Estudo de estabilidade do antibiótico meropenem

Abstract

A estabilidade de medicamentos constitui um tema atual e de grande importância no meio científico. Tem sido constantemente abordada em estudos direcionados à avaliação da qualidade das preparações farmacêuticas. O meropenem, um antibiótico carbapenêmico de amplo espectro de ação, é utilizado como um importante recurso terapêutico para o tratamento de infecções graves. Por ser um agente antimicrobiano ativo e eficaz, de uso clínico em muitos países, tornase necessária a pesquisa mais aprofundada de sua estabilidade, propiciando um maior entendimento dos aspectos que podem influenciar na sua manipulação e armazenamento. O presente trabalho objetiva a avaliação da estabilidade do meropenem em condições de degradação forçada, contemplando a determinação da cinética de degradação, o isolamento e identificação de produtos de decomposição e a determinação da citotoxicidade das amostras degradadas e dos produtos isolados. Amostras de meropenem pó para solução injetável (500 mg) e solução reconstituída em água (50 mg/mL) foram submetidas à degradação térmica em diferentes temperaturas. Para a decomposição ácido-base, soluções aquosas de meropenem a 1,0 mg/mL foram preparadas em HCl 0,1 M e NaOH 0,1 M, e estocadas a 25 °C. As amostras foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência, em sistema de fase reversa. Para o ensaio de determinação cinética, as amostras submetidas à maior temperatura de degradação foram também analisadas por ensaio microbiológico – método de difusão em ágar-cilindros em placas. O isolamento do produto de degradação térmica foi efetuado através da combinação das técnicas de cromatografia em coluna e cromatografia em camada delgada preparativa. Para o produto oriundo de catálise básica, a identificação foi efetuada diretamente na amostra degradada, não havendo a necessidade de prévio isolamento. A elucidação estrutural dos produtos de degradação foi realizada por ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. As amostras degradadas e o produto de catálise básica foram avaliados in vitro quanto ao potencial citotóxico frente a células mononucleares. Para determinação da viabilidade celular, os conteúdos celulares foram avaliados por citometria de fluxo. Os resultados dos ensaios de cinética química indicaram que o meropenem sofre decomposição térmica seguindo reação de primeira ordem. As amostras degradadas apresentaram uma acentuada redução de teor, com formação de produtos de degradação. As técnicas cromatográficas de purificação utilizadas permitiram o isolamento de um produto oriundo da degradação térmica da solução reconstituída. A identificação demonstrou que o mesmo teve uma modificação estrutural extensa, gerada a partir de reações de decomposição passíveis de ocorrer para o derivado carbapenêmico avaliado. Para o produto de degradação básica, verificou-se o rompimento do anel β-lactâmico, em reação característica destes compostos. A avaliação preliminar da citotoxicidade indicou que as amostras ensaiadas apresentam toxicidade celular in vitro após 48 horas de incubação, fornecendo indícios de necessidade de atenção para este aspecto. A totalidade dos resultados obtidos neste trabalho permite a conclusão de que a estabilidade do meropenem é um tema de grande relevância e deve ser considerada na hora da manipulação do produto, de modo a evitar problemas de qualidade oriundos de amostras degradadas e seus produtos de degradação.

The stability of pharmaceuticals is a current and important subject in the scientific field. It has been frequently cited in studies related with the quality evaluation of pharmaceutical preparations. Meropenem, a carbapenemic antibiotic with broad spectrum, is used as an important therapeutic agent for the treatment of several infections. Since it is an active and effective antimicrobial, used in many countries, it is necessary the complete research about its stability, providing more knowledge about the aspects that could influence in its handle and storage. The aim of this work is the evaluation of meropenem stability in forced degradation conditions, including the determination of degradation kinetics, the isolation and identification of decomposition products and the citotoxicity evaluation of degraded samples and isolated products. Meropenem powder for injection (500 mg) and reconstituted solution in water (50 mg ml-1) were submitted to thermal degradation. For acid-basic decomposition, meropenem aqueous solution at 1.0 mg ml-1 were prepared in HCl 0.1 M and NaOH 0.1 M, and stored at 25 °C. The samples were analysed by high performance liquid chromatography, in reverse phase system. In the kinetics determination, the samples stored at 45 °C and 90 °C were also evaluated by microbiological assay, applying the cylinder-plate method. The isolation of thermal degradation product was carried out by column chromatography and preparative thin layer chromatography. For the product obtained through basic catalysis, the identification was done directly in the degraded sample, without previous isolation. The structural elucidation of degradation products was performed by nuclear magnetic ressonance and mass spectrometry. The degraded samples and basic catalysis product were evaluated with respect to citotoxic potential in vitro against mononuclear cells. The cellular viability was determined by flow citometry. The results of chemical kinetics indicated that thermal decomposition of meropenem is described by first order reaction. The degraded samples showed a significant reduction in the potency, with formation of degradation products. The chromatographic purification techniques allowed the isolation of one thermal degradation product. For the basic degradation product, it was verified the hidrolysis of β-lactam ring, in a caracterisitc reaction for these compounds. The preliminary citotoxicity evaluation indicated that samples were toxic after 48 hours. The results obtained in this work allowed to conclude that the stability of meropenem is a subject of great importance and should be considered in the handle of the product, in order to avoid quality problems from degraded samples and degradation products.