteacuteriseacutee par une eacutenergie libre G (ou enthalpie libre de Gibbs) disponible pour toute reacuteaction physico-chimique possible Pour deux formes identifieacutees si G1gtG2 S1 S2 = Solubiliteacutes agrave saturation des formes cristallines 1 et 2 (agrave T et P donneacutees) J1 J2 = Vitesses intrinsegraveques de dissolution des formes cristallines 1 et 2 K1 k2 = Constantes cineacutetiques de reacuteaction des formes cristallines 1 et 2 dans tout processus physico-chimique donneacute

2

1

2

1

2

121

kkLogTR

JJLogTR

SSLogTRGGG ===∆=minus

5 Etat solide - polymorphisme

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Cause de lrsquoinstabiliteacute du PA Chimiques

- Oxydation - Hydrolyse - Photodeacutegradation ou Photolysehellip - Isomeacuterisation

Physiques - Tempeacuterature - Meacutecanique - Preacutecipitation

Sur FP Interaction(s) avec les excipients conditionnement

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

6 Stabiliteacute

Tests adapteacutes en preacuteformulation eacutetat solide solutions

Tests de stress (stabiliteacute compatibiliteacute) - 20 degC - 5 degC - 25 degC 60 RH - 30 degC 60 RH and 30 degC 65 RH - 40 degC 75 RH - Photostabiliteacute - Cycles congeacutelation-deacutecongeacutelation - Tests speacutecifiques des FP (ex semi-solides)

Existence des ICH

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

Surface (m2) Longueur (cm) pH

Estomac 35 025 10-20

Duodeacutenum 19 ~35 40-55

Jeacutejunum 184 ~280 55-70

Ileacuteon 276 ~420 70-75

Colon et rectum 13 ~150 70-75

Meacutecanismes drsquoabsorption des PA

Rappels

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Test de permeacuteabiliteacute sur cellules CaCo2 microvillositeacutes Jonctions serreacutees

Monocouche cellulaire

1 2

Systegraveme automatiseacute

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

21 jours pour - confluence - diffeacuterenciation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

ACdTdQPapp

11

0 sdotsdot=

Test permettant aussi drsquoidentifier - Un efflux actif (eacutetudebasolateral agrave apical et vice versa ratio of B-AA-B)

Si gt1 efflux actif - Inhibiteurs of efflux transporteurs drsquoefflux verapamil (inhibiteur P-gp)

Correacutelation entre Papp et absorption chez lrsquohomme

(cmsec)

A A

B B

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Tecan Genesis CPW 150 workstation

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2 3 4 5 6 7 8 9 100

001

002

003

004

005

006

007

solubiliteacute mgmlPapp

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute

Exemple de lrsquoibuprofegravene

drsquo ougrave lrsquoexistence de la BCS

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Relation solubiliteacute-permeacuteabiliteacute reprise de lrsquo exemple drsquoutilisation de CD

7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n 7 Permeacuteabiliteacute et classification biopharmaceutique ex de la voie orale

solubiliteacute

perm

eacuteabi

liteacute

Classe II Faible solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe I Forte solubiliteacute

Forte permeacuteabiliteacute

Classe IV Faible solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Classe III Forte solubiliteacute

Faible permeacuteabiliteacute

Systegraveme de classification biopharmaceutique

Amidon et al 1995 Pharm Res

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Programme RampD integravegre la dimension biopharmaceutique

DFG

-SP-

2 B

ioph

arm

acie

Pr

eacutefor

mul

atio

n

Varma et al Current Drug Metabolism November 2004

Exemples de deacuteriveacutes de lrsquooxazolidinone

Biodisponibiliteacute chez le rat faible () modeacutereacutee () et complegravete ()

  • Diapositive numeacutero 1
  • Diapositive numeacutero 2
  • Diapositive numeacutero 3
  • Diapositive numeacutero 4
  • Diapositive numeacutero 5
  • Diapositive numeacutero 6
  • Diapositive numeacutero 7
  • Diapositive numeacutero 8
  • Diapositive numeacutero 9
  • Diapositive numeacutero 10
  • Diapositive numeacutero 11
  • Diapositive numeacutero 12
  • Diapositive numeacutero 13
  • Diapositive numeacutero 14
  • Diapositive numeacutero 15
  • Diapositive numeacutero 16
  • Diapositive numeacutero 17
  • Diapositive numeacutero 18
  • Diapositive numeacutero 19
  • Diapositive numeacutero 20
  • Diapositive numeacutero 21
  • Diapositive numeacutero 22
  • Diapositive numeacutero 23
  • Diapositive numeacutero 24
  • Diapositive numeacutero 25
  • Diapositive numeacutero 26
  • Diapositive numeacutero 27
  • Diapositive numeacutero 28
  • Diapositive numeacutero 29
  • Diapositive numeacutero 30
  • Diapositive numeacutero 31
  • Diapositive numeacutero 32
  • Diapositive numeacutero 33
  • Diapositive numeacutero 34
  • Diapositive numeacutero 35
  • Diapositive numeacutero 36
  • Diapositive numeacutero 37
  • Diapositive numeacutero 38
  • Diapositive numeacutero 39
  • Diapositive numeacutero 40
  • Diapositive numeacutero 41
  • Diapositive numeacutero 42
  • Diapositive numeacutero 43
  • Diapositive numeacutero 44
  • Diapositive numeacutero 45
  • Diapositive numeacutero 46
  • Diapositive numeacutero 47
  • Diapositive numeacutero 48
  • Diapositive numeacutero 49
  • Diapositive numeacutero 50
  • Diapositive numeacutero 51
  • Diapositive numeacutero 52
  • Diapositive numeacutero 53
  • Diapositive numeacutero 54
  • Diapositive numeacutero 55
  • Diapositive numeacutero 56
  • Diapositive numeacutero 57
  • Diapositive numeacutero 58
  • Diapositive numeacutero 59
  • Diapositive numeacutero 60
  • Diapositive numeacutero 61
  • Diapositive numeacutero 62
  • Diapositive numeacutero 63
  • Diapositive numeacutero 64
  • Diapositive numeacutero 65
  • Diapositive numeacutero 66
  • Diapositive numeacutero 67
  • Diapositive numeacutero 68
  • Diapositive numeacutero 69
  • Diapositive numeacutero 70
  • Diapositive numeacutero 71
  • Diapositive numeacutero 72
  • Diapositive numeacutero 73
  • Diapositive numeacutero 74
  • Diapositive numeacutero 75
  • Diapositive numeacutero 76
  • Diapositive numeacutero 77
  • Diapositive numeacutero 78
  • Diapositive numeacutero 79
  • Diapositive numeacutero 80
  • Diapositive numeacutero 81
  • Diapositive numeacutero 82
  • Diapositive numeacutero 83
  • Diapositive numeacutero 84
  • Diapositive numeacutero 85
  • Diapositive numeacutero 86
  • Diapositive numeacutero 87
  • Diapositive numeacutero 88
  • Diapositive numeacutero 89
  • Diapositive numeacutero 90
  • Diapositive numeacutero 91
  • Diapositive numeacutero 92
  • Diapositive numeacutero 93
  • Diapositive numeacutero 94
  • Diapositive numeacutero 95
Page 55: Equipe pédagogique
Page 56: Equipe pédagogique
Page 57: Equipe pédagogique
Page 58: Equipe pédagogique
Page 59: Equipe pédagogique
Page 60: Equipe pédagogique
Page 61: Equipe pédagogique
Page 62: Equipe pédagogique
Page 63: Equipe pédagogique
Page 64: Equipe pédagogique
Page 65: Equipe pédagogique
Page 66: Equipe pédagogique
Page 67: Equipe pédagogique
Page 68: Equipe pédagogique
Page 69: Equipe pédagogique
Page 70: Equipe pédagogique
Page 71: Equipe pédagogique
Page 72: Equipe pédagogique
Page 73: Equipe pédagogique
Page 74: Equipe pédagogique
Page 75: Equipe pédagogique
Page 76: Equipe pédagogique
Page 77: Equipe pédagogique
Page 78: Equipe pédagogique
Page 79: Equipe pédagogique
Page 80: Equipe pédagogique
Page 81: Equipe pédagogique
Page 82: Equipe pédagogique
Page 83: Equipe pédagogique
Page 84: Equipe pédagogique
Page 85: Equipe pédagogique
Page 86: Equipe pédagogique
Page 87: Equipe pédagogique
Page 88: Equipe pédagogique
Page 89: Equipe pédagogique
Page 90: Equipe pédagogique
Page 91: Equipe pédagogique
Page 92: Equipe pédagogique
Page 93: Equipe pédagogique
Page 94: Equipe pédagogique
Page 95: Equipe pédagogique