Diseño, síntesis y caracterización de una nueva fase sólida de un IFA con efecto anticoagulante

RESUMEN El Dabigatrán etexilato (DE) es un profármaco con efecto anticoagulante que pertenece a la clase II del sistema de clasificación biofarmacéutico (alta permeabilidad, baja solubilidad). La formulación comercial contiene a la sal mesilato de DE (DEM), ya que esta presenta una mejor solubilidad que DE en medios acuosos. DEM tiene varios polimorfos. Además, la formulación comercial con DEM es susceptible a la humedad y temperatura. Por ende, su caracterización, desarrollo farmacéutico y almacenamiento puede ser complicado. El objetivo de este trabajo fue obtener una nueva fase sólida (NFS) de DE a través de un estudio de ingeniería de cristales, estudiar sus propiedades del estado sólido y evaluar sus propiedades biofarmacéuticas. Se realizaron experimentos de neutralización a DEM para obtener a DE. La identidad de este último se confirmó por diferentes técnicas espectroscópicas (RMN en solución e IR). DEM y diferentes lotes de DE se caracterizaron por difracción de rayos X de polvos (DRXP), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Los resultados de estas metodologías mostraron que DEM y DE tienen propiedades diferentes. De igual manera, la caracterización de los diferentes lotes de DE producidos demostró que se obtuvieron sólidos con diferentes grados de hidratación. La selección de moléculas formadoras de cocristal se realizó mediante un análisis in silico con la herramienta Full Interaction Maps de la base de datos cristalográficos de Cambridge (CSD). Para el análisis se consideró a la fase neutra de DE reportada en la CSD (Refcode EFAXAM). Este estudio delimitó el número de coformadores con potencialidad de formar NFS a 8, de un total de 18 moléculas evaluadas. La búsqueda de NFS con las moléculas seleccionadas se realizó mediante molienda mecanoquímica asistida con gota de disolvente (SDG), permitiendo identificar una NFS con ácido hipúrico (HA). El análisis por RMN-1H en solución a partir del producto obtenido de reacción de cristalización (RxC) confirmó que DE-HA tiene una estequiometria 1:1. Los estudios de caracterización física, espectroscópica y biofarmacéutica de DE-HA se realizaron a partir del producto obtenido en cantidad de gramos mediante SDG. 2 2 Para determinar si DE-HA es una sal o un cocristal, se realizaron análisis comparativos de los desplazamientos observados por IR y RMN en solución y en estado sólido. Para el análisis por IR también se contrastó al hipurato de sodio. Los resultados mostraron que las especies presentes en el sólido de DE-HA no se encuentran ionizadas; sin embargo, se tendría certeza de ello con el análisis adicional de rayos-X de monocristal. DE-HA y las materias primas se almacenaron bajo diferentes condiciones de estrés de humedad y temperatura. Los análisis por DRXP mostraron que ambas fases cocristalinas sufren transformación física. DE se transformó a 50 ºC y 0% HR, mientras que DE-HA resultó ser inestable a 40 ºC y 75% HR. Estas se analizaron por DSC y TGA, donde se obtuvieron eventos diferentes a los sólidos iniciales. El análisis por RMN (1H y 13C) en solución demostró que ambos sólidos mantienen íntegra su identidad química. En los estudios biofarmacéuticos realizados, se demostró que DE-HA presenta una ventaja de solubilidad acuosa comparado con DE a un pH 6 y 37 ºC. Sin embargo, DE-HA se comporta como un sólido de rápida disolución. Los estudios de estabilidad de fase bajo condiciones de supersaturación mostraron una transformación rápida de DE-HA hacia la base libre (DE), induciéndose su precipitación desde los 5 minutos del ensayo. Mediante la técnica de solvent shift se eligió al polímero HPMC como inhibidor de la precipitación, el cual mejoró y mantuvo la ventaja de solubilidad de DE y de DE-HA, teniendo un impacto significativo en el ABC (ABCDE-HA = 18.6 ABCDE). Con estos resultados se demuestra que la NFS obtenida podría ser una alternativa a la contenida en la formulación comercial, ya que presentó ventajas biofarmacéuticas

ABSTRACT Dabigatran etexylate (DE) is a prodrug with anticoagulant effect belonging to class II of the Biopharmaceutical Classification System (high permeability, low solubility). The commercial formulation contains the mesylate salt (DEM) since it displays better solubility. DEM has several polymorphs whereas the commercial formulation is prone to change due to humidity and temperature, thus its characterization, pharmaceutical development and storage can be challenging. The goal of this work was to obtain new solid phases (NSPs) of DE through a crystal engineering study, to assess solid-state properties and to evaluate biopharmaceutical performance. Since the raw material available for this project was DEM, neutralization experiments were conducted to obtain DE. The synthesis of DE was confirmed by different spectroscopic techniques (solution NMR and IR). Differences among DEM and different batches of DE were corroborated by powder X-ray diffraction (PXRD), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Batches of DE showed differences in their grade of hydration. The selection of cocrystal-forming molecules was carried out through an in-silico analysis with the “Full Interaction Maps” tool of the Cambridge Structural Database (CSD). The DE phase reported in the CSD (Refcode EFAXAM) was used for the analysis. This study reduced the number of potential coformers to 8. The screening was carried out by solvent drop-assisted mechanochemical grinding (SDG). One NSP was identified with hippuric acid (HA). Solution NMR-1H analysis from the product obtained by reaction crystallization (RxC) confirmed that NSP (DE-HA) has a 1:1 ratio. Physical, spectroscopic and biopharmaceutical studies on DE-HA were conducted on solid scaled-up by SDG. Comparative analyses by IR, solution NMR and NMR CP-MAS were performed to determine whether DE-HA is a salt or a cocrystal. Sodium hippurate was included for the analysis by IR. These results showed that the species of DE-HA there are not ionized, for that reason it will be better to confirm the nature of this solid by single-crystal X-ray diffraction analysis. 4 4 DE-HA and raw materials were stored under different humidity and temperature stress conditions. PXRD analyses showed that both solids undergo physical transformation. DE was transformed to 50 ºC and 0% RH, while DE-HA be showed unstable at 40 ºC and 75% RH. These solids were analyzed by DSC and TGA, where events other than the initial solids were obtained. Solution NMR analysis showed that both solids maintain their chemical identity. In biopharmaceutical studies, DE-HA was shown to have an aqueous solubility advantage compared to DE at pH 6 and 37 ºC. However, DE-HA behaves like a solid of rapid dissolution. Phase stability studies under supersaturation conditions showed rapid transformation of DE-HA to DE inducing its precipitation from the first 5 minutes of the test. The polymer HPMC was selected by the solvent shift technique as a precipitation inhibitor, which improved and maintained the solubility advantage of DE and DE-HA, having a significant impact on the AUC (AUCDE-HA = 18.6 AUCDE). These results demonstrate that the NSP obtained could be an alternative to that contained in the commercial formulation, as it had improved biopharmaceutical advantages over solubility, dissolution profile and the AUC of DE.