Оксиконтин, содержащий опиат-оксикодон, должен был обеспечить 12-часовое обезболивание. Вместо этого у некоторых пациентов он растворялся намного быстрее, что заставляло их принимать его чаще и в конечном итоге становилось зависимым.
Но оценить, как лекарство растворяется в организме, на удивление сложно.
Растворение лекарства необходимо измерять в лабораторных условиях, максимально приближенных к имитации того, что происходит в организме.
В статье, опубликованной в Scientific Reports, исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде описывают простой и недорогой способ измерения растворения лекарств, который должен помочь фармацевтическим компаниям разрабатывать лучшие и более последовательные лекарственные препараты с замедленным высвобождением.
«Мы напрямую измерили профили растворения отдельных лекарственных гранул, которые представляют собой маленькие сферы, которые вы видите, открывая капсулу», – сказал автор-корреспондент Уильям Гровер, доцент кафедры биоинженерии в Инженерном колледже Марлана и Розмари Борнс. «Мы достигли этого с помощью датчика с вибрирующей трубкой, который представляет собой всего лишь кусок стеклянной трубки, изогнутой в форме камертона."
На растворение лекарства в организме влияют многие факторы, включая pH и химический состав желудочно-кишечной жидкости, гидродинамику жидкости, вызванную сокращениями желудочно-кишечного тракта, пол пациента и метаболизм.
Например, производители Оксиконтина отмечают, что прием препарата с жирной пищей может увеличить количество оксикодона в крови пациента на 25%.
Фармацевтические компании обычно тестируют лекарства, помещая их в сосуд, наполненный жидкостью, имитирующей содержимое желудочно-кишечного тракта или желудочно-кишечного тракта, и перемешивают жидкость, чтобы воссоздать динамику желудочно-кишечного тракта. Через определенные промежутки времени берутся небольшие пробы жидкости, и концентрация лекарственного средства, которая должна со временем увеличиваться, измеряется с помощью спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой области или высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Данные этого тестирования используются для построения модели ожидаемого поведения препарата в организме.
У всех распространенных способов тестирования есть недостатки. Небольшие различия в размещении таблеток в сосуде могут, например, удвоить измеренную скорость растворения одним методом.
Другие методы могут вызвать засорение оборудования, затрудненный поток и пузырьки воздуха, которые влияют на растворение препарата. Кроме того, процесс измерения трудоемкий, трудоемкий, часто невоспроизводимый и требует дорогостоящего оборудования.
Существующие методы также предлагают только «моментальные снимки» растворения, сделанные в точках отбора проб, что дает ограниченную информацию.
Гровер, докторант Херан Бхакта и студентка Джессика Лин использовали радикально иной подход. Вместо того, чтобы измерять возрастающую концентрацию лекарства в жидкости, они решили измерить уменьшающуюся массу твердой гранулы по мере ее растворения.
Группа использовала стеклянную трубку, изогнутую как камертон, колеблющуюся посредством контура на своей резонансной частоте, которая определялась массой трубки и ее содержимого.
Когда они заполнили трубку искусственным содержимым желудка и кишечника и пропустили через трубку гранулу лекарственного средства с замедленным высвобождением, они наблюдали кратковременное изменение частоты.
При нанесении на график они могли сравнивать пики резонансной частоты со временем, чтобы узнать плавучую массу гранулы лекарства в этот момент.
«Пропуская гранулы вперед и назад через вибрирующую трубку, пока она растворяется, мы можем отслеживать ее вес на протяжении всего процесса растворения и получать профили растворения отдельных гранул», – сказал Гровер.
Группа тестировала три различных препарата-ингибитора протонной помпы с контролируемым высвобождением: омепразол, лансопразол и эзомепразол. Хотя все они выполняют одну и ту же функцию в организме, у них очень разные размеры гранул и механизмы растворения.
«Мы также обнаружили различное поведение при растворении у фирменных и генерических препаратов одного и того же препарата. Эти различия в поведении растворения отдельных частиц могут привести к разной скорости всасывания лекарства у пациентов ", – сказал Гровер.
Исследователи пишут, что этот метод устраняет многие недостатки существующих методов тестирования, не требует дополнительных аналитических инструментов и подходит как для быстро растворяющихся, так и для медленно растворяющихся составов. Предоставляя профили растворения для отдельных гранул, этот метод может улавливать различия в поведении гранул при растворении, недоступные другим методам.
«Наша методика намного дешевле и проще в исполнении, чем традиционные методы, и это позволяет фармацевтическим компаниям проводить больше тестов в более широком диапазоне условий», – сказал Гровер. "Мы также можем легко увидеть различия в растворении отдельных частиц в лекарстве. Это должно помочь фармацевтическим компаниям улучшить и контролировать согласованность своих производственных процессов."
Этот метод измеряет не только активные ингредиенты, но и инертные ингредиенты в каждой частице лекарства.
«Это полезно для производителей, которые хотят изучить, как каждый слой гранул с контролируемым высвобождением ведет себя во время растворения», – сказал Бхакта.
Авторы надеются, что эти данные могут расширить существующие методы растворения и помочь разработчикам и производителям фармацевтических препаратов создавать более качественные препараты с контролируемым высвобождением.