Alogliptina : caracterização, estudo de compatibilidade, validação de metodologia analítica e estudo de estabilidade para avaliação da qualidade

Abstract

Alogliptina (ALG) é um hipoglicemiante oral, que inibe a enzima dipeptidil peptidase – 4 (DPP-4) com alta seletividade e aumenta a secreção de insulina prevenindo a hiperglicemia prandial. Como ALG não está descrita nas farmacopeias, este trabalho objetivou caracterizar a matéria-prima (Capítulo I), desenvolver métodos analíticos (Capítulo II) e avaliar sua estabilidade (Capítulo III), auxiliando no controle de qualidade. No capítulo I, a ALG foi caracterizada através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (SEM) acoplada a espectrômetro de raios X por dispersão de energia (EDS). A compatibilidade entre a ALG e os excipientes presentes nos comprimidos foi avaliada por DSC, TGA, infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios-X de pó (XRPD) e microscopia com estágio de aquecimento. ALG apresentou pureza próxima a 99%, com faixa de fusão entre 179,4 e 187,2 °C (pico em 183,3 °C), seguida por decomposição que iniciou em 198,0 °C. Na SEM/EDS, os cristais de ALG mostraram-se predominantemente irregulares e foram detectados traços de impurezas (chumbo e cobre). Alterações na temperatura de fusão da ALG com manitol, estearato de magnésio e nos comprimidos comerciais foram observadas. A microscopia com aquecimento demonstrou que a interação entre manitol e ALG e nos comprimidos é devida à solubilização do fármaco no excipiente fundido, enquanto que na mistura com o estearato de magnésio é devida à fusão do excipiente e do fármaco que ocorrem separadamente, onde o excipiente funde antes que o fármaco. FTIR e XRPD das misturas não detectaram incompatibilidades, somente o aparecimento de bandas adicionais relacionadas aos excipientes. ALG foi compatível com todos os excipientes testados. Estes resultados são importantes para caracterizar, conhecer a estabilidade e a compatibilidade do fármaco. No capítulo II, foram desenvolvidos e validados métodos de cromatografia líquida (LC) indicativos de estabilidade utilizando dois detectores, ultravioleta (UV) e detector de aerossol carregado (CAD) para análise de ALG em comprimidos. Foi utilizada uma coluna C8 (250 mm x 4,6 mm, 5 μm) em modo isocrático, fluxo de 0,8 mL min-1, utilizando acetonitrila e tampão acetato de amônio 10 mM pH 3,5 ajustado com ácido acético (90:10, v/v) como fase móvel e detecção no UV em 275 nm. Os métodos foram lineares no intervalo de 25 - 200 μg mL-1 em ambos os detectores. Os limites de detecção foram de 2,65 e 6,25 μg mL-1 e os de quantificação de 8,84 e 20,85 μg mL-1, respectivamente, para UV e CAD. Os métodos foram precisos e exatos, com desvio padrão relativo menor que 3% e percentuais de recuperação próximos a 100%. Nenhum dos excipientes, ou produtos de degradação interferiu na detecção do fármaco durante os estudos de especificidade. No ensaio de robustez, pequenas alterações no fluxo de fase móvel, pH e concentração de solvente orgânico não afetou significativamente os resultados. O doseamento dos comprimidos obtido com ambos detectores não mostrou diferenças entre si. Os métodos podem ser considerados intercambiáveis e podem ser aplicados como ferramentas para o controle de qualidade de rotina de comprimidos de ALG. No capítulo III foi avaliada a estabilidade térmica da ALG utilizando TGA isotérmica e não isotérmica, e degradação em estufa, analisando as amostras por LC-UV. Na TGA isotérmica a ALG foi submetida a 150, 155, 160, 165, 170 °C, até perda de massa de 10% e os dados foram analisados pelo método de Arrhenius. Na TGA não isotérmica variaram-se as razões de aquecimento, utilizando 2,5, 5,0, 10,0 e 15,0 °C/min até 500 °C. Os dados foram analisados pelo método de Ozawa e de Kissinger. Na degradação em estufa o fármaco foi submetido as temperaturas de 130, 140, 150, 155, 160 e 170 °C. Os parâmetros cinéticos foram obtidos por Arrhenius. ALG segue degradação de zero ordem, onde a velocidade de degradação independe da concentração do reagente. A perda de massa está relacionada à perda química. Os parâmetros cinéticos variaram de acordo com o modelo matemático aplicado. A energia de ativação variou de 26 a 45 kcal/mol. O fármaco degradado demonstrou ser menos tóxico em ensaio de citotoxicidade em células CRIB do que o fármaco não degradado. Os métodos desenvolvidos e a caracterização realizada mostram-se úteis para o adequado controle de qualidade do fármaco.

Alogliptin (ALG) is an oral hypoglycemic agent, which inhibits the enzyme dipeptidyl peptidase - 4 (DPP-4) with high selectivity and increase insulin secretion, preventing postprandial hyperglycemia. ALG is not described in any pharmacopeia. In this context, this study aimed to characterize the active pharmaceutical ingredient (Chapter I), to developed assay methods (Chapter II) and to evaluate the stability (Chapter III), assuring the adequate quality control. In Chapter I, ALG was characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA) and scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectrometer X-ray (EDS). The compatibility between ALG and the excipients present in the commercial tablets was evaluated by DSC, TGA, Fourier transform infrared (FTIR), X-ray powder diffraction (XRPD) and hot stage microscopy. ALG presented purity close to 99%, with a melting range between 179.4 to 187.2 °C (peak at 183.33 °C), followed by decomposition which began at 198 °C. In the SEM/EDS the crystals of ALG were predominantly irregulars and it were detected traces of impurities (lead and copper). Alterations in melting temperature of ALG with mannitol, magnesium stearate and in tablets were observed. The hot stage microscopy showed that the interactions between mannitol and ALG and in the tablets were due to the solubilization of the drug in the fused excipient, and in the mixture with magnesium stearate, it was due to the melting of the drug and excipient separately, where the excipient started the melting prior of the drug. FTIR and XRPD of the mixtures did not detect incompatibilities, only the appearance of additional bands related to the excipients. ALG was compatible with all excipients tested. These results are important to characterize, to know the drug stability and compatibility. In Chapter II, liquid chromatography (LC) methods indicative of stability were developed and validated using two detectors, ultraviolet (UV) and charged aerosol detector (CAD) for ALG tablets. It was used a C8 column (250 mm x 4.6 mm, 5 um) in isocratic mode, flow rate of 0.8 ml min-1 using acetonitrile and ammonium acetate buffer 10 mM, pH 3.5 adjusted with acid acetic acid (90:10, v/v) as mobile phase and UV detection at 275 nm. The methods were linear in the range of 25 - 200 μg ml-1 in both detectors. Limits of detection were 2.65 and 6.25 μg mL-1, and of quantification were 8.84 and 20.85 μg mL-1, respectively, for UV and CAD. The methods were accurate and precise, with a relative standard deviation lower than 3% and recovery close to 100%. None of the excipients or degradation products showed interference in the drug detection during specificity studies. In the robustness test, small changes in the mobile phase flow, pH and organic solvent concentration did not significantly affect the results. The results for tablets obtained with both detectors showed no differences. The methods may be considered interchangeable, and they can be used as tools for routine quality control of ALG tablets. In Chapter III the thermal stability of the ALG was evaluated using isothermal and non-isothermal TGA, as well as oven, and samples were analyzed by LC-UV. In the isothermal TGA the ALG was subjected to 150, 155, 160, 165, 170 °C until a mass loss of 10% and the data were analyzed by the Arrhenius method. In non-isothermal TGA the heating rates were varied using 2.5, 5.0, 10.0 and 15.0 °C/min until 500 °C. Data were analyzed by the Ozawa and Kissinger method. In oven the drug was subjected to 130, 140, 150, 155, 160, and 170 °C. The kinetic parameters were obtained by Arrhenius. ALG follows zero-order degradation, where the rate of degradation is independent of the concentration of any reagent. Mass loss is related to chemical reactions. The kinetic parameters varied according to the applied mathematical model. The activation energy ranged from 26 to 45 kcal / mol. The degraded drug was shown to be less toxic in cytotoxicity assay using CRIB cells than the non-degraded drug. The methods developed and the characterization performed proved to be useful for adequate quality control tests of the drug.