Динамическое рассеяние света (DLS) стало подходящим анализом для оценки размера частиц и распределения внутривенно вводимых железо-углеводных комплексов. Однако протоколы не имеют стандартизации и должны быть изменены для каждого анализируемого железо-углеводного комплекса. В настоящем протоколе описывается применение и особенности анализа сахарозы железа.
Внутривенно вводимые железоуглеводные комплексы наночастиц широко используются для лечения дефицита железа. Этот класс включает несколько структурно гетерогенных комплексов наночастиц, которые проявляют различную чувствительность к условиям, необходимым для методологий, доступных для физико-химической характеристики этих агентов. В настоящее время критические качественные характеристики железо-углеводных комплексов до конца не установлены. Динамическое рассеяние света (DLS) стало фундаментальным методом определения размера и распределения неповрежденных частиц. Тем не менее, по-прежнему остаются проблемы, связанные со стандартизацией методологий в разных лабораториях, конкретными модификациями, необходимыми для отдельных железоуглеводных продуктов, и с тем, как лучше всего описать распределение по размерам. Важно отметить, что используемые разбавители и серийные разбавления должны быть стандартизированы. Большие различия в подходах к пробоподготовке и представлению данных ограничивают использование DLS для сравнения железо-углеводных агентов. Здесь мы подробно описываем надежный и легко воспроизводимый протокол для измерения размера и распределения по размерам железо-углеводного комплекса, сахарозы железа, с использованием Z-среднего и индекса полидисперсности.
Сахароза железа (IS) представляет собой коллоидный раствор, состоящий из наночастиц, состоящих из комплекса полиядерного ядра железо-оксигидроксид и сахарозы. ИИ широко используется для лечения дефицита железа среди пациентов с широким спектром основных заболеваний, которые не переносят пероральные добавки железа или для которых пероральное железо неэффективно1. IS относится к классу комплексных лекарств, как определено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), который представляет собой класс лекарств со сложным химическим составом, соизмеримым с биологическими препаратами2. Регуляторная оценка сложных лекарственных препаратов может потребовать дополнительных ортогональных физико-химических методов и/или доклинических или клинических исследований для точного сравнения последующих комплексных лекарственных средств 3,4. Это важно, потому что в нескольких исследованиях сообщалось, что использование ИИ по сравнению с последующим продуктом ИИ не дает одинаковых клинических результатов. Это подчеркивает важность использования новых и ортогональных методов определения характеристик, которые подходят для выявления различий в физико-химических свойствах между продуктами ИС 5,6.
Точное выяснение размера и распределения по размерам ИИ имеет клиническое значение, поскольку размер частиц является основным фактором, влияющим на скорость и степень опсонизации – первого критического шага в биораспределении этих сложных препаратов 7,8. Даже незначительные изменения в размерах частиц и распределении частиц по размерам были связаны с изменениями фармакокинетического профиля комплексов наночастиц железа и оксида железа 9,10. Недавнее исследование, проведенное Brandis et al., показало, что размер частиц, измеренный с помощью DLS, значительно различался (14,9 нм ± 0,1 нм против 10,1 нм ± 0,1 нм, p < 0,001) при сравнении референтного лекарственного средства и непатентованного продукта глюконата натрия железа, соответственно11. Стабильное качество, безопасность и эффективность железоуглеводных продуктов от партии к партии полностью зависят от масштабирования производственного процесса, и необходимо тщательно учитывать потенциальный производственный дрейф9. Производственный процесс может привести к образованию остаточной сахарозы, и это будет варьироваться в зависимости от производителя12. Любые изменения в переменных производственного процесса могут привести к существенным изменениям в конечном комплексном лекарственном препарате в отношении структуры, стабильности комплекса и диспозиции in vivo 9.
Для оценки консистенции лекарственного средства и прогнозирования его поведения in vivo необходимы современные ортогональные аналитические методики для определения физико-химических свойств сложных нанолекарственных средств. Вместе с тем отсутствует стандартизация методологий, что может привести к высокой степени межлабораторных различий в представлении результатов13. Несмотря на признание этих проблем глобальными регулирующими органами и научнымсообществом14, большинство физико-химических характеристик ИС остаются плохо определенными, а полный набор критических атрибутов качества в контексте имеющихся нормативных руководящих документовне определен 15. Проекты руководящих документов по конкретным продуктам, выпущенные FDA для железо-углеводных комплексов, предлагают DLS в качестве процедуры оценки размера и распределения по размерам последующих продуктов16,17.
В нескольких публикациях подробно описаны установленные протоколы DLS для определения размеров наночастиц IS13,18. Однако, поскольку пробоподготовка, условия процедуры, контрольно-измерительные приборы и параметры настройки контрольно-измерительных приборов различаются между опубликованными методами, результаты DLS не могут быть напрямую сопоставлены в отсутствие стандартизированного метода интерпретации результатов13,18. Разнообразие методологий и подходов к представлению данных ограничивает надлежащую оценку этих характеристик для целей сопоставления19. Важно отметить, что многие из протоколов DLS, ранее опубликованных для оценки ИС, не учитывают эффект диффузии сахарозы в суспензии из-за присутствия свободной сахарозы, которая, как было показано, значительно повышает Z-средние расчетные гидродинамические радиусы наночастиц в коллоидных растворах13,18. Настоящий протокол направлен на стандартизацию методологии измерения размера частиц и распределения ИС. Метод был разработан и валидирован для этой цели.
DLS стал фундаментальным анализом для определения размера и распределения наночастиц по размерам для применения в разработке лекарств и нормативной оценке. Несмотря на прогресс в методах DLS, все еще существуют методологические проблемы, связанные с выбором разбавителя и подготовкой пр…
The authors have nothing to disclose.
Никакой
Equipment | |||
Zetasizer Nano ZS | Malvern | NA | equipped with Zetasizer software 7.12, Helium Neon laser (633 nm, max. 4 mW) and 173° backscattering geometry |
Materials | |||
Disposable plastic cuvettes | |||
LLG-Disposable plastic cells | LLG labware | LLG-Küvetten, Makro, PS; Order number 9.406011 | |
low-particle water | (The use of freshly deionized and filtered (pore size 0.2 μm) water is recommended). | ||
Microlitre pipette | |||
Venofer 100 mg/5 mL | Vifor Pharma | ||
Volumetric flask 25 mL | |||
Nanosphere | Thermo | 3020A | Particle Standard |
Software | |||
Origin Pro v.8.5 | Origin Lab Corporation |