JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Dinamik ışık saçılması (DLS), intravenöz olarak uygulanan demir-karbonhidrat komplekslerinin partikül boyutunu ve dağılımını değerlendirmek için uygun bir test olarak ortaya çıkmıştır. Bununla birlikte, protokoller standardizasyondan yoksundur ve analiz edilen her demir-karbonhidrat kompleksi için değiştirilmesi gerekir. Bu protokol, demir sakarozun analizi için uygulamayı ve özel hususları açıklamaktadır.

Özet

İntravenöz olarak uygulanan demir-karbonhidrat nanopartikül kompleksleri, demir eksikliğini tedavi etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sınıf, bu ajanları fizikokimyasal olarak karakterize etmek için mevcut metodolojiler için gerekli koşullara değişen duyarlılık sergileyen yapısal olarak heterojen birkaç nanopartikül kompleksi içerir. Şu anda, demir-karbonhidrat komplekslerinin kritik kalite özellikleri tam olarak belirlenmemiştir. Dinamik ışık saçılması (DLS), bozulmamış parçacık boyutunu ve dağılımını belirlemek için temel bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır. Bununla birlikte, laboratuvarlar arasında metodolojilerin standardizasyonu, bireysel demir-karbonhidrat ürünleri için gerekli spesifik modifikasyonlar ve boyut dağılımının en iyi şekilde nasıl tanımlanabileceği konusunda zorluklar hala devam etmektedir. Önemli olarak, kullanılan seyreltici ve seri seyreltmeler standartlaştırılmalıdır. Numune hazırlama ve veri raporlama yaklaşımlarındaki geniş farklılıklar, demir-karbonhidrat ajanlarının karşılaştırılmasında DLS kullanımını sınırlandırmaktadır. Burada, Z-ortalaması ve polidispersite indeksini kullanarak demir-karbonhidrat kompleksi, demir sakarozun boyut ve boyut dağılımını ölçmek için sağlam ve kolayca tekrarlanabilir bir protokolü detaylandırıyoruz.

Giriş

Demir sakkaroz (IS), bir polinükleer demir-oksihidroksit çekirdeği ve sakkaroz kompleksinden oluşan nanopartiküllerden oluşan kolloidal bir çözeltidir. İD, oral demir takviyesini tolere etmeyen veya oral demirin etkili olmadığı çok çeşitli altta yatan hastalık durumları olan hastalar arasında demir eksikliğini tedavi etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır1. IS, biyolojiklerle orantılı karmaşık kimyaya sahip bir ilaç sınıfı olan Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) tarafından tanımlanan karmaşık ilaçların ilaç sınıfına aittir2. Kompleks ilaç ürünlerinin düzenleyici değerlendirmesi, takip eden kompleks ilaçları doğru bir şekilde karşılaştırmak için ek ortogonal fizikokimyasal yöntemler ve / veya klinik öncesi veya klinik çalışmalar gerektirebilir 3,4. Bu önemlidir, çünkü birkaç çalışma, takip eden bir IS ürününe karşı IS'nin kullanımının aynı klinik sonuçları üretmediğini bildirmiştir. Bu, IS ürünleri arasındaki fizikokimyasal özelliklerdeki farklılıkları tespit etmek için uygun olan yeni ve ortogonal karakterizasyon tekniklerinin kullanımının kritikliğini vurgulamaktadır 5,6.

IS'nin boyut ve boyut dağılımının doğru bir şekilde aydınlatılması klinik öneme sahiptir, çünkü partikül büyüklüğü opsonizasyonun hızında ve derecesinde önemli bir etkili faktördür - bu karmaşık ilaçların biyodağılımında ilk kritik adım 7,8. Partikül boyutundaki ve partikül boyutu dağılımındaki küçük değişiklikler bile, demir-oksit nanopartikül komplekslerinin farmakokinetik profilindeki değişikliklerle ilişkilendirilmiştir 9,10. Brandis ve ark. tarafından yapılan yeni bir çalışma, DLS tarafından ölçülen partikül boyutunun, referans olarak listelenen bir ilacı ve jenerik bir sodyum ferrik glukonat ürününü karşılaştırırken sırasıyla 14.9 nm ± 0.1 nm ve10.1 nm ± 0.1 nm, p < 0.001) anlamlı derecede farklı olduğunu göstermiştir. Demir-karbonhidrat ürünlerinin tutarlı partiden partiye kalitesi, güvenliği ve etkinliği tamamen üretim sürecinin ölçeklendirilmesine bağlıdır ve potansiyel üretim sapması dikkatlice düşünülmelidir9. Üretim süreci artık sakkaroz ile sonuçlanabilir ve bu, üreticiye bağlı olarak değişecektir12. Üretim süreci değişkenlerindeki herhangi bir değişiklik, nihai karmaşık ilaç ürününde yapı, karmaşık stabilite ve in vivo eğilim9 açısından önemli değişikliklere yol açabilir.

İlaç tutarlılığını değerlendirmek ve ilacın in vivo davranışını tahmin etmek için, karmaşık nanoilaçların fizikokimyasal özelliklerini belirlemek için çağdaş ortogonal analitik metodolojilere ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, metodolojilerin standardizasyonunda bir eksiklik vardır, bu da sonuç raporlamasında yüksek derecede laboratuvarlar arası çeşitliliğe neden olabilir13. Bu zorlukların küresel düzenleyici otoriteler ve bilimsel topluluk tarafından tanınmasınarağmen14, İD'nin fizikokimyasal özelliklerinin çoğu yeterince tanımlanmamıştır ve mevcut düzenleyici rehberlik belgeleri bağlamında kritik kalite özelliklerinin tam olarak tamamlanması tanımlanmamıştır15. FDA tarafından demir-karbonhidrat kompleksleri için yayınlanan ürüne özgü kılavuz belgeler taslağı, DLS'yi takip eden ürünlerin boyut ve boyut dağılımını değerlendirmek için bir prosedür olarak önermektedir16,17.

Birçok yayın, IS nanopartikül boyutlarını belirlemek için DLS protokollerini ayrıntılı olarak belirlemiştir13,18. Bununla birlikte, numune hazırlama, prosedür koşulları, enstrümantasyon ve enstrümantasyon ayar parametreleri yayınlanan yöntemler arasında farklı olduğundan, sonuçları yorumlamak için standartlaştırılmış bir yöntemin yokluğunda DLS sonuçları doğrudan karşılaştırılamaz13,18. Metodolojilerdeki ve veri raporlama yaklaşımlarındaki çeşitlilik, bu özelliklerin karşılaştırmalı amaçlar için uygun şekilde değerlendirilmesini sınırlamaktadır19. Önemli olarak, IS'yi değerlendirmek için daha önce yayınlanan DLS protokollerinin çoğu, kolloidal çözeltilerdeki nanopartiküllerin Z-ortalaması hesaplanmış hidrodinamik yarıçapını13,18 oranında yükselttiği gösterilen serbest sakarozun varlığından dolayı süspansiyondaki sakkarozun difüzyonunun etkisini hesaba katmamaktadır. Bu protokol, IS'nin partikül boyutunun ve dağılımının ölçülmesi için metodolojiyi standartlaştırmayı amaçlamaktadır. Yöntem bu amaçla geliştirilmiş ve doğrulanmıştır.

Protokol

1. Makinenin çalıştırılması

  1. Makineyi ve yazılımı başlatma
    NOT: Ek Şekil S1A-D , makineyi ve yazılımı başlatma adımlarını açıklamaktadır.
    1. Ölçümlere başlamadan en az 30 dakika önce cihazı açın ve ardından bilgisayarı başlatın.
    2. Programı başlatmak için enstrüman yazılımı simgesine çift tıklayın.
    3. Oturum açma penceresine kullanıcı adını ve parolayı girin. Her kullanıcının kendi hesabına sahip olduğundan emin olun.
    4. Sağ alt köşedeki üç siyah çubuğun da yeşil renkte yanmasını bekleyin, bu da ünitenin çalışmaya hazır olduğunu gösterir.
    5. Uzun süre işlem yapılmaması durumunda, kullanıcının oturumu otomatik olarak kapatıldığında, Güvenlik altında, Oturum Aç'a tıklayın ve parolayı yeniden girin.
  2. Ölçüm dosyası oluşturma
    NOT: Her ölçüm gününün başında yeni bir ölçüm dosyası oluşturulur. Tüm ölçümler listelenir ve ölçüm dosyasında saklanır. Bu yordamın ayrıntıları için Ek Şekil S2A-B'ye bakın.
    1. Dosya'ya tıklayarak yeni bir ölçüm dosyası oluşturma | Yeni | Ölçüm Dosyası. Açılan pencerede, depolama konumunu seçin ve ölçüm dosyasını adlandırın . Kaydet'e tıklayarak ayrıntıları onaylayın.
    2. Bir dosyayı açmak için Dosya | Açık | Ölçüm Dosyası. Açılan pencerede ölçüm dosyasını seçin, Aç'a tıklayarak ayrıntıları onaylayın, dosya adını seçin ve Kaydet'e tıklayın.
  3. Sonuçları yazdırma
    1. Sistem uygunluk testinin (SST) sonuçlarını (bkz. adım 1.5) ve Ek Şekil S3'e göre numune ölçümünün ortalama değerini yazdırın veya kaydedin.
    2. Ölçüm(ler)i ölçüm dosyasının Kayıtlar görünümünde işaretleyin.
    3. Toplu Yazdırma'ya sağ tıklayın ve başka bir küçük pencerenin açılmasını bekleyin.
    4. Seçimlerden PSD Yoğunluğu raporunu seçin ve Tamam'a tıklayarak onaylayın.
  4. Ölçümü başlatmak için genel prosedür
    NOT: Bir ölçümü başlatma prosedürü Ek Şekil S4A-D'de açıklanmıştır. Gerekli birim parametre dosyası (SOP olarak adlandırılır) için aşağıda özetlenen yolu izleyin:
    1. Açılır listeden gerekli SÇP'yi seçin. En son kullanılan SÇP'ler listede görüntülendiğinden, daha eski bir SÇP'ye ihtiyaç duyulması halinde SÇP'ye Gözat'ı seçin ve yeşil oka tıklayarak onaylayın. SÇP'lerin depolama yeri açıldıktan sonra 1.4.2 adımına geçin.
      NOT: Demir sakkaroza özgü önemli sistem parametrelerinin ayrıntıları için (örneğin, bir zayıflatıcının denge süresi), Tablo 1'e bakınız.
    2. Açılan pencerede, Örnek Adı ve Notlar altında gerekli girişleri yapın. Tamam'a tıklayarak onaylayın ve ölçüm penceresinin otomatik olarak açılmasını bekleyin.
    3. Yeşil Başlat düğmesine tıklayarak ölçümü başlatın.
    4. Ölçümün sonunda akustik bir sinyal duyulduğunda, ölçüm penceresini kapatın.
  5. Sistem uygunluk testi (SST) ölçümü
    NOT: Küvetin alt kısmına (ölçüm bölgesi) dokunmayın. Dizinin başında ve sonunda, 20 nm parçacık standardını ölçün.
    1. Seyreltilmemiş parçacık standardının ~ 1 mL'sini bir polistiren küvete doldurun ve kapakla kapatın.
      NOT: Adım 1.5.1'de hazırlanan seyreltilmiş standart 1 ay süreyle kullanılabilir.
    2. Doldurduktan sonra, küveti kapatın ve hava kabarcıkları olup olmadığını kontrol edin. Küvete hafifçe dokunarak hava kabarcıklarını çıkarın.
    3. Küveti, ok işareti öne bakacak şekilde cihazın hücre tutucusuna yerleştirin ve ölçüm odası kapağını kapatın.
    4. Birim parametresi SOP'yi yükleyin ve başlangıç penceresine aşağıdaki verileri girin:
      Örnek Adı: SST 20 nm Partikül Standardı
      Ardından bir not ekleyin: Standardın tanımlayıcı numarası ve son kullanma tarihi
    5. Ölçümü başlatın.
    6. Akustik sinyal çaldığında ölçümün bitiminden sonra, ölçüm penceresini kapatın.
    7. Raporu yazdırın (bkz. madde 1.1.3).
      NOT: Partikül boyutu Z-ortalaması analiz sertifikasının %10'luk değerine karşılık gelirse SST ± geçirilir.
  6. Demir sakkaroz çözeltisinin ölçümü
    1. 25 mL'lik hacimsel bir şişeye %2 m/V demir içeriğine sahip 0,5 mL'lik bir IS çözeltisinden pipet alın ve işarete kadar düşük parçacıklı suyla doldurun (ör. taze deiyonize edilmiş ve filtrelenmiş [gözenek boyutu 0,2 μm]); Bu çözelti 0.4 mg Fe / mL içerir.
      NOT: Adım 1.6.1'deki numune hazırlama. Bu spesifik seyreltme ile metot geliştirme sırasında tespit edilmiş ve bu amaç için en uygun seyreltme olarak belirlenmiştir.
    2. Ön temizlik için, polistiren küveti hazırlanan ölçüm çözeltisi ile yaklaşık 3/4 oranında doldurun, yavaşça döndürün ve ardından mümkün olduğunca tamamen boşaltın.
      NOT: Küvetin alt kısmına (ölçüm bölgesi) dokunmayın ve küveti sallamayarak hava kabarcıklarından kaçının.
    3. Ölçüm için, 1 mL ölçüm çözeltisinin pipetini küvetin içine koyun ve bir kapak takın.
    4. Hava kabarcıkları için küvetteki ölçüm solüsyonunu kontrol edin. Hava kabarcıkları varsa, küvete hafifçe dokunarak bunları çıkarın.
  7. Ölçümün gerçekleştirilmesi
    1. Plastik küveti, ölçüm çözeltisi ile birlikte ok işareti öne bakacak şekilde cihaza yerleştirin ve kapağı kapatın.
    2. SÇP parametresini yükleyin (bkz. adım 1.4.1) ve başlangıç penceresine aşağıdaki verileri girin:
      Örnek Adı: Toplu iş numarası
    3. Ölçümü başlatın.
    4. Ölçümün bitiminden sonra, akustik sinyal çaldığında, ölçüm penceresini kapatın.
    5. Altı ayrı ölçümün ortalama değerini Ek Şekil S5'e göre hesaplayın. Ölçüm Dosyasının Kayıt Görünümü'nde tek tek ölçümleri işaretleyin, Ortalama Sonuç Oluştur'a sağ tıklayın, Örnek Adı altına ortalama değerin adını ekleyin ve Tamam'a tıklayarak onaylayın.
    6. Yazılımın listenin sonunda yeni bir kayıt oluşturmasını bekleyin ve girilen adı ve bu kayıttaki ortalama sonucu arayın.
    7. Raporu yazdırın (bkz. adım 1.1.3).

Sonuçlar

Açıklanan yöntem, değişen koşullar altında test çözeltilerinin ölçümünü içeren ICH Q2 (R1) 20'ye göre doğrulanmıştır. Hassasiyet, Z-ortalama boyutu için sadece% 0.5 RSD iken, PDI için maksimum% 3.5 RSD hesaplandı. Farklı analistlerden ve günlerden elde edilen ortalama sonuçlar, Z-ortalama büyüklüğü için sadece% 0.4 ve PDI için% 1.5 oranında farklılık gösterdi. İstatistikler, iki analist tarafından farklı günlerde gerçekleştirilen 12 ölçümden hesaplanm?...

Tartışmalar

DLS, ilaç geliştirme ve düzenleyici değerlendirmedeki uygulamalar için nanopartiküllerin boyut ve boyut dağılımının belirlenmesinde temel bir tahlil haline gelmiştir. DLS tekniklerindeki ilerlemelere rağmen, özellikle kolloidal çözeltilerdeki demir-karbonhidrat kompleksleri için geçerli olan seyreltici seçimi ve numune hazırlama ile ilgili metodolojik zorluklar hala mevcuttur. Daha da önemlisi, demir-karbonhidrat nanoilaçları için DLS yöntemleri biyolojik ortamda (örneğin, plazma

Açıklamalar

M.B., E.P., M.W. ve A.B. Vifor Pharma'nın çalışanlarıdır. G.B., Vifor Pharma'nın danışmanıdır.

Teşekkürler

Hiç kimse

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Equipment
Zetasizer Nano ZSMalvernNAequipped with Zetasizer software 7.12, Helium Neon laser (633 nm, max. 4 mW) and 173° backscattering geometry
Materials
Disposable plastic cuvettes 
LLG-Disposable plastic cellsLLG labwareLLG-Küvetten, Makro, PS; Order number 9.406011
low-particle water (The use of freshly deionized and filtered (pore size 0.2 μm) water is recommended).
Microlitre pipette
Venofer 100 mg/5 mLVifor Pharma
Volumetric flask 25 mL
NanosphereThermo3020AParticle Standard
Software
Origin Pro v.8.5 Origin Lab Corporation

Referanslar

  1. Auerbach, M., Gafter-Gvili, A., Macdougall, I. C. Intravenous iron: A framework for changing the management of iron deficiency. Lancet Haematology. 7 (4), e342-e350 (2020).
  2. Generic drugs: FDA should make public its plans to issue and revise guidance on nonbiological complex drugs. US Government Accountability Office Available from: https://www.gao.gov/products/gao-18-80 (2017)
  3. Klein, K., et al. The EU regulatory landscape of non-biological complex drugs (NBCDs) follow-on products: Observations and recommendations. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 133, 228-235 (2019).
  4. Astier, A., et al. How to select a nanosimilar. Annals of the New York Academy of Sciences. 1407 (1), 50-62 (2017).
  5. Rottembourg, J., Kadri, A., Leonard, E., Dansaert, A., Lafuma, A. Do two intravenous iron sucrose preparations have the same efficacy. Nephrology Dialysis Transplantation. 26 (10), 3262-3267 (2011).
  6. Aguera, M. L., et al. Efficiency of original versus generic intravenous iron formulations in patients on haemodialysis. PLoS One. 10 (8), e0135967 (2015).
  7. Alphandery, E. Iron oxide nanoparticles for therapeutic applications. Drug Discovery Today. 25 (1), 141-149 (2020).
  8. Arami, H., Khandhar, A., Liggitt, D., Krishnan, K. M. In vivo delivery, pharmacokinetics, biodistribution and toxicity of iron oxide nanoparticles. Chemical Society Reviews. 44 (23), 8576-8607 (2015).
  9. Nikravesh, N., et al. Factors influencing safety and efficacy of intravenous iron-carbohydrate nanomedicines: From production to clinical practice. Nanomedicine. 26, 102178 (2020).
  10. Pai, A. B., et al. In vitro and in vivo DFO-chelatable labile iron release profiles among commercially available intravenous iron nanoparticle formulations. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 97, 17-23 (2018).
  11. Brandis, J. E. P., et al. Evaluation of the physicochemical properties of the iron nanoparticle drug products: Brand and generic sodium ferric gluconate. Molecular Pharmaceutics. 18 (4), 1544-1557 (2021).
  12. Di Francesco, T., Sublet, E., Borchard, G. Nanomedicines in clinical practice: Are colloidal iron sucrose ready-to-use intravenous solutions interchangeable. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 131, 69-74 (2019).
  13. Di Francesco, T., Borchard, G. A robust and easily reproducible protocol for the determination of size and size distribution of iron sucrose using dynamic light scattering. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 152, 89-93 (2018).
  14. The Center for Research on Complex Generics. US Food and Drug Administration Available from: https://www.fda.gov/drugs/guidance-compliance-regulatory-information/center-research-complex-generics (2021)
  15. Drug products, including biological products, that contain nanomaterials - Guidance for industry. Center for Drug Evaluation and Research. FDA-2017-D-0759. US Food and Drug Administration Available from: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/drug-products-including-biological-products-contain-nanomaterials-guidance-industry (2022)
  16. US Food and Drug Administration. Draft guidance on ferric oxyhydroxide. US Food and Drug Administration. , (2021).
  17. Zou, P., Tyner, K., Raw, A., Lee, S. Physicochemical characterization of iron carbohydrate colloid drug products. The AAPS Journal. 19 (5), 1359-1376 (2017).
  18. D'Mello, S. R., et al. The evolving landscape of drug products containing nanomaterials in the United States. Nature Nanotechnology. 12 (6), 523-529 (2017).
  19. Q2 (R1) Validation of analytical procedures: Text and methodology guidance for industry. FDA-2017-D-6821. US Food and Drug Administration Available from: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/q2r1-validation-analytical-procedures-text-and-methodology-guidance-industry (2005)
  20. Reflection paper on the data requirements for intravenous iron-based nano-colloidal products developed with reference to an innovator medicinal product. European Medicines Agency Available from: https://www.ema.europe.eu/en/documents/scientific-guideline/reflection-paper-data-requirements-intravenous-iron-based-nano-colloidal-products-developed_en.pdf (2015)
  21. Fischer, K., Schmidt, M. Pitfalls and novel applications of particle sizing by dynamic light scattering. Biomaterials. 98, 79-91 (2016).
  22. Caputo, F., et al. Asymmetric-flow field-flow fractionation for measuring particle size, drug loading and (in)stability of nanopharmaceuticals. The joint view of European Union Nanomedicine Characterization Laboratory and National Cancer Institute - Nanotechnology Characterization Laboratory. Journal of Chromatography A. 1635, 461767 (2021).
  23. Yusa, S., Narain, R. Chapter 6 - Polymer characterization. Polymer Science and Nanotechnology. , 105-124 (2020).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

T pSay 197

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır