Biofarmacia y Farmacocinética II

Biofarmacia TEMA 0: Introducción TEMA 1: Permeabilidad

1. Definición de permeabilidad 2. Relación entre permeabilidad y biodisponibilidad 3. Cálculo de la permeabilidad 4. Predicción de la fracción de dosis de fármaco absorbida

4.1. Números/parámetros adimensionales TEMA 2: Modelos de Liberación

1. Factores que influyen en el proceso de velocidad de disolución 2. Parámetros representativos del proceso de disolución

2.1. Parámetros puntuales de disolución 2.2. Parámetros funcionales 2.3. Parámetros de disolución no funcionales 2.4. Parámetros para el estudio comparativo de perfiles de curvas

TEMA 3: Clasificación biofarmacéutica 1. Sistema de clasificación biofarmacéutica (BCS) 2. Clases

Clase I Clase II Clase III Clase IV

3. Estrategias para mejorar la permeabilidad 4. Estrategias para mejorar la solubilidad 5. Expectativas de correlación in vitro­in vivo

TEMA 4: Exenciones de Bioequivalencia 1. Concepto de Biowaiver

TEMA 5: Correlación in vitro ­ in vivo 1. Tipos de correlación in vitro ­ in vivo (IVIVC) 2. Desarrollo de una correlación IVIVIC de tipo A

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TEMA 0: Introducción El medicamento no tiene sentido si no es para curar una patología, mejorarla o

enlentecer su progreso.

Es fundamental conocer lo que es el principio activo, la forma farmacéutica, la ruta y modo de administración y las propiedades y características farmacocinéticas.

En esta asignatura se intenta entender la relación que siempre existe entre la dosis que administramos y la respuesta farmacológica. Entre dosis y respuesta existe un compartimento llamado plasma, lo que medimos en él es fundamental para poder entender la relación que hay entre dosis y respuesta. Conseguimos poder comprender qué pasa con la respuesta, cuando administramos una dosis, a través del plasma. Por ello las medidas en plasma son fundamentales. Los datos plasmáticos nos dan una idea de cómo llega, cómo se distribuye y como se elimina.

Los procesos que van desde la administración de la forma farmacéutica a el paso del principio activo a través de la membrana del lugar de absorción reciben el nombre de biofarmacia.

La farmacocinética es el estudio de lo que le ocurre al PA una vez que ha atravesado la membrana del lugar de absorción: comprende la distribución (biofase) y eliminación.

Biodisponibilidad: fracción o porcentaje de la dosis de un fármaco administrado en una determinada forma farmacéutica, que accede en forma inalterada a circulación general o sistémica y la velocidad con que se produce dicho acceso.

Ej: Gránulos: parte de la dosis se absorbe a una velocidad X que determina una primera subida en la gráfica, después se produce otro proceso de absorción (que se dará cuando se haya disuelto el principio activo completamente), que se refleja más tarde. Esto no sucede en una suspensión (el principio activo ya está disuelto)

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Ej2: Todos los pacientes reciben mismo fármaco, dosis y por la misma vía. No obstante, se observa gran variabilidad interindividual (debido a diferencias en el peso, la altura, la edad, presencia de comida, hábitos, patología y metabolismo). Concepto: la variabilidad va a estar siempre presente.

No podemos entender la respuesta del fármaco únicamente estudiando la farmacodinamia (estudia la relación concentración — respuesta), tampoco podemos entender lo que le ocurre a la respuesta sin entender la biofarmacia ni la farmacocinética.

Objetivos de la asignatura: describir cuantitativamente los procesos responsables

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de la interacción entre la forma farmacéutica y el sujeto.

Perspectiva práctica: acorde fundamentalmente con las necesidades actuales para el desarrollo de nuevos fármacos y nuevas estrategias terapéuticas.

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TEMA 1: Permeabilidad Objetivo: predecir la biodisponibilidad tras la administración por vía oral ya que

representa un problema importante en el desarrollo de nuevos medicamentos.

1. Definición de permeabilidad La permeabilidad se indica como P mayúscula. Es un parámetro que representa

la capacidad de paso de fármaco a través de la membrana. Depende de la fisiología del individuo (la membrana puede estar alterada), de la vía de administración, del PA (para una misma membrana los diferentes PA´s pueden tener mayor o menor dificultad para pasarla). En opio no esta afectada por la forma farmacéutica porque suponemos que el fármaco se ha liberado y por tanto está en disposición de absorberse. Como nos vamos a centrar en la vía oral podemos decir que la permeabilidad tampoco es función de la ruta de administración. Por tanto consideramos que depende únicamente del sujeto y del PA.

La permeabilidad es importante porque se sabe que hay una relación entre la permeabilidad y la biodisponibilidad (sólo por eso). Decimos que es fundamental a la hora de predecir la biodisponibilidad. No obstante, hay que entender que permeabilidad y biodisponibilidad no son equivalentes: la permeabilidad es un factor que ayuda a entender la biodisponibilidad.

2. Relación entre permeabilidad y biodisponibilidad ¿Cómo sabemos que existe una relación? A medida que aumenta la fracción de

fármaco absorbida, aumenta la permeabilidad (la relación es proporcional). Esto está comprobado con múltiples fármacos:

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El problema es que cuando una industria farmacéutica está interesada en una forma farmacéutica determinada, no se sabe cuál es la permeabilidad humana para el fármaco y no es posible utilizar esta información.

En este caso hay que calcular la permeabilidad antes de sacarlo al mercado (se estudia en el punto 3 el cálculo de la permeabilidad).

Decimos que aunque la permeabilidad sea buena y el fármaco atraviese la membrana perfectamente, NO podemos asegurar que la biodisponibilidad sea buena ya que puede haber pérdidas por efecto de primer paso (por ejemplo a nivel del hígado). Para solucionar el efecto de primer paso se suele administrar el fármaco como profármaco de tal manera que cuando se metabolice en el hígado, pase a su forma activa.

Si el fármaco no se metaboliza, habría que considerar la solubilidad del fármaco y su forma farmacéutica (mejor en solución que en cápsulas duras).

Nosotros interpretamos que si un fármaco tiene buena permeabilidad, tendrá una buena biodisponibilidad (independientemente del efecto de primer paso).

3. Cálculo de la permeabilidad A diferencia de otros factores como las propiedades FQ del principio activo,

tamaño de partícula, o incluso las características de disolución, que pueden obtenerse con relativa facilidad a partir de experiencias in vitro, la permeabilidad es más difícil de determinar:

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La FDA propone una serie de métodos:

Métodos humanos: se emplea un tubo de perfusión llamado Loc­I­Gut que consiste en 6 tubos que se colocan en el intestino y permite conocer cuánto fármaco absorbe una parte concreta del intestino. Es un estudio incómodo. Otra forma es administrar el fármaco en una cápsula, de esta forma se puede seguir la trayectoria del principio activo (ideal para observar en qué lugares se produce absorción. Se realiza en estadios avanzados del fármaco)

Métodos que no implican la experimentación en humanos. Para calcular la permeabilidad en humanos tienen que pasar muchos años debido a las pruebas a las que hay que someter el fármaco, por ello, este método es más importante. In vivo (con animales) e in situ (método de Doluisio: se aísla el intestino y se

obtienen muestras en sangre y del intestino a diferentes tiempos. Son métodos que ya no se utilizan demasiado). Ambos son de tipo intestinal.

In vitro: estos estudios pueden realizarse en un tejido humano o animal o con un cultivo celular (este último es el más interesante) Estudios con segmentos de tejidos: es la metodología que se utiliza

actualmente en el desarrollo de fármacos para el cálculo de la biodisponibilidad.

Cultivo celular: las células CACO 2 se utilizan en los estudios in vitro que están encaminados al cálculo de la permeabilidad. No exigen muestra biológica ni experimentación en humanos.

Estas células tienen una serie de características: se derivan del adenocarcinoma de colon humano, son células que, per sé, tienen una gran capacidad de proliferación. Se asemejan a las microvellosidades (tienen gran superficie de absorción). Además tienen características similares al epitelio intestinal: valores de resistencia semejantes, espacios intercelulares de una magnitud semejante, desarrollan una serie de transportadores que están presentes en el intestino y la membrana tiene características semipermeables. Por eso estas células se usan en este método.

Se obtienen en forma de kits comerciales que tienen 24 pocillos. Dentro de cada pocillo se encuentran dos cámaras: en una cámara se introduce nuestra solución de fármaco (compartimento donador) y en otra la solución receptora a muestrear (compartimento receptor). Ambas cámaras separadas por células CACO 2.

Las células CACO 2 del pocillo se cultivan hasta el 80% de la confluencia

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(si fuese el 100%, es decir, todas juntas, se producen señales que generan apoptosis).

La idea es extraer muestras de CACO 2 (se retiran del compartimento receptor) y hacer una gráfica: en el eje de ordenadas se representa la cantidad de fármaco acumulado que ha pasado desde el compartimento donador al receptor y en el eje de abscisas el tiempo. La relación es proporcional (la gráfica crece).

Aparecen dos rectas porque el paso de fármaco desde la parte apical a la basolateral es diferente que desde la basolateral a la apical (hay diferentes transportadores en cada lado). Si sólo apareciese una recta quiere decir que el transporte es por difusión pasiva, es decir, no hay transportadores o el fármaco no los usa.

La permeabilidad es la pendiente entre la cantidad acumulada y el tiempo, dividida entre el área celular y la concentración inicial (la del compartimento donador).

La cantidad de fármaco que se ha ido del compartimento donador no es significativa (estamos en condiciones sink).

La A mayúscula hace referencia al compartimento donador y la B al compartimento receptor. La gráfica representa el paso desde la parte apical a la parte basolateral. Si hay una única recta quiere decir que el mecanismo de paso a través de la membrana semipermeable es por

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difusión pasiva.

Si la permeabilidad no coincide significa que no hay difusión pasiva, entonces la permeabilidad es mayor en una dirección que en otra. La explicación es que haya, para un determinado fármaco, ciertos transportadores que faciliten el paso en una dirección y no en la otra. Por tanto, este tipo de estudios no sólo nos permiten tener una idea de la permeabilidad del principio activo sino además la posible presencia de transportadores a nivel del lugar de absorción. Lo ideal es que un mecanismo de paso sea por difusión pasiva. Si tienes un transportador puedes saturarlo a dosis terapéuticas; además puede haber otros compuestos (de la dieta, etc) que compitan con el transportador, disminuyendo, en definitiva, la biodisponibilidad, y esto no es interesante (parte de la dosis administrada no se absorbe).

Para ver si existen agentes externos que compiten se realiza un ensayo en el que se deposita el principio activo en el compartimento donador junto con otros compuestos que se cree que pueden competir con el receptor.

Como todo experimento, debe hacerse cuidadosamente: controlar la humedad, la temperatura, el pH. Los pocillos tendrán muestras que corresponden a patrones (principio activo que se conoce que tiene buena permeabilidad como el metroprolol) y otro con mala permeabilidad.

La concentración es siempre constante, lo que cambia en la gráfica es la cantidad de fármaco que atraviesa la membrana. En el momento que empieza el experimento la cantidad de fármaco en el compartimento donador empieza a disminuir (y por tanto la concentración), pero si el estudio se realiza en condiciones Sink podemos considerar que la concentración es constante (hasta un 10% de la cantidad inicial en el compartimento donador).

Si las permeabilidades son semejantes (cociente entre permeabilidades es aproximadamente uno) podemos considerar que el mecanismo de transporte es fundamentalmente por difusión pasiva. Si es mayor que 5 podemos decir que es transporte activo en contra de gradiente (e­flujo?) y si es inferior de 1 es transporte activo.

4. Predicción de la fracción de dosis de fármaco absorbida Para ello hay que jugar con una serie de variables: permeabilidad, solubilidad,

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velocidad de disolución y dosis de fármaco. La dosis de fármaco y la solubilidad están relacionadas: una baja dosis pero con alta solubilidad (el fármaco es muy potente) dará lugar a efecto terapéutico, y viceversa.

La solubilidad depende de la fisiología (pH, etc) y del propio fármaco. La velocidad de disolución depende de la forma farmacéutica.

En definitiva, para poder predecir la fracción de dosis de fármaco absorbida hay que tener en cuenta el principio activo, la forma farmacéutica y las características del paciente.

4.1. Números/parámetros adimensionales Los números adimensionales no tienen unidades y son 3: número de dosis (D0),

número de disolución (Dn) y número de absorción (An). Condicionan la fracción de fármaco absorbida. Para el cálculo de estos números hay que tener en cuenta la permeabilidad, la dosis, la solubilidad y la disolución.

Es interesante tener un número de dosis pequeño (menor de 1) porque de esta manera la concentración inicial siempre será menor que la concentración de solubilidad y por tanto no habrá problemas en la disolución. Hace referencia a la solubilidad.

D0 = CsQ V0/ 0

Un número de disolución alto nos esta diciendo que el tiempo de disolución (tdis) es menor que el tiempo de residencia (el principio activo tiene tiempo de liberarse de la forma farmacéutica mientras está en contacto con el lugar de absorción). Si al fármaco le cuesta horas liberarse de la forma farmacéutica no estaría en el lugar de absorción (sigue su curso). Hace referencia a la forma farmacéutica.

Dn =trestdis

Un número de absorción alto nos está diciendo que el tiempo que necesita el

principio activo para pasar la membrana semipermeable es inferior al tiempo de residencia. No importa si el fármaco tiene una baja o alta solubilidad o si sale rápido o lento de la forma farmacéutica. Sólo nos indica la capacidad del principio activo, que está disuelto y liberado, de atravesar la membrana semipermeable.

An =trestabs

tres depende de la motilidad intestinal (no depende de la forma farmacéutica, ni del principio activo, ni de la permeabilidad) y de la coingestión con comida.

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Estos números se emplean para tener una idea de cómo será la biodisponibilidad (no para calcularla).

Ejemplo: para un fármaco cuya permeabilidad limita el paso a través de la membrana intestinal (número de absorción menor que 1), no se puede utilizar una gráfica cuyos ejes sean: la fracción de dosis absorbida, el número de dosis y el de disolución. La idea es que si quieres utilizar una gráfica que represente la fracción de dosis absorbida frente al número de dosis y al número de disolución, debes verificar que el número de absorción sea mayor que uno (o mayor de lo que se especifique en la gráfica). Es decir, que el parámetro adimensional que no se representa (número de absorción en este caso) debe ser siempre favorable (recordar que lo favorable es: D0<1, Dn>1, An>1). Los fármacos que cumplen los requisitos del problema anterior serán lipófilos (para que atraviesen la membrana por difusión pasiva).

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TEMA 2: Modelos de Liberación Siempre, llegado un determinado momento, se habrá liberado el 100% del

principio activo desde la forma farmacéutica, pero a priori no sabemos qué perfil tiene esa liberación. Sin embargo, sí que sabemos que la disolución es el proceso limitante de la liberación. Los estudios de disolución no son difíciles de realizar y son extremadamente importantes en el desarrollo de nuevos fármacos.

La información que nos encontramos en un estudio de disolución es el % de disolución con respecto al tiempo.

Como es de vital importancia caracterizar el estudio de dilución correctamente, no podemos pensar que haciéndolo de cualquier forma obtendremos resultados fiables. Estos estudios se realizan siguiendo unas especificaciones recomendadas por la Farmacopea.

La importancia de estos estudios reside en que si el perfil de disolución de un genérico es igual al de un fármaco que vas a sacar, puedes obtener el sello de fármaco bioequivalente (ahorras mucho tiempo).

Estos estudios se realizan en condiciones Sink: la concentración de fármaco disuelto en el líquido de disolución, durante toda la experiencia, ha de ser inferior al 20% de la concentración a saturación (Cs).

1. Factores que influyen en el proceso de velocidad de disolución Factores que dependen del fármaco, de la formulación, del proceso tecnológico,

de las condiciones de reposición. Es importante saber que los factores que controlan la disolución son el principio activo y la formulación.

2. Parámetros representativos del proceso de disolución

2.1. Parámetros puntuales de disolución Parámetros puntuales de disolución: cantidad de fármaco que pasa desde la

forma farmacéutica (representada como Qd), tiempo que tarda en disolverse un principio activo (el tiempo que tarda en disolverse el 50% del principio activo es el Td). Sólo cuantifican lo que le pasa en un determinado momento.

2.2. Parámetros funcionales Parámetros funcionales. Tenemos modelos con base fisicoquímica (orden cero y

uno, ecuación de la raíz cúbica y cuadrada) o sin base fisicoquímica (ecuación de

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Weibull). Caracterizan todo el perfil de disolución, es decir, desde que empieza la liberación hasta que se libera todo el fármaco. Estos modelos son los más utilizados para las formas farmacéuticas convencionales: para modelos más sofisticados y nuevos (nanopartículas) no se utilizan.

En farmacocinética la variable dependiente es siempre el % de fármaco disuelto y la independiente es el tiempo.

En estos modelos se intenta asignar números a cada proceso (absorción, distribución, eliminación). Para ello se utilizan parámetros como la superficie del sólido, la constante de velocidad, la concentración de fármaco a saturación, etc. Todos estos pertenecen a una versión modificada de la ley de Noyes­Whitney (basada en la ley de difusión de Fick):

·S·(C ) dtdC − k S − C t

(ecuación raíz cúbica y cuadrada están al revés)

hace referencia al valor de la dosis. Qt es la variable dependiente (se relacionaQ∞ con la variable independiente tiempo a través de unos parámetros). Las ecuaciones

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tienen en común la variable dependiente e independiente pero se diferencian en la estructura puesto que el proceso de liberación en cada uno es diferente.

En los procesos de primer orden la cantidad de fármaco varía con el tiempo; para los de orden 0 la velocidad de liberación no depende de la cantidad que permanece en la forma farmacéutica.

Cada uno refleja un mecanismo de liberación diferente. Una vez tengamos los datos podremos analizar cuál ecuación escoger. La más utilizada es la ecuación de Weibull (modelo de liberación in vitro más común). Para b igual a 1 (caso particular de la ecuación de Weibull) la ecuación es idéntica a la de un proceso de orden 1.

La raíz cuadrada da una mejor descripción que la de orden 0 pero se observa que al principio de la gráfica se desvían los datos. Los de orden 1 y raíz cúbica son los que mejor describen los datos. No obstante, el AIC es lo que discrimina entre los dos (el que menor AIC tenga será el más indicado).

Para el orden cero y uno sólo necesitamos un único parámetro. En el caso de la ecuación de Weibull necesitamos conocer dos parámetros: td y beta. Un parámetro no es una variable.

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Función de Weibull:

Qt = Q∞ 1[ − e−( td

t t− 0) β]

td es el tiempo necesario para que se disuelva el 63.2 % de la cantidad de fármaco presente en la formulación y susceptible de disolverse (tiempo que tarda el 63% de la dosis en liberarse).

Beta: es un parámetro adimensional que se asemeja al orden cinético que sigue el proceso.

t0 es el tiempo de latencia (es posible encontrar tiempo de latencia).

A priori es imposible seleccionar entre varios modelos: sólo es posible cuando tenemos los resultados y aplicamos los modelos, observando cuál de ellos se ajusta más al perfil de liberación.

2.3. Parámetros de disolución no funcionales Estos parámetros son independientes de la cinética del proceso.

EF: eficiencia de disolución. Se calcula a partir de las curvas acumulativas de fármaco disuelto. Es un porcentaje puesto que las unidades en el numerador son iguales a las del denominador (AUC y ). Este tiempo suele ser el tiempo que tarda ·T Q∞ en liberarse el 90% del principio activo. La EF debe debe ser mayor del 50% si se pretende una liberación inmediata.

F (%) ·100E = Q ·t∞

AUC0T

AUC: La diferencia con los modelos en base fisicoquímica es que para el cálculo del AUC no se requiere de ningún modelo, sólamente hay que calcular el área de los trapecios (es independiente de la cinética del proceso).

Momentos estadísticos: el concepto es parecido al tres. El tiempo de residencia del principio activo en la forma sólida a lo largo del proceso de disolución puede considerarse una variable aleatoria cuyo valor más representativo es su valor medio.

MDT: tiempo medio de residencia o de disolución. No exige selección de modelo, sólo hay que calcular diferencias entre cantidades.

2.4. Parámetros para el estudio comparativo de perfiles de curvas

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¿Los perfiles de liberación son estadísticamente diferentes entre sí? ¿Cómo podemos observar la variación estadística entre los diferentes perfiles? Se utiliza el factor de similitud f2. La FDA ha establecido un valor estándar de f2 entre 50­100 para indicar similitud entre dos perfiles de disolución. La idea es que el factor de similitud nos proporciona un valor numérico que sirve para comparar perfiles de disolución entre un producto de referencia y el que se está desarrollando.

Este valor está afectado por las agencias de regulación y si se encuentra entre 50 y 100 quiere decir que son similares. No se realiza un único estudio sino que hay que hacer varios. Además tenemos que medir la cantidad disuelta en el medio al menos 3 veces y la experiencia ha de realizarse a diferentes pH (3 diferentes entre 1 y 7.5).

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TEMA 3: Clasificación biofarmacéutica

1. Sistema de clasificación biofarmacéutica (BCS) El sistema de clasificación farmacéutica se define como una herramienta para

clasificar al medicamento en base a su permeabilidad y solubilidad en agua (aunque también incluye las características de disolución).

Tiene varias aplicaciones:

Identificar los factores limitantes durante el proceso de absorción oral. Determinar la calidad de los ensayos de disolución in vitro a la hora de predecir

el proceso de absorción in vivo. Y para exenciones de bioequivalencia.

Sabiendo la permeabilidad, la solubilidad y la disolución vamos a poder clasificar una forma farmacéutica en una de las categorías de la BCS. Esto se realiza: para poder establecer una correlación in vivo ­ in vitro o para ver si podemos tener una exención de bioequivalencia.

El BCS no afecta a la administración intramuscular, subcutánea, intraocular, intranasal. Sólo es un sistema de clasificación para formas farmacéuticas sólidas de uso oral y liberación inmediata (debe ser las dos cosas).

El BCS tiene en cuenta la permeabilidad intestinal (P y An), la solubilidad acuosa (D0) y la velocidad de disolución (Dn).

Se pueden establecer también con formas de liberación sostenida (no inmediata) pero esas correlaciones in vivo ­ in vitro no afectan a la agencia.

2. Clases Las diferencias entre las clases se basan únicamente en la permeabilidad y

solubilidad (P y S en adelante). La clase I es una clase en la que los fármacos no presentan problemas de P ni S. Los de clase II tienen baja solubilidad. Los de clase III tienen buena S pero baja P. La clase IV son principios activos difíciles porque tienen baja P y S.

Clase I En la clase I la P y la S son altas. Los factores limitantes pueden ser: la

velocidad de disolución y el vaciado gástrico (si la disolución es muy rápida)

Los fármacos que tienen alta P y S de la Clase I NO tienen correlaciones in vivo ­

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in vitro porque en la experimentación in vitro no puedes reproducir el vaciado gástrico (propiedad fisiológica). Para los fármacos de clase I, el vaciado gástrico va a ser un factor limitante.

Los perfiles de liberación in vitro dependen del principio activo y la forma farmacéutica (no del vaciado gástrico). La velocidad del vaciado gástrico puede variar mucho (en función de la dosis, etc).

Clase II Tienen baja S pero no hay problemas en relación a la permeabilidad. Se

caracterizan por tener un valor pequeño de número de disolución.

El factor limitante en este caso es la velocidad de disolución in vivo. Los estudios de disolución in vitro deberán caracterizar toda la cinética de disolución (hay que estudiar el perfil de liberación). Sin embargo, sí que se esperan correlaciones invivo invitro si la velocidad de disolución in vitro es semejante a la in vivo. La velocidad de disolución sí que se puede reproducir in vitro.

Exenciones en bioequivalencia: mi medicamento in vitro se comporta igual (en relación a la disolución) al que está en el mercado y la agencia de regulación me puede afectar. Éstas bioexenciones sólo afectan a la Clase I y no a la Clase II.

Clase III Clase III y IV son fármacos que empiezan a ocasionar problemas respecto a la

biodisponibilidad. Los de Clase III tienen alta solubilidad y baja permeabilidad. La permeabilidad, por tanto, es el factor limitante (recordar que depende del principio activo y de la membrana).

Si la disolución es rápida (85% en 15 minutos), la variabilidad en la absorción será reflejo de las diferencias en: el tránsito intestinal, el contenido intestinal y la permeabilidad intestinal.

Clase IV Son principios activos con baja solubilidad y su absorción oral es muy limitada.

Se pueden dar por vía oral si son extremadamente potentes (a muy poca concentración ya ejerce efecto terapéutico).

Todas estas clases están referidas a la absorción por vía oral.

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3. Estrategias para mejorar la permeabilidad Estrategias para mejorar la solubilidad de fármacos poco solubles. Nos interesa

disminuir la clase del principio activo. En función de cuál sea el problema (en la solubilidad, en la permeabilidad, etc) tendremos que aplicar diferentes estrategias.

¿Cómo sabemos si tenemos un fármaco con alta P y S?. El cálculo de la permeabilidad debe hacerse siguiendo unos procedimientos establecidos. El estudio debe realizarse utilizando un número suficiente de fármacos. Por ejemplo, en un estudio de perfusión intestinal in vivo en el hombre hay que usar un mínimo de 6 fármacos. En estudios animales hay que utilizar un mayor número de fármacos (20). Estos estudios de 6 o 20 fármacos se utilizan para validar el estudio.

Dependiendo del grado de variabilidad, variará el número de sujetos, animales, cultivos celulares, etc.

Una vez establecido el método bastará con utilizar en la experiencia un fármaco modelo de baja P y otro, modelo de alta P.

4. Estrategias para mejorar la solubilidad La otra variable, además de la permeabilidad, que utiliza la BCS es la solubilidad.

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¿Qué criterios hay que utilizar para asignar una alta S a nuestro principio activo? En primer lugar, la dosis terapéutica se tiene que disolver en 250 mL (de agua) y el pH de la disolución debe estar entre 1 y 7.5.

La FDA usa parámetros que hemos visto, como el número de dosis (D0). Éste debe ser inferior a la unidad a cada valor de pH.

El método adecuado para caracterizar la solubilidad es el método de agitación en matrices “shake­flash”, en el que primero se determina la solubilidad y posteriormente D0 (siempre a 37ºC).

5. Expectativas de correlación in vitro­in vivo La Clase IIb son fármacos con buena permeabilidad pero tienen limitaciones en la

solubilidad. La Clase IIa son fármacos en donde la limitación está en la disolución. Sólo para la clase II se espera correlación. Para la Clase I sólo cuando la

velocidad de disolución es inferior a la del vaciado gástrico.

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TEMA 4: Exenciones de Bioequivalencia Para que dos fármacos sean bioequivalentes deben tener la misma

biodisponibilidad. Esto se traduce en que los valores de Cmax y AUC (datos plasmáticos) del fármaco que está en el mercado y el del que queremos estudiar son similares dentro del rango permitido.

El número de voluntarios para estos estudios suele ser alrededor de 18 (aunque puede haber estudios de 120 personas sanas ­muy costoso­). “N” debe ser un número de voluntarios que represente a la población, aunque variará en función de la variabilidad de los sujetos (edad, sexo...)

1. Concepto de Biowaiver Uno de los objetivos del sistema de clasificación biofarmacéutica es establecer la

bioequivalencia, pero no a través del Cmax y AUC sino a partir de experiencias in vitro.

Biowaiver (bioexención) es la posibilidad de realizar estudios de bioequivalencia a partir de la comparación de los perfiles de disolución in vitro (entre la formulación problema y el patrón). No se puede llegar aquí sin pasar por los requerimientos de clasificación del fármaco (I, II, III, IV). Si los perfiles de disolución no son semejantes, no vamos a obtener la bioexención.

¿Qué metodología se debería aplicar para demostrar que los perfiles de disolución in­vitro sean similares? El factor de similitud f2.

En la actualidad admiten la bioexención únicamente para principios activos de clase I en formulaciones orales de liberación inmediata. Se acepta que la alta S y su rápida disolución aseguran que el principio activo estará disuelto antes de vaciarse el estómago.

Solicitud de bioexención: además de tener clase I, la disolución de al menos el 85% ha de realizarse en menos de 30 minutos. Esto es un poco más estricto para los de Clase II y III ya que tienen que disolverse (el 85%) en 15 minutos.

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TEMA 5: Correlación in vitro ­ in vivo Una correlación es un modelo matemático que describe la relación entre una

propiedad in vitro (en este caso de una forma de dosificación: velocidad de disolución, cantidad de fármaco liberado in vitro, etc) y una propiedad in vivo (concentración plasmática, AUC).

A la industria farmacéutica le interesa mucho las correlaciones porque permiten predecir, a partir de los datos de disolución in vitro, cómo será el perfil de concentraciones plasmáticas in vivo.

1. Tipos de correlación in vitro ­ in vivo (IVIVC) Existen 4 niveles: A, B, C y C múltiple.

El A es el más interesante. Se intenta relacionar el perfil temporal de liberación in vitro con el perfil temporal de absorción in vivo. Es un modelo punto a punto: relaciona la cantidad liberada a un tiempo determinado con la cantidad absorbida a ese mismo tiempo. Debe predecir la evolución temporal in vivo de las concentraciones plasmáticas a partir de los datos de disolución in vitro.

Con sólo los datos de un perfil de disolución in vitro NO podemos averiguar el perfil de disolución in vivo ya que el fármaco in vivo se distribuye y se elimina (además de absorberse).

La distribución y eliminación no se modifican con el tipo de administración.

Tampoco se modifica el aclaramiento ni el volumen de distribución aparente.

El nivel B relaciona el tiempo medio de disolución (MDT) in vitro con el tiempo medio de residencia (MRT) o el tiempo medio de absorción. No es una correlación punto a punto. No puede predecir la evolución temporal de las concentraciones plasmáticas in vivo ya que diferentes tipos de perfiles in vivo pueden tener similares

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MRT.

A diferencia del nivel A, NO nos interesa todo el perfil de disolución: de todo el perfil plasmático sólo nos quedamos con el tiempo medio de residencia.

El nivel C relaciona la cantidad de fármaco liberado in vitro a un tiempo determinado con un parámetro que caracterice el perfil observado in vivo: AUC o Cmax en función de la cantidad liberada in vitro en 24h. También relaciona el tiempo que tarda en disolverse una cantidad determinada de fármaco con un parámetro que caracterice el perfil observado in vivo: AUC o Cmax en función del T50% (tiempo que tarda en disolverse el 50% de fármaco)

El nivel C múltiple es idéntico pero a varios tiempos.

El nivel B (B?) sería un caso particular del nivel C (relaciona MRT en función del tiempo medio de disolución).

2. Desarrollo de una correlación IVIVIC de tipo A Necesitamos: curvas de disolución in vitro (a diferentes velocidades de disolución),

curvas de Cp tras administración de un bolus IV o liberación inmediata, curvas Cp tras la administración in vivo.

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