Imagerie chimique des produits pharmaceutiques

NOTE D'APPLICATION

INTRODUCTION

Oral pour la pharmaceutique Les comprimés et les gélules contiennent souvent de multiples excipients organiques et inorganiques en plus du principe actif pharmaceutique (API). Ces ingrédients ont chacun une fonction spécifique et l'emplacement souhaité pour des performances optimales. Par exemple, un produit à libération rapide peut contenir un désintégrant qui favorise la libération de l'IPA dans l'estomac. Un produit à libération prolongée peut contenir l’API ci-dessous, en se dissolvant plus lentement les revêtements qui permettent la libération progressive du médicament. Certains composants peuvent être incompatibles avec l’API ou d’autres excipients et sont donc conçus pour rester séparés dans la formulation finale.

Comprendre de telles formulations complexes nécessite des outils analytiques capables de: sonder la chimie sur l'échelle de micron ou sous micron. EAG Laboratories utilise Spectrométrie de masse à ions secondaires à temps de vol (TOF-SIMS), Microscopie électronique à balayage avec spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (SEM-EDS) et Spectrométrie Raman pour ces types d'enquêtes. La spectrométrie TOF-SIMS et Raman permet d’identifier différents matériaux organiques (et de nombreux matériaux inorganiques), tandis que la SEM-EDS n’est qu’une technique d’analyse élémentaire et nécessite donc un élément unique associé à chaque matériau pour son identification. Ainsi, le SEM-EDS a une capacité limitée à distinguer les constituants organiques.

DISCUSSION

Dans cette étude, l'objectif était d'imager les ingrédients d'un médicament contre les brûlures d'estomac en vente libre utilisant du SEM-EDS et du TOF-SIMS. Une liste partielle des ingrédients est fournie dans le tableau ci-dessous.

Une micrographie électronique secondaire d'une perle en coupe transversale de 800µm montre une structure à deux couches. Les cartes SEM-EDS de Ti, Si et Mg du quadrant inférieur gauche de la perle sont incluses. La carte en titane indique la présence de TiO2 dans la couche externe, probablement utilisé comme pigment. Le silicium est présent à la fois en SiO2 et le talc, est également confiné à la couche externe, alors que Mg est présent en tant que matériau finement dispersé dans la couche externe, mais sous forme de sphères 5-10µm dans le noyau. D'après les cartes Si et Mg, le talc semble être présent dans la coquille tandis que le MgCO3 est présent dans le noyau.

 


 

Les composants organiques sont identifiés au moyen de fragments d'ions moléculaires uniques créés dans une expérience TOF-SIMS. L'image en haut à gauche montre la position et l'intensité relative de tous les ions émis. Semblable à la carte EDS, l’image TOF pour le magnésium (en bas à gauche) montre sa présence dans la coquille (talc) et le noyau (MgCO3). La puissance réelle de l’imagerie TOF-SIMS est illustrée dans l’image supérieure droite qui est l’image dimensionnelle 2 des molécules de lansoprazole dans le médicament. Une superposition de Mg et de lansoprazole montre la distribution complémentaire de chaque substance. Une carte similaire (non représentée) pour l'hydroxypropylcellulose (HPC) confirme que cette dernière se situe dans le noyau de la pastille.

Le médicament contient un enrobage entérique qui empêche la libération et la dégradation ultérieure de l'IPA dans l'environnement gastrique très acide en faveur du petit intestin plus neutre. Le HPC, présent dans le noyau, protège probablement l’API dans l’estomac.

En résumé, l’imagerie chimique dimensionnelle 2 de médicaments finis peut être très utile pour comprendre la localisation et la distribution des constituants organiques et inorganiques. Cette information est importante pour les scientifiques en formulation. Cela peut également être critique dans les affaires de propriété intellectuelle où le droit des brevets dicte fréquemment l'emplacement et la fonction des matériaux.

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