Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas Tecnologia Farmacêutica II 2014-2015 Exercícios Exercício 1, 2 e 4 Alexandra Sofia Helfrich nº 9511 Daniela Cunha nº 8788 Liliana Ribeiro nº 8889 Raquel Silva nº 8782 Exercício 1 Proponha um protocolo para desenvolver e testar uma formulação dermatológica. A colocação de produtos cosméticos no mercado português deve obedecer aos requisitos estabelecidos pelo Regulamento (CE) N.º 1223/2009 do Parlamento Europeu e do Conselho de 30 de Novembro de 2009, relativo aos produtos cosméticos, Deliberação n.º 15/CD/2013, disposições do Decreto-Lei 189/2008 de 24 de setembro, na atual redação vigentes, nomeadamente artigos 10.º, 20.º, 22.º, 23.º, 24.º, 25.º, 29.º, 30.º e normas sancionatórias correspondentes. - Avaliação Técnico-científica: - INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO - ENSAIOS CLÍNICOS - Introdução no Mercado Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Avaliação Técnico-científica: INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO Passo 1 Identificar a doença ou condição a tratar Passo 2 Definir o local de acção Passo 3 Identificar o receptor na área alvo Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Avaliação Técnico-científica: INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO - Espessamento - Quebrada - Inflamada - Unidade pilo-sebácea bloqueada Passo 4 Verificar o estado da pele Passo 5 Seleccionar o melhor fármaco Passo 6 Definir a cinética ideal de libertação da do fármaco no local de ação - Perfil farmacocinético e farmacodinâmico Toxicidade Potencial sensibilidade Estabilidade e susceptibilidade à metabolização Propriedades físico-químicas (ex. coeficiente de partição) - Tratamento contínuo ou pulsado - Dose - Frequência de aplicação •Vias de permeação percutânea Desde a introdução do estudo científico moderno de absorção percutânea, os autores têm discutido a importância relativa de três potenciais rotas de entrada a partir da superfície da pele no tecido sub-epidérmico(...) Via apêndices Rota intercelular Rota transcelular •Representam apenas 0,1 % - 1 % da área total da superfície da pele. Promotores comuns da permeação: (álcoois, ácidos gordos) 6 Como determinar D e K de um fármaco? • dm/dt – fluxo de fármaco pela pele • D – coeficiente de difusão • C0 – concentração de fármaco • K – coeficiente de partição • h – espessura da membrana • L – lag time •Outros factores que influenciam a penetração cutânea: -Tamanho molecular (moléculas mais pequenas <500 Da permeiam mais facilmente); -Hidratação do estrato córneo aumenta a permeação (atenção a agentes humectantes); -Idade,sexo, patologias cutâneas. Como estudar a cinética de absorção de um fármaco na pele? • O estrato córneo é o limitante da absorção • O estrato córneo não é o limitante da absorção • Soluções • Suspensões • a – actividade termodinâmica do fármaco • γ – coeficiente de actividade efectiva na pele Como estudar a cinética de absorção de um fármaco na pele? Estrato córneo como limitante da absorção Pressupostos • • • • • • • • • A pele é homogénea O fármaco é não iónico e dissolve-se sem interferir com o fluxo pela membrana, e independentemente do pH Só o fármaco atravessa a membrana e as secreções não diluem o veículo O coeficiente de difusão é constante com o tempo e posição do fármaco O fármaco que atinge o tecido viável é rapidamente levado para a circulação – condições SINK O fármaco que sai do veículo é negligenciável – a sua concentração no veículo permanece constante O veículo não altera a permeabilidade da membrana O fármaco permanece intacto e inalterado Considera-se o fluxo aproximado no steady state •Aplica-se à maior parte dos fármacos •Enquanto houver fármaco sólido na forma farmacêutica a absorção é máxima Avaliação Técnico-científica: INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO Geles: absorção rápida Pomadas: grande versatilidade devido à variedade de bases Cremes: promovem a hidratação Pastas: úteis em pediatria ou como protectores solares Passo 7 Escolher o tipo de formulação Passo 8 Definir o passo limitante e aumentar a sua rentabilidade. Passo 9 Seleccionar os excipientes do veículo - Permeação através do estrato córneo - Clearance dos tecidos viáveis - Passo 10 Favorecer a penetração do fármaco: optimizar a formulação e obter o máximo potencial químico Estáveis Compatíveis Cosmeticamente e Terapeuticamente aceitáveis. Ter em atenção os possíveis efeitos terapêuticos dos excipientes Uso de skin enhancers (promotores) (com perfil toxicológico detalhado) Como estudar a cinética de absorção de um fármaco na pele? Estrato córneo não limitante da absorção Ocorre por quebra da pele ou difusão lenta na forma farmacêutica Suspensões Soluções • A – quantidade de fármaco suspenso por • C0: concentração inicial de fármaco • Dv: coeficiente de difusão do fármaco no veículo • T: tempo após aplicação • Aumentar concentração de fármaco volume • Cs – constante de solubilidade do fármaco no veículo • Aumentar coeficiente de difusão do fármaco no veículo Como optimizar a absorção percutânea de um fármaco? • Utilização de pró-fármacos • Ajuste do potencial químico • Hidratação • Promotores da penetração (ou absorção) • Utilização de pares iónicos/coacervatação • Lipossomas/transferossomas • Iontoforese • Ultrassons • Electroporação • Remoção do estrato córneo • Microinjecções • Partículas de alta velocidade Avaliação Técnico-científica: INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO Passo 11 Teste in vitro - Libertação adequada do fármaco pelo veículo. - Monitorizar a permeação e penetração cutânea. Célula de difusão de Franz: 1) Ensaios de Cedência do fármaco pelo veículo: Membranas artificiais hidrofilicas (ex. acetato/ nitrato de celulose; polisulfona…) 2) Ensaios de Permeação: Membranas artificiais hidrofóbicas (silicone) ou pele (inteira ou estrato córneo) Mede-se a passagem do fármaco da membrana/ pele para a fase receptora (≃ sangue). 3) Ensaios de Penetração: Tape stripping/ Adesivos da Pele Mede-se a penetração do fármaco em cada camada de pele após extração Sistemas sem membrana -Solvente: etanol-água - Fase Receptora: clorofórmio e miristato de isopropilo Controlo de qualidade Fase de Pré-formulação Ensaios de cedência e difusão in vitro Objectivo: Avaliar a permeabilidade cutânea da pomada (formulações tópicas) - entrada de substâncias na corrente sanguínea - toxicidade após exposição Imagens relativas a células de Franz , Retirado de www.abihpec.org.br/conteudo/.../08ELISABETE-UFR Controlo de qualidade Fase de Pré-formulação Ensaios de cedência e difusão in vitro 1.Retirada da pele da célula 2. Pele após limpeza da formulação 3.Separação das camadas Epiderme e Derme com bisturi 4.Recorte da derme para extracção das substâncias activas Quantificação por HPLC Retirado de www.abihpec.org.br/conteudo/.../08ELISABETE-UFRJ Controlo de qualidade Fase de Pré-formulação Ensaios de cedência e difusão in vivo Tape stripping É um método em que se usa um adesivo transparente (Scotch brand tape), que permite a recolha de amostras da superfície da pele, em intervalos de tempo específicos. Assim, possibilita o estudo da penetração de substâncias aplicadas na pele. Inclui as seguintes fases: -Preparação do adesivo -Stripping da pele -Staining the tape -Montagem do adesivo numa lâmina Avaliação Técnico-científica: INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO Passo 11 Teste in vivo (ratinhos) - - Perfil farmacocinético (permeação e penetração cutânea). - Biodisponibilidade tópica. - Segurança e Eficácia. Técnicas histológicas Microdiálise Uso de marcadores (corantes, fluorescência, radioactividade) Analise de tecidos e fluidos corporais Desenvolvimento de uma resposta biológica Controlo de qualidade Fase de Pré-formulação Ensaios de tolerância local (ensaio da acantose) • Aplicação de um determinado excipiente durante 10 dias num dos flancos de um cobaio. Após o tempo previsto, faz-se a comparação dos cortes histológicos (tamanho das células, mitoses, volume das glândulas sebáceas) do flanco tratado e do não tratado –(ensaio em branco) • É feito em animais (ratos, cobaios) • Fases: Preparação do equipamento Preparação da pele Raspagem e montagem para observação Avaliação Técnico-científica: ENSAIOS CLÍNICOS Fases Descrição Especificações I Avaliação da segurança e tolerabilidade, perfil farmacocinético e farmacodinâmico. Seres humanos, normalmente voluntários saudáveis (20-80) II Avaliar a eficácia terapêutica e segurança. Confirmação da existência de um efeito terapêutico. Avaliar a toxicidade e seleção do regime terapêutico (a dose e a frequência de administração do novo medicamento) Doentes selecionados com a doença em estudo, sujeitos a monotorização cuidada (25-100) Avaliação Técnico-científica: ENSAIOS CLÍNICOS Fases Descrição Especificações III Estudos comparativos, demonstrar a segurança, eficácia e benefício terapêutico por comparação com um medicamento padrão e/ou placebo. Centenas a milhares de doentes Essencial para submissão às Autoridades Regulamentares do pedido de Autorização de Introdução no Mercado (AIM) IV Optimização do uso do medicamento(avaliação de interacções medicamentosas adicionais, avaliação de dose-resposta, detecção de reacções adversas previamente desconhecidas ou inadequadamente quantificadas, entre outros) Riscos e benefícios Após obtenção da AIM. Ao longo de um maior período de tempo e num maior número de doentes. Farmacovigilância Exercícios - formulações para aplicação tópica ENSAIOS CLÍNICOS Exercício 1 Identificação SA Ensaios préclínicos Estudos toxicidade Ensaios pré-formulação Ensaios de fase I Ensaios de fase II Risco Ensaios de fase III AIM … Ensaios de fase IV Ensaios analíticos Ensaios pré-clínicos Submissão do AIM/NDA Ensaios de estabilidade Exercício 2 Forma farmacêutica Produção Objetivos gerais dos Ensaios Clínicos: • Determinar a eficácia do medicamento para o tratamento (ou profilaxia= da doença • Determinar os riscos e o perfil de segurança do medicamento • Estabelecer a relação benefício-risco para os doentes que serão tratados com o medicamento Fluxograma Equipamento CQ Exercício 4 22 Introdução no Mercado O sistema Europeu compreende 4 procedimentos para concessão de autorização de introdução no mercado (AIM) de um medicamento em mais do que um Estado-membro. São eles: - Procedimento Centralizado - Procedimento de Reconhecimento Mútuo - Procedimento Descentralizado Procedimento Nacional No caso de se pretender que o medicamento seja aprovado apenas para colocação no mercado de um Estadomembro será utilizado um procedimento puramente nacional. Introdução no Mercado Procedimento Centralizado Pedido de AIM INFARMED Comité científico de peritos (CHMP) EMA Comissão Europeia AIM é válida em todos os Estadosmembros da União Europeia. Procedimento de Reconhecimento Mútuo INFARMED Primeira avaliação e aprova o medicamento a nível nacional Estado-membro de Referência Obtenção de AIM Base do pedido a submeter noutros Estado-membros Procedimento Descentralizado Pedido de AIM INFARMED Vários Estadomembros simultaneamente Estado-membro de Referência Restantes membros envolvidos Actualização quando relevante Exercícios - formulações para aplicação tópica REGISTO – Submissão de AIM/NDA Exercício 1 Identificação SA Estudos toxicidade Ensaios pré-formulação Ensaios analíticos Ensaios pré-clínicos Submissão do AIM/NDA Ensaios de estabilidade Exercício 2 Forma farmacêutica Produção Fluxograma Equipamento CQ Exercício 4 AIM (dossier do medicamento) (NDA) …Comercialização Exercícios - formulações para aplicação tópica Exercício 1 Identificação SA Estudos toxicidade Ensaios pré-formulação Ensaios analíticos Ensaios pré-clínicos • • • • Preço Reembolso Comparticipações etc Submissão do AIM/NDA Ensaios de estabilidade Ensaios de Fase 4 Exercício 2 Forma farmacêutica Produção Fluxograma Equipamento CQ Exercício 4 Ensaios de Estabilidade Fármaco ideal a) 3 anos de validade; b) Potência superior a 95% c) Aspecto e função igual à que tinha na altura da produção 26 Exercício 2 2-Tendo presente a seguinte fórmula • Óxido de zinco 25% (SA) Antisséptico e Antipruriginoso • Amido 25% (diluente) • Calamina 5% (SA) • Vaselina branca q.b.p 100% (excipiente hidrófobo e agente levigante) a) Diga a que forma farmacêutica nos referimos. PASTA DÉRMICA – preparação semi-sólida cutânea com grandes quantidades de pó finamente dispersas no excipiente. Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 28 • b) Proponha um processo de fabrico e CQ. Pulverização Vaselina Óxido de zinco Moinho Coloidal Fundir Amido Calamina Mistura & Homogeneização Levigação Misturar e Homogeneizar Refinador Enchimento Pasta Acondicionamento Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Produto Final Comadis C735 (35/min.) 29 Ensaio (Pré-formulação) Metodologia Equipamento Especificações Fita adesiva In vivo: Após a aplicação tópica e penetração da formulação são retiradas com fita adesiva, da mesma zona, camadas de células do estrato córneo. A quantidade de formulação que penetrou nos corneócitos é determinada por métodos analíticos. In vitro: Células de difusão de Franz In vitro: Determinação da velocidade de libertação através da membrana. In vivo: tape stripping (ratos e cobaios) Cedência/ Permeação/ Penetração Aplicação na pele barbeada ou não, seguida de cortes histológicos para comparar com o controlo In vitro: Células de difusão de Franz Coloca-se a formulação no compartimento doador e são retiradas amostras ao longo do ensaio. Tolerância local (acantose) Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Aplicação de um dado excipiente num dos flancos do cobaio, durante 10 dias após o qual se compara com os cortes histológicos do flanco tratado com excipiente e outro flanco (branco). 30 Ensaio Metodologia Equipamento Especificações Características Organolépticas Análise Sensorial - Cor, odor, textura ao tacto, homogeneidade Potenciómetro Compatível com a formulação e a região do corpo a que se destina: • mucosa nasal: 6-7.6 • mucosa ocular: 7.4 -8 • mucosa vaginal: 3.5 -5 De acordo com os ensaios de estabilidade. Viscosímetro Ferranti (cone e prato) Dilatante Determinação do pH da fase aquosa (F.P. 2.2.3) Viscosidade (F.P. 2.2.10) Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Fundir 510g + 30ml água neutra a 70ºC e agitar ; separação de fases (fase aquosa é filtrada e arrefecida), determinação do pH Determinar a viscosidade da pasta 31 Ensaio Metodologia Equipamento Especificações Penetrometria (F.P.2.99) Medir a penetração de um móvel no produto a examinar, contido num recipiente de dimensões e forma definidas. Penetrómetro de cone (Mahler; ASTM) A penetrabilidade dos fármacos que transportam deve ser diminuta. Extensibilidade Mede a resistência ao movimento entre dois planos paralelos. Aparelho Mutimer Avalia a facilidade de saída da pasta da bisnaga Aparelho Mutimer extrusador Plasticidade Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 32 Ensaio Metodologia Controlo microbiológico (Categoria 2) • Contagem dos microorganismos aeróbios viáveis totais (F.P.2.6.12); • Enterobactérias e outras bactérias Gram(-) (F.P.2.6.13); • Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus (F.P.2.6.13) Doseamento da S.A. Fracionamento por vários dissolventes (separação de componentes) Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Equipamento Especificações • Nº bactérias aeróbias totais + fungos e leveduras: <10² ufc/g/ml Meios de cultura seletivos + Estufa Cromatógrafo gasoso (F.P. 2.2.28) ou Espectrofotómetro de I.V. (F.P. 2.2.40) HPLC • Nº entreobactérias: <10 ufc/g/ml • Pseudomonas aeruginosa + staphylococcus aureus: ausentes De acordo com os ensaios de estabilidade e a fórmula 33 Ensaio Material de Acondicionamento primário (plástico opaco /âmbar / bisnaga inox) Metodologia Observação visual Equipamento Especificações - Ausência de resíduos Impermeabilidade Hermeticamnte fechados De acordo com as normas ICH da EMA Material de Acondicionamento secundário (embalagem de cartão) Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Observação visual - Gravações corretas Folheto informativo corretamente impresso Ausência de rutura da cartonagem 34 Exercício 4 Identifique e Corrija os erros na Composição Quantitativa da Seguinte Forma Farmacêutica Componentes Quantidade (g) Quantidade Corrigida (g) Hidroquinona 2,0 2,0 Etanol 1,0 ? p-hidroxibenzoato de metilo 2,0 ? p-hidroxibenzoato de propilo 2,0 ? Bissulfito de Sódio 2,0 ? Carbopol 940 10,0 ? Água Destilada 10,0 ? Propilenoglicol Qbp 100 ? Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 36 Indicações Terapêuticas • Clareamento gradual de manchas (melasmas, sardas, melanoses solares) • Hiperpigmentação por produção excessiva de melanina. Identificação da Substância Activa Características • Aparência: Cristais brancos que se tornam escuros com a exposição ao ar. • Solubilidade: Solúvel em água, facilmente solúvel em etanol e éter etílico, praticamente insolúvel em benzeno. Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 37 Identificação da Forma Farmacêutica Geles Hidrófilos – Excipientes (Prista) Líquidos Gelificados: Água • Glicerina • Propilenoglicol… • Água Destilada Agentes Gelificantes Carbopol 940: Carbómero Propilenoglicol • Goma adragante • Goma de caraia • Amido • Derivados da celulose Hidrogele • Silicatos de alumínio e magnésio (argilas, bentonites, • • • • veegum) Pectinas Alginatos Carbómeros Álcool Polivinílico… Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 38 Identifique e Corrija os erros na Composição Quantitativa da Seguinte Forma Farmacêutica Componentes Quantidade (g) Quantidade Corrigida (g) Funcionalidade Hidroquinona 2,0 2,0 Substância Activa Etanol 1,0 ? Solvente p-hidroxibenzoato de metilo 2,0 (0,02 – 0,3) 0,2 Conservante p-hidroxibenzoato de propilo 2,0 (0,01 – 0,6) 0,02 Conservante Bissulfito de Sódio 2,0 0,1 Antioxidante Carbopol 940 10,0 (0,5 – 2) 1,25 Agente Gelificante Água Purificada 10,0 Qbp 100 Veículo Propilenoglicol Qbp 100 15 Humectante Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 39 Cálculo da Quantidade de Etanol Compostos que necessitam de dissolução em Etanol Compostos Solubilidade %(m/m) a 25ºC Hidroquinona 57 3,51 g de Etanol necessários • 57g Hidroquinona 100g Etanol 2g Hidroquinona x x = 3,51g Etanol Não se justifica fazer este cálculo porque a Hidroquinona é solúvel em água e os Parabenos podem ser dissolvidos em água quente. Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 40 Identifique e Corrija os erros na Composição Quantitativa da Seguinte Forma Farmacêutica Componentes Quantidade (g) Quantidade Corrigida (g) Funcionalidade Hidroquinona 2,0 2,0 Substância Activa Etanol 1,0 3,51 Solvente p-hidroxibenzoato de metilo 2,0 0,2 Conservante p-hidroxibenzoato de propilo 2,0 0,02 Conservante Bissulfito de Sódio 2,0 0,1 Antioxidante Carbopol 940 10,0 1,25 Agente Gelificante NaOH qb pH 7 qb pH 7 ou qbp entumescer o polimero Água Purificada 10,0 Qbp 100 Veículo Propilenoglicol qbp 100 15 Humectante Tecnologia Farmacêutica II - Exercícios 1,2 e 4 Base para gelificar o carbopol 41 Bibliografia • Farmacopeia Portuguesa IX, Infarmed, Lisboa, 2008 • • • Kumar L., Verma R., In vitro evaluation of topical gel prepared using natural polymer, International Journal of Drug Delivery 2, 2010, 58-63 Lloyd A., Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Lippincott Williams and Wilkins; 9th Ed, 2010 Prista • Rowe, C. R., Sheskey J. P., Quinn E. M., Handbook of Pharmaceutical Excipients, London, RPS Publishing, 2009 • The United States Pharmacopoeia: National Formulary, U.S. Pharmacopoeia, 2012 • Thompson J.E., Davidow L.W., A Practical Guide to Contemporary Pharmacy Practice, 3rd. Edition, Lippincott Williams and Wilkins, 2009 http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc157.htm http://www.particlesciences.com/news/technical-briefs/2009/in-vitro-release-testing-methods.html http://www.pharmtech.com/pharmtech/data/articlestandard//pharmtech/232003/59305/article.pdf http://www.permegear.com/inline.htm http://www.infarmed.pt/portal/page/portal/INFARMED/MEDICAMENTOS_USO_HUMANO/AUTORIZACAO_D E_INTRODUCAO_NO_MERCADO/PROCEDIMENTOS_DE_AIM