Avaliação da estabilidade pós-reconstituição de antibióticos carbapenêmicos : desenvolvimento analítico, determinação de produtos de degradação e avaliação da toxicidade in vitro
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Date
2020Author
Academic level
Doctorate
Type
Title alternative
Evaluation of stability after reconstitution of carbapenemic antibiotics : analytical development, determination of degradation products and in vitro toxicity assessment
Subject
Abstract in Portuguese (Brasil)
Os derivados carbapenemicos são os antibióticos β-lactâmicos dotados de maior espectro de ação, atividade e resistência a enzimas β-lactamases, sendo importantes à terapêutica atual no tratamento de diversos tipos de infeções hospitalares. A reconhecida instabilidade química desta classe, em especial quando em solução, leva à necessidade de estudos analíticos aplicados à avaliação da sua estabilidade, com foco em impurezas e produtos de degradação. O presente trabalho objetiva a avaliação da es ...
Os derivados carbapenemicos são os antibióticos β-lactâmicos dotados de maior espectro de ação, atividade e resistência a enzimas β-lactamases, sendo importantes à terapêutica atual no tratamento de diversos tipos de infeções hospitalares. A reconhecida instabilidade química desta classe, em especial quando em solução, leva à necessidade de estudos analíticos aplicados à avaliação da sua estabilidade, com foco em impurezas e produtos de degradação. O presente trabalho objetiva a avaliação da estabilidade pós-reconstituição dos antibióticos imipenem, meropenem e doripenem, em condições de uso clínico, contemplando o monitoramento e a identificação dos produtos de degradação formados. Para a avaliação da estabilidade pós-reconstituição, amostras comerciais destes fármacos foram preparadas em solução fisiológica (NaCl 0,9%) e em solução de glicose 5%, ambos fluidos para infusão, na concentração indicada para uso (5 mg/mL), e armazenadas à temperatura ambiente e sob refrigeração por até 24 e 72 horas, respectivamente. Para o imipenem, as análises quantitativas foram realizadas por CLAE-DAD através de método previamente validado, e os produtos de degradação formados durante o período de armazenamento foram monitorados e identificados por ESI-Q-TOF. Quando armazenado à temperatura ambiente, o imipenem apresentou maior tendência de degradação nas amostras preparadas em solução de glicose 5 %, sendo observado decaimento de aproximadamente 7 % de seu teor inicial, em 4 horas. Para as amostras preparadas em soro fisiológico e armazenadas sob refrigeração, o fármaco manteve o teor acima de 90 % durante 12 horas. Foram detectados e identificados três produtos de degradação: m/z 318, m/z 599 e m/z 658. Os mesmos provém da suscetibilidade química do anel β-lactâmico, de reação de dimerização, e da interação entre o fármaco e a cilastatina. Para o estudo com o meropenem, foi proposto um método de quantificação por ESI-Q-TOF, através da infusão direta das amostras. Os resultados de estabilidade demonstraram que o uso prolongado de infusões não é recomendado. O fármaco apresentou degradação de aproximadamente 10 % de seu teor inicial após 4 horas à temperatura ambiente, quando diluído em glicose 5%. Em soro fisiológico após 4 horas, o decaimento foi de 4 % de seu teor inicial. As análises por ESI-Q-TOF demonstram a formação de dois produtos de degradação: um de m/z 402, referente à hidrólise do anel β-lactâmico, formado em ambas as condições, e outro de m/z 564, formado apenas em solução glicosada, e possivelmente fruto da interação do fármaco com a glicose. Para o estudo com o doripenem, um método por LC-ESI-QTOF foi validado. O doripenem apresentou um perfil de degradação semelhante em ambas às condições testadas, sendo que, após 4 horas à temperatura ambiente, os teores residuais de doripenem foram de 96,74 % e 96,48 %, para as amostras reconstituídas em solução fisiológica e glicose 5 %, respectivamente. O método por LC-ESI-QTOF foi capaz de separar e detectar três produtos de degradação, um formado pela clivagem do anelβ-lactâmico, e dois pela dimerização do fármaco. A citotoxicidade das amostras degradadas de imipenem e meropenem foi avaliada através de ensaios de viabilidade celular, que demonstraram uma leve toxicidade das amostras, que já podem ser observadas após 4 horas de armazenamento a temperatura ambiente. No geral, os resultados obtidos neste trabalho ressaltam os cuidados a serem tomados durante o manuseio e a administração destes fármacos no ambiente hospitalar. ...
Abstract
Carbapenems are β-lactam antibiotics with broad-spectrum, activity and resistance to hydrolysis by β-lactamase enzymes, being essential for the treatment of several types of hospital infections. The recognized chemical instability of this class, especially when in solution, increases the need for analytical studies applied to the assessment of their stability, such as determination of the impurities profile and degradation products. The present study aims to evaluate the stability of imipenem, ...
Carbapenems are β-lactam antibiotics with broad-spectrum, activity and resistance to hydrolysis by β-lactamase enzymes, being essential for the treatment of several types of hospital infections. The recognized chemical instability of this class, especially when in solution, increases the need for analytical studies applied to the assessment of their stability, such as determination of the impurities profile and degradation products. The present study aims to evaluate the stability of imipenem, meropenem and doripenem after reconstitution, under conditions of clinical use, including the monitoring and identification of the degradation products formed. For evaluation of stability after reconstitution, commercial samples of these drugs were prepared in physiological saline solution (NaCl 0.9%) and in 5% glucose solution, both infusion fluids, in the recommended concentration for use (5 mg/mL), and stored at room temperature and under refrigeration. For imipenem, quantitative analyzes were performed by HPLC-DAD using a previously validated method, and the degradation products formed during the storage period were monitored and identified by ESI-Q-TOF. When stored at room temperature, the imipenem showed a higher degradation tendency in the samples prepared in 5% glucose solution, with decay of approximately 7% of its initial content in 4 hours. For samples prepared in saline and stored under refrigeration, the drug maintained the content above 90% for 12 hours. Based on m/z values of [M+H]+ ions and MS/MS data, three degradation products were identified: m/z 318 (DP-1), m/z 599 (DP-2) and m/z 658 (DP-3). They are formed from hydrolysis of the β-lactam ring, dimerization reaction and interaction between the drug and cilastatin. For the study with meropenem, a quantification method was proposed by ESI-Q-TOF, through the direct infusion of the samples. The results have demonstrated that the prolonged use of infusions is not recommended. The drug degraded approximately 10% of its initial content after 4 hours at room temperature, when diluted in 5% glucose. In saline solution, after 4 hours the decay was 4% of its initial content. Analyzes by ESI-Q-TOF demonstrated the formation of two degradation products, one of m/z 402, related to the hydrolysis of the β-lactam ring, formed under both conditions, and another of m/z 564, formed only in glycoside solution, and possibly resulting from interaction of the drug with glucose. For the study with doripenem, an LC-ESI-QTOF method was validated. Doripenem showed a similar degradation profile in both conditions tested, in a way that, after 4 hours at room temperature the residual content of doripenem were 96.74% and 96.48%, for reconstituted samples in saline and 5% glucose, respectively. The LC-ESI-QTOF method was able to separate and detect three degradation products, one formed by the cleavage of the β-lactam ring, and two by the dimerization of the drug. The cytotoxicity of the degraded samples of imipenem and meropenem was evaluated through cell viability tests, which demonstrated a slight toxicity of the samples, which can already be observed after 4 hours of storage. In general, the results obtained in this work emphasize the precautions to be taken during the handling and administration of these drugs in the hospital environment. ...
Institution
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faculdade de Farmácia. Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas.
Collections
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Health Sciences (8810)Pharmaceutical Sciences (721)
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