ΟΜΟΙΟΤΗΤΑ ΚΑΜΠΥΛΩΝ ΔΙΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΒΙΟΪΣΟΔΥΝΑΜΙΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΩΝ ΟΤΑΝ Η ΕΙΣΟΔΟΣ ΤΟΥ ΦΑΡΜΑΚΟΥ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ WEIBULL – ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΣΤΟ ΦΑΡΜΑΚΟ

Οι μελέτες βιοϊσοδυναμίας αποτελούν την κύρια μέθοδο απόδειξης θεραπευτικής ισοδυναμίας μεταξύ ενός πρωτότυπου φαρμακευτικού σκευάσματος κι ενός γενόσημου, που χορηγούνται per os. Παρά τη μεγάλη χρησιμότητα των μελετών βιοϊσοδυναμίας, για λόγους εξοικονόμησης πόρων και χρόνου αλλά και για λόγους ηθικής, υπάρχει η τάση διερεύνησης της δυνατότητας ανάπτυξης άλλων μεθόδων οι οποίες θα είναι ικανές να εξασφαλίσουν την ομοιότητα των δύο σκευασμάτων τόσο ως προς το θεραπευτικό αποτέλεσμα όσο και ως προς την ασφάλειά τους. Για το λόγο αυτόν, υπήρξε ενδιαφέρον προς την αξιοποίηση των δεικτών άμεσης σύγκρισης in vitro καμπυλών διάλυσης ως μέσο για την πρόβλεψη της in vivo συμπεριφοράς των σκευασμάτων. Με γνώμονα αυτό, στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται, σε πρώτη φάση, η ευαισθησία των δεικτών άμεσης σύγκρισης καμπυλών διάλυσης και πιο συγκεκριμένα των δεικτών διαφοράς (f1), ομοιότητας (f2) και Rescigno (ξ1, ξ2), στο να αντανακλούν τις διαφορές που υφίστανται στα σκευάσματα υπό έλεγχο (Τ) και αναφοράς (R) σε σχέση με το λόγο T/R της φαρμακοκινητικής παραμέτρου Tmax (χρόνος που αντιστοιχεί στη μέγιστη συγκέντρωση φαρμάκου στο αίμα), όταν τα σκευάσματα χορηγούνται per os. Μελετήθηκαν περιπτώσεις σκευασμάτων που το φάρμακο θεωρείται ότι ακολουθεί μονοδιαμερισματική κατανομή και κινητική διάλυσης που περιγράφεται από τη συνάρτηση Weibull και με την παραδοχή ότι η διάλυση αποτελεί το καθοριστικό βήμα εμφάνισης του φαρμάκου στη γενική κυκλοφορία. Χρησιμοποιήθηκαν θεωρητικά in vitro και in vivo δεδομένα για διαφορετικές τιμές της παραμέτρου σχήματος της συνάρτησης Weibull (uT), της σταθεράς του ρυθμού διάλυσης/απορρόφησης (kd, ka) και απομάκρυνσης (kel) για τα σκευάσματα υπό έλεγχο και αναπτύχθηκαν in vitro – in vivo συσχετίσεις (IVIVC) προκειμένου να εξεταστεί η συμφωνία του λόγου T/R της παραμέτρου Tmax με τους δείκτες f1, f2, ξ1 και ξ2 στο να αντανακλούν διαφορές στα συγκρινόμενα σκευάσματα. Παρατηρήθηκε ότι η τιμή της παραμέτρου σχήματος του σκευάσματος υπό έλεγχο παίζει καθοριστικό ρόλο στις IVIVC. Πιο συγκεκριμένα, για uT<1 και kaT/kaR>1, η Τmax είναι αρκετά ευαίσθητη στο να αντανακλά τις διαφορές μεταξύ των σκευασμάτων και βρίσκεται σε μεγαλύτερη συμφωνία με τους δείκτες όταν kaR>kel, σε αντίθεση με την περίπτωση όπου kaR<kel, που in vitro-in vivo συμφωνία παρατηρείται για αρκετά χαμηλές τιμές της παραμέτρου uT. Όταν kaT/kaR<1, η Tmax δεν είναι σε ιδιαίτερη συμφωνία με τους δείκτες καθώς φαίνεται να μην μπορεί να ανιχνεύσει διαφορές μεταξύ των σκευασμάτων, εκτός από τις περιπτώσεις όπου kaR<kel και η παράμετρος σχήματος λαμβάνει χαμηλές τιμές (uT=0.2, 0.5). Από την άλλη μεριά, όταν uT>1 και kaR>kel, για kaT>kaR η Tmax είναι σε πλήρη συμφωνία με τους δείκτες, ενώ για kaT<kaR, in vitro-in vivo συμφωνία παρατηρείται για τις μεγαλύτερες τιμές uT. Τέλος, υπάρχει in vitro-in vivo ασυμφωνία και για kaR<kel, όπου η Tmax φαίνεται να είναι λιγότερο ευαίσθητη στο να εντοπίζει διαφορές, σε σχέση με τους δείκτες. Με βάση τα συμπεράσματα από τις IVIVC αλλά και τη συμπεριφορά της Tmax ως προς την αρχική έκθεση στο φάρμακο, επιλέχθηκαν οι κατάλληλες τιμές των uT, kaT και kel προκειμένου να προστεθεί σφάλμα στα θεωρητικά δεδομένα και να εξεταστεί η συμπεριφορά των φαρμακοκινητικών παραμέτρων Cmax, Tmax και AUCTmax,R στο να αντανακλούν διαφορές στην αρχική έκθεση στο φάρμακο στα πλαίσια προσομοιωμένων μελετών βιοϊσοδυναμίας. Πρακτικά, αναγεννήθηκαν προσομοιωμένα in vivo δεδομένα συγκέντρωσης του φαρμάκου στο αίμα με σφάλμα, πραγματοποιήθηκε ανάλυση διασποράς για τους λογαρίθμους των παραμέτρων Cmax και AUCTmax,R και εκτιμήθηκαν τα 90% διαστήματα εμπιστοσύνης για τους λόγους των γεωμετρικών μέσων των παραμέτρων ενώ για την παράμετρο Tmax εφαρμόστηκε μη παραμετρική στατιστική ανάλυση (Wilcoxon Signed Rank Test). Παρατηρήθηκε ότι για τις φαρμακοκινητικές παραμέτρους Cmax και AUCTmax,R τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τα δεδομένα με σφάλμα, στην πλειοψηφία τους, συμφωνούν με τα αντίστοιχα που προέκυψαν από τα θεωρητικά δεδομένα, πλην ορισμένων περιπτώσεων. Οι εξαιρέσεις αφορούν τιμές των λόγων T/R των παραμέτρων που εντοπίζονταν πολύ κοντά στα όρια βιοϊσοδυναμίας και είναι ασφαλώς αναμενόμενο λόγω της προσθήκης του σφάλματος στα δεδομένα. Όσον αφορά την Tmax, παρατηρήθηκαν αρκετές διαφοροποιήσεις από τη θεωρητική συμπεριφορά, οι οποίες όμως δεν εντοπίζονται μόνο σε λόγους T/R πλησίον των ορίων βιοϊσοδυναμίας. Παρατηρήθηκε ότι, όταν uT<1 και kaT<kaR, της περιπτώσεις που kaR>kel, η παράμετρος Tmax εμφανίζεται λιγότερο ευαίσθητη στο να ανιχνεύει διαφορές στην αρχική έκθεση στο φάρμακο σε σχέση με τις παραμέτρους Cmax και AUCTmax,R. Το αντίθετο παρατηρείται όταν kaR<kel. Όταν όμως kaT>kaR, η παράμετρος Tmax εμφανίζεται πιο ευαίσθητη σε σχέση με τις δύο παραμέτρους. Σε αυτές τις περιπτώσεις η Tmax μπορεί να φανεί ιδιαίτερη χρήσιμη στο να δείξει τις διαφορές στην αρχική έκθεση στο φάρμακο που δεν μπορούν να ανιχνεύσουν οι Cmax και AUCTmax,R, δηλαδή διαφορές στο χρόνο μέγιστης συγκέντρωσης της τάξης της 1.5 ώρας. Όταν uT>1 και kaR>kel, της περιπτώσεις που kaT>kaR, και οι τρεις παράμετροι δείχνουν διαφορές στην αρχική έκθεση στο φάρμακο, αν και οριακά σε ορισμένες περιπτώσεις για τις παραμέτρους Cmax και AUCTmax,R. Η Tmax εμφανίζει θεωρητικά τη μεγαλύτερη ευαισθησία και θα μπορούσε να αποτελέσει μια χρήσιμη παράμετρο της αρχικής έκθεσης στο φάρμακο. Δεν εμφανίζει όμως πάντοτε και την αναμενόμενη στατιστική ευαισθησία και κυρίως για τις περιπτώσεις όπου οι διαφορές στο χρόνο μέγιστης συγκέντρωσης μπορεί να είναι μικρότερες από μία ώρα περίπου. Σε αυτές τις περιπτώσεις η Tmax επηρεάζεται πολύ από το δειγματοληπτικό σχήμα με αποτέλεσμα μια μη σταθερή και μη αναμενόμενη στατιστικά συμπεριφορά. Όταν kaR<kel και kaT<kaR, η παράμετρος Tmax εμφανίζει παρόμοια ή ακόμη και μεγαλύτερη ευαισθησία στο να ανιχνεύει διαφορές στην αρχική έκθεση στο φάρμακο σε σχέση με την AUCTmax,R. Η Cmax παρουσιάζει τη χαμηλότερη ευαισθησία. Το αντίθετο της παρατηρείται όταν kaT>kaR. Η παράμετρος Tmax, θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τις AUCTmax,R και Cmax για μια πιο αποτελεσματική εκτίμηση της αρχικής έκθεσης στο φάρμακο.Bioequivalence studies is the main method of demonstrating therapeutic equivalence between an original and a generic drug product after a per os administration. Despite the great usefulness of bioequivalence studies, because of cost and time savings but also for ethical reasons, there has been an effort to develop new methods that can assure similarity of the two products in terms of their therapeutic effect and safety. One of these methods is the use of direct curve comparison indices (DCCIs) to predict the in vivo behavior of the products. Therefore, a part of the goal of the present study is to examine the sensitivity of the in vitro dissolution curve comparison indices, namely of the difference factor (f1), the similarity factor (f2) and the Rescigno indices (ξi), in reflecting the in vivo differences between test (T) and the reference (R) products, in relation to the T/R ratio of the pharmacokinetic parameter Tmax (time of maximum drug concentration in blood), after a per os administration. Various cases have been studied assuming one compartment distribution model and dissolution kinetics are described by the Weibull function. It was also assumed that dissolution of the drug is the limiting step and therefore fully reflects the drug input into the general circulation. Simulated theoretical in vitro dissolution data and in vivo drug concentration in blood data were used with various values of the shape parameter (uT) of the Weibull function of the test product, dissolution/absorption rate constant (kd, ka) and elimination rate constant (kel). In vitro-in vivo correlation (IVIVC) graphs were constructed in order to examine the agreement of the T/R ratio of Tmax with the indices f1, f2, ξ1 και ξ2 in reflecting the differences between the compared formulations. The results of the study showed that the value of the shape parameter of the test product is an important factor in IVIVC. More specifically, when uT<1 and kaT/kaR>1, Τmax is sensitive enough to reflect differences between the products and is in agreement with the indices when kaR>kel. On the other hand, when kel>kaR, there is in vitro-in vivo agreement, especially for low values of uT. When kaT/kaR<1, Tmax is not in particular agreement with the indices, as it seems that is unable to detect differences between the products, apart from the cases that kel>kaR and uT=0.2, 0.5. When uT>1, kaR>kel and kaT>kaR, Tmax is in alignment with the indices but when kaT<kaR, there is in vitro-in vivo agreement only for high values of uT. Finally, when kel>kaR, Tmax is less sensitive than the indices in reflecting differences between the products, therefore there is no in vitro-in vivo agreement. Based on the results of IVIVC and the behavior of Tmax concerning the early exposure to the drug, the appropriate values of uT, kaT and kel were selected in order to study the behavior of the pharmacokinetic parameters Cmax (maximum drug concentration in blood), Tmax and AUCTmax,R (area under the blood concentration-time curve) using the coresponding in vivo data with error and their ability to reflect differences in early exposure in the context of simulated bioequivalence studies. Therefore, simulated in vivo data with error were regenerated, analysis of variance was performed for the log transformed values of Cmax and AUCTmax,R and the 90% confidence intervals for the geometric means ratios of the parameters were calculated. For Tmax, a non-parametric analysis (Wilcoxon Signed Rank Test) was performed. It has been observed that for Cmax and AUCTmax,R, in the majority of cases, the results from in vivo data with error are in agreement with the respective results from the theoretical data. The few exceptions observed, concern cases where the values of the T/R ratios are close to the bioequivalence limits, something that is expected after the addition of error to the theoretical data. Regarding Tmax, the results based on the in vivo data with error are in many cases different from the expected results based on the theoretical data. The discrepancy of the results is not only observed for values of the T/R ratio of the parameter that are close to the bioequivalence limits. When uT<1 and kaT<kaR, for the cases that kaR>kel, Tmax appears to be less sensitive than Cmax and AUCTmax,R, in detecting difference in early exposure. The opposite is observed when kaR<kel. However, when kaT>k¬aR, Tmax appears to be the most sensitive parameter. In these cases, Tmax could be very useful in detecting differences in early exposure that the other two parameters cannot detect, i.e. differences in the time of maximum drug concentration about of 1.5 hour. When uT>1 and kaR>kel, at cases that kaT>kaR, all the three parameters show differences in the early exposure, although marginal for Cmax and AUCTmax,R. Tmax theoretically is the most sensitive parameter, and could be a very useful parameter of the early exposure. However, it does not always show the expected statistical sensitivity, especially for cases that the differences in time of maximum drug concentration can be less than about an hour. In these cases, Tmax is strongly influenced by the sampling schedule and therefore often resulting in statistically unexpected behavior. When kaR<kel and kaT<kaR, Tmax shows similar or even greater sensitivity than AUCTmax,R, in detecting differences in the early exposure. Cmax is the least sensitive of the three parameters. The opposite is observed when kaT>kaR. It is particularly useful to use the Tmax parameter Tmax in combination with Cmax and AUCTmax,R for a more effective assessment of early exposure

Quality assessment and shelf life modeling of pulsed electric field pretreated osmodehydrofrozen kiwifruit slices

The objective of this workwas to investigate the potential use of pulsed electric field (PEF) in combination with osmotic dehydration (OD) as a pre-freezing step and to evaluate the effect on quality characteristics and shelf life of frozen kiwifruit. Peeled kiwifruit was subjected to PEF (1.8 kV/cm), sliced and treated in OD-solution [containing glycerol, maltodextrin, trehalose, ascorbic acid, calcium chloride, citric acid, sodium chloride; 1/5 (wfruit/wsolution)] for 30 and 60 min at 35 °C. Combined, PEF only and OD only treated samples as well as nontreated and blanched (80 °C, 60 s) samples were frozen and stored at constant (-5, -10, -15, -25 °C) and dynamic temperature conditions (-18 °C-3 d, -8 °C-2.5 d, -15 °C-3 d). Quality of frozen samples was evaluated by means of drip loss, colour, texture, vitamin C and sensory evaluation (1-9 scale); and shelf life (SL) was calculated. Nontreated and blanched samples presented high drip loss and tissue softening (instrumentally measured as Fmax decrease). The tissue integrity was well retained in all osmotically pretreated samples. PEF pretreatment caused increase of fruit whiteness (increase of L value) and yellowness (a and/or b value increase); SL calculation was based on colour change. All OD samples had high vitamin content (24.6 mg/100 g fresh material compared to 138-154 mg/100 g osmodehydrated material); PEF led to 93% (of the initial) vitamin retention; blanched samples showed the lowest retention (86.9% of the initial) (criteria for SL calculation). OD and combined PEF-OD treatment increased the shelf life of frozen kiwifruit (up to 3 times; based on sensorial criteria). The developed kinetic models for colour change, vitamin loss, and sensory quality deterioration were validated at dynamic temperature conditions. PEF pretreated OD (at significantly shorter time, 30 min compared to 60 min) kiwifruits retained optimum quality and sensory characteristics. PEF and OD could be used as a preprocessing step of good quality, longer shelf life kiwi sliced frozen products