Automated Method Development Using Analytical Quality-by-Design for Stability Indicating Methods

Význam tématu

Stabilita farmaceutických látek zásadně ovlivňuje volbu formulace, obaly a stanovení trvanlivosti léčiv. Stabilitně indikační chromatografické metody umožňují sledovat účinnou látku, produkty degradace i nečistoty a zaručit kvalitu a bezpečnost léčivých přípravků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat automatizovaný přístup založený na analytickém Quality-by-Design (AQbD) pro vývoj stability indikačních metod (SIM) pomocí softwaru Fusion QbD a Empower 3. Modelovým analytem byl antivirový prodrug Tenofovir alafenamide fumarát (TAF), sledovaný po nucené degradaci pod kyselým, zásaditým, oxidačním a kontrolním režimem.

Použitá metodika a instrumentace

Degradace TAF byla prováděna v 0,5 mg/mL roztoku: 5 mM HCl, 0,025 mM amonný formiát pH 8,5, 5 % H₂O₂ a kontrolní vzorek. K separaci sloužil chromatograf ACQUITY Arc s PDA detektorem (260 nm) a čtyři různé kolony:

• XBridge Premier BEH Shield RP18, 2,5 µm, 4,6×150 mm
• XBridge Premier BEH C18, 2,5 µm, 4,6×150 mm
• XSELECT Premier CSH Phenyl-Hexyl, 2,5 µm, 4,5×150 mm
• XSELECT Premier CSH C18 XP, 2,5 µm, 4,5×150 mm

Mobilní fáze: vodný 10 mM amonný formiát pH 4,0/6,4/8,4 a acetonitril. Software: Empower 3, Fusion QbD.

Hlavní výsledky a diskuse

Vývoj metody probíhal ve čtyřech fázích:

• Rapid Screening – testováno pH, volba kolony, gradientní čas pro všechny 4 typy degradace
• Knowledge Space – statistické zpracování chromatogramů (peak count) s výběrem nejhoršího (oxidačního) vzorku pro modelování
• Method Optimization – dolaďování teploty (40–50 °C) a gradientu s cílem maximalizovat počet špiček, USP rozlišení a kʼ, minimalizovat tvar špičky
• Verification – ověření v centrálním bodě akceptačního regionu (gradient 2 % B zadržení 2 min, nárůst na 95 % B za 8,5 min, teplota 43 °C, průtok 1,3 mL/min, injekce 5 µL, 260 nm)

Výsledkem byla robustní metoda s rozdělením všech degradantů i účinné látky v rámci definovaného akceptačního prostoru.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný AQbD přístup přináší:

• výrazné zkrácení času vývoje metod
• systematickou a reprodukovatelnou identifikaci kritických parametrů
• minimalizaci rizika OOS/OOT výsledků
• optimalizaci robustness chromatografie

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje integraci strojového učení pro prediktivní modelování, rozšíření na UHPLC-MS analýzy, on-line monitorování stability v reálném čase a využití cloudových platforem pro sdílení designových prostorů.

Závěr

Studie prokázala, že automatizované AQbD prostředí Fusion QbD v kombinaci s Empower 3 umožňuje efektivní, robustní a reprodukovatelné vyvinutí stability indikační chromatografické metody pro Tenofovir alafenamide fumarát.

Reference

1. Alkhateeb F. L., Rainville P. D. Analytical Quality by Design Based Method Development for the Analysis of Formoterol, Budesonide, and Related Compounds Using UHPLC-MS. Waters Application Note 2019.
2. Guidance for Industry #5, Drug Stability Guidelines, FDA 21CFR211, 2021.
3. ICH Q1A(R2): Stability Testing of New Drug Substances and Products, 2003.
4. Golla V. M. et al. Characterization of Degradation Products of Tenofovir Alafenamide Fumarate and Comparison of Its Degradation and Stability Behaviour With Tenofovir Disoproxil Fumarate. J. Pharm. Biomed. Anal. 131 (2016) 146–155.
5. ChemSpider 2D Structure Database, www.chemspider.com, 2021.