Entwicklung stabilitätsindizierender chromatographischer Methoden unter Anwendung orthogonaler Systeme und Stresstests

Abstract

In diese Arbeit wurde ein neuartiges Konzept zur Vorgehensweise in der Methodenent-wicklung neuer Arzneistoffe vorgestellt und anhand von zwei Arzneistoffkandidaten in der Praxis überprüft. Das Konzept setzt sich aus zwei Teilen zusammen. Im ersten Teil wird mit Hilfe von Mo-dellsubstanzen ein HPLC- Methodenscreening durchgeführt und mit chemometrischen Methoden ausgewertet. Das Ergebnis ist eine sogenannte Basis-Color map, die ähnliche und orthogonale Systeme abbildet. Sie wird nun als Hilfsmittel für die Methodenent-wicklung eines orthogonalen Systems zu einem etablierten System eines Arzneistoffs und seinen Verunreinigungen verwendet. Mit der Basis-Color map werden mögliche orthogonale Systeme zum etablierten System selektiert. Aus diesen Systemen wird nach einem individuellen Methodenscreening und anschließender chemometrischer Auswertung ein geeignetes orthogonales System identifiziert und optimiert. Auf diese Weise kann schnell und systematisch ein orthogonales System mit deutlich anderer Selektivität als das etablierte System entwickelt werden. Im zweiten Teil des Konzepts werden verschiedene Stresstests mit Arzneistoffkandida-ten durchgeführt und mit den zuvor entwickelten orthogonalen Methoden ausgewertet. Insbesondere wurden verschiedene Reagenzien für den oxidativen Stresstest betrachtet. Als Ergebnis zur Überprüfung der Oxidationsempfindlichkeit von Arzneistoffen wird die Durchführung verschiedener oxidativer Stresstests, die auf unterschiedlichen Reakti- onsmechanismen beruhen, empfohlen. Dazu zählen Tests mit Wasserstoffperoxid, Radikalstartern und Schwermetallionen. Einen universellen Stresstest für alle Arzneistoffe, der die relevanten Abbauprodukte simuliert, gibt es jedoch nicht. Die Anwendung hoch selektiver Methoden bei Stressproben stellt sicher, dass bei regulären Stabilitätsstudien mit hoher Wahrscheinlichkeit alle realen Abbauprodukte erfasst werden. Zur Beurteilung der Relevanz der entstandenen Abbauprodukte im Stresstest wurden eingelagerte Stabilitätsmuster untersucht und mit den Stressproben verglichen. Die Auswertung der MS-Daten der Stabilitätsmuster erfolgte mit einer speziellen Software (MetaboLynx), die in der Lage war, sehr kleine Massensignale aus dem Rauschen zu filtern. Somit wurden relevante Abbauprodukte, die während der Lagerung zunahmen, identifiziert. Diese Abbauprodukte konnten mit beiden orthogonalen Systemen erfasst werden und ihre Rele-vanz wurde somit bestätigt. Sie wurden teilweise in den Stressproben detektiert und könnten nun gezielt mit den jeweiligen Reaktionen erzeugt und danach isoliert und charakterisiert werden.

In this thesis a new concept was presented as an approach for the method development of new drug products. It was verified and reduced to practice with two drug candidates. The concept consists of two main parts. In the first part a HPLC-method screening is performed with the help of model substances. The screening is evaluated with chemometric methods, which are resulting in a so called Basic Color map visualizing similar and orthogonal systems. The Color map is an implement for the method development of orthogonal systems based on an established system of a drug product and its impurities. A subset of orthogonal systems is selected referring to the Basic Color map. After an individual method screening of these systems and chemometric evaluation an appropriate orthogonal system is identified and optimised. Following this approach it is possible to develop an orthogonal system with a distinct different selectivity compared to the established system fast and systematically. In the second part of the concept different stress tests are performed with drug candidates and evaluated with orthogonal methods, which are developed beforehand. Particularly different reagents for oxidative stress testing are considered. As a result for the examination of the oxidative susceptibility of drug products, the performance of different oxidative stress tests is recommended. These stress tests are based on different reaction mechanisms. Tests with hydrogen peroxide, radical initiators and heavy metal ions are counted among the commonly used oxidative stress tests. An universal stress test for all drug products which simulates relevant degradation products does not exist. The appli-cation of high selective methods for stress samples ensures that in regular stability studies every real degradation product is covered. For estimation of the relevance of arising degradation products during stress test, stored stability samples were analysed and compared with the stress test samples. The evaluation of the MS-data is carried out with a special software (MetaboLynx). This software is able to filter very small mass signals from threshold signals. Therefore relevant degradation products, which increase during storage are identified. These degradation products are detected with both orthogonal methods. In this way the products are verified. In parts some products are recovered in the stress samples and can be detected and reproduced with the respective reagent. Afterwards they can be isolated and characterised.