Thử nghiệm độ hòa tan thể tích thấp – Cốc loại nhỏ và ưu thế vượt trội của USP Apparatus 4

Khi nào cần sử dụng cốc loại nhỏ?

Việc thiết lập phép thử độ hòa tan với các cốc nhỏ sử dụng các cốc có thể tích lên đến 250 mL và các cánh khuấy nhỏ, tương tự như sử dụng USP Apparatus 2. Chúng thường được sử dụng khi lượng dược chất có sẵn cho thử nghiệm bị giới hạn trong các giai đoạn đầu của việc phát triển thuốc (1-3). Việc sử dụng các cốc nhỏ mang lại một số lợi ích nhất định, chẳng hạn như:

1. Thể tích môi trường giảm nên sẽ đại diện tốt hơn các điều kiện sinh lý ở đường tiêu hóa trên, đặc biệt là khi sử dụng môi trường có liên quan đến sinh học (3).
2. Thiết lập thử độ hòa tan thông thường thường sử dụng 900–1000 mL môi trường. Trong giai đoạn đầu phát triển, tính khả dụng của dược chất bị hạn chế, kết hợp với xu hướng hướng tới các loại thuốc có dược lực cao, có thể dẫn đến nồng độ quá thấp để phân tích bằng các phương pháp phân tích hiện có (1–4).
3. Thể tích môi trường lớn hơn trong các thiết lập thông thường đòi hỏi lượng dược chất cần sử dụng cũng lớn hơn, làm tăng chi phí trong quá trình thử nghiệm (1–4).

Các thách thức và việc lấy mẫu

Còn thủy động lực học thì sao?

Trong các cấu hình điển hình nhất, các thiết lập cốc nhỏ chỉ đơn giản là phiên bản thu nhỏ của hệ thống USP Apparatus 2 tiêu chuẩn. Thông tin về mô hình thủy động lực học của các cấu hình này so với các hệ thống USP 2 tiêu chuẩn (4,5) vẫn còn hạn chế và hiện không có hướng dẫn chính thức nào kiểm soát việc sử dụng chúng. Wang và cộng sự (1,4) đã tiến hành so sánh định lượng đầu tiên về cốc loại nhỏ và thủy động lực học USP 2 bằng cách sử dụng phương pháp Động lực học chất lưu tính toán (CFD) đã được thẩm định bằng thực nghiệm. Kết quả cho thấy các mô hình dòng chảy thủy động lực học tổng thể, đặc biệt là bên dưới cánh khuấy, nhìn chung là tương tự nhau giữa hai hệ thống.

Các loại cốc nhỏ

Tuy nhiên, khi thay thế các cốc nhỏ cho các thiết bị USP 2 thông thường, các nghiên cứu so sánh phải được tiến hành cho từng sản phẩm thuốc được thử nghiệm. Hiện tại, có ba kiểu thiết lập thử nghiệm hòa tan trên cốc nhỏ. Điều quan trọng cần lưu ý là ba thiết lập này cung cấp các tùy chọn sử dụng và lấy mẫu khác nhau, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hòa tan của sản phẩm. Điều này phụ thuộc vào phương pháp hòa tan và các đặc tính lý hóa của thuốc và/hoặc tá dược của các sản phẩm được thử nghiệm.

	Cốc nhỏ tiêu chuẩn	Lấy mẫu bị giới hạn trong phương pháp trục rỗng (hollow-shaft) do đường kính hẹp của bình. Điều này cho phép lấy mẫu thể tích nhỏ (>50 mL, tối đa 200 mL) trong khi giảm thiểu tác động của đầu dò lấy mẫu lên thủy động lực học của bình
	Cốc có đáy phẳng	Được thiết kế với đáy phẳng (thay vì hình bán cầu thông thường) và thể tích môi trường tối đa là 200 mL, bình này chủ yếu được sử dụng để thử nghiệm sản phẩm da bán rắn với tế bào Enhancer (ngâm) loại B. Chỉ có thể lấy mẫu bằng trục rỗng
	Cốc Trung Quốc (Cốc nhỏ tuân thủ với Dược điển Trung Quốc)	Bình này phù hợp với các thông số kỹ thuật của Dược điển Trung Quốc (CP), có hình dạng gần giống với bình bán cầu tiêu chuẩn nhưng ngắn hơn, có thể chứa tới 250 mL môi trường. Việc lấy mẫu phải được thực hiện bằng đầu lấy mẫu thông thường do các ràng buộc hình học do CP quy định, có thể ảnh hưởng đáng kể đến thủy động lực học trong quá trình thử nghiệm*

(^*​​Dược điển Trung Quốc được dự đoán sẽ được sửa đổi để cho phép sử dụng HollowShaft cho Cốc Trung Quốc)

Các đánh giá quan trọng cho Cốc loại nhỏ và cơ hội cho USP Apparatus 4

Trong khi các cốc nhỏ cung cấp một lựa chọn cho thử nghiệm hòa tan thể tích thấp, thì bản thân chúng có những hạn chế về tính linh hoạt, tiêu chuẩn hóa và kiểm soát thủy động lực học. Quan trọng hơn, các thiết lập này vẫn chưa được đưa vào dược điển, nên sẽ hạn chế khả năng chấp nhận của các cơ quan quản lý.

USP Apparatus 4 (Flow-through Cell) giải quyết những hạn chế này và mang lại một số lợi thế rõ ràng:

• Quy định trong dược điển: Không giống như các cốc nhỏ dành cho USP 1 và 2, USP 4 được công nhận đầy đủ trong dược điển, đảm bảo tuân thủ quy định.
• Tính linh hoạt vượt trội: USP 4 có khả năng thích ứng cao với nhiều công thức khác nhau, bao gồm thuốc ít tan, dạng giải phóng biến đổi và các sản phẩm liều thấp.
• Thủy động lực học được kiểm soát: Thiết kế của nó cho phép kiểm soát chính xác tốc độ dòng chảy và các điều kiện thủy động lực học, rất quan trọng để tạo ra các kết quả hòa tan có thể tái lập.
• Thử nghiệm thể tích thấp: Apparatus 4 bản chất của nó đã là dùng cho thể tích môi trường thấp, khiến nó trở nên lý tưởng cho các giai đoạn phát triển ban đầu với nguồn cung cấp thuốc hạn chế.
• Tăng cường tính liên quan sinh học: Các flow-through cell mô phỏng tốt hơn các điều kiện sinh lý, đặc biệt đối với các sản phẩm thuốc khó hòa tan hoặc phức tạp.

Chuyên môn

Bất kể bạn chọn giải pháp giải thể nào, SOTAX đều cung cấp chuyên môn và hỗ trợ toàn diện để hướng dẫn bạn lựa chọn và triển khai giải pháp hiệu quả nhất cho nhu cầu cụ thể của bạn.

Pharma Services: Ngoài năng lực trong lĩnh vực thiết bị thử nghiệm, SOTAX còn vận hành các phòng thí nghiệm Pharma Services chuyên dụng trên ba châu lục, với các chuyên gia phụ trách nhiều lĩnh vực khác nhau để đáp ứng từng thách thức. Chúng bao gồm, nhưng không giới hạn ở, phát triển phương pháp, tự động hóa phương pháp, nghiên cứu bộ lọc và nhiều khía cạnh khác liên quan đến quy trình thử nghiệm dược phẩm.

Tài liệu tham khảo

• Wang B, Armenante PM. Experimental and computational determination of the hydrodynamics of mini vessel dissolution testing systems. Int J Pharm. 2016 Aug 20;510(1):336-49. doi:10.1016/j.ijpharm.2016.06.036. Epub 2016 Jun 16. PMID: 27317988.
• Klein, Sandra. “The mini paddle apparatus–a useful tool in the early developmental stage? Experiences with immediate-release dosage forms.” Dissolution Technol 13.4 (2006): 6-11.
• Klein S, Shah VP. A standardized mini paddle apparatus as an alternative to the standard paddle. AAPS PharmSciTech. 2008;9(4):1179-84. doi: 10.1208/s12249-008-9161-6. Epub 2008 Nov 25. PMID: 19034672; PMCID: PMC2628255.
• Wang, Bing, Gerard Bredael, and Piero M. Armenante. “Computational hydrodynamic comparison of a mini vessel and a USP 2 dissolution testing system to predict the dynamic operating conditions for similarity of dissolution performance.” International Journal of Pharmaceutics 539.1-2 (2018): 112-130.