$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

PVM 및 FBRM 기반 인라인 모니터링을 통한 indomethacin-saccharin 공결정의 생성 메커니즘이해
Understanding the Mechanism of Indomethacin-Saccharin Co-crystal Formation Using In-line Monitoring System based on PVM and FBRM 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.55 no.2, 2017년, pp.180 - 189  

김바울 (순천향대학교 의료과학대학 의약공학과) ,  조민용 (순천향대학교 의료과학대학 의료과학과) ,  최광진 (순천향대학교 의료과학대학 의약공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

난용성 약물의 용해도를 증가시키고 안정성을 향상하기 위한 제약 공결정은, 미국 FDA가 지난 2016년 8월에 공결정을 solvate의 특별한 경우라고 정의를 수정하면서, 개량신약의 개발에 더욱 박차를 가할 것으로 추측된다. 본 연구에서는 모델 조합으로 잘 알려진 indomethacin-saccharin 공결정을 반용매 방법으로 제조할 때, 인라인 모니터링 기법을 적용하여, 반용매의 주입속도에 따른 indomethacin 준 안정상의 일시적인 생성 및 indomethacin-saccharin 공결정의 생성을 관찰하고 메커니즘을 제안하고자 하였다. 그간 인라인 모니터링을 위해서 매우 다양한 분석도구가 연구되어 왔는데, 본 연구에서는 PVM (particle vision measurement)와 FBRM (focused beam reflectance measurement)를 조합하여 공결정화 공정에서의 변화를 실시간으로 측정하였다. 공결정화 결과물의 오프라인 분석은 PXRD (powder x-ray diffraction)와 DSC (Differential scanning calorimeter)를 이용하여 수행하였다. 반용매의 주입 속도에 따라서 공결정이 생성되는 경로에 분명한 차이가 있음을 관찰하였으며, 이러한 상관 관계의 이해를 통해서 제약학적 특성이 더욱 일정하고 품질이 보증된 indomethacin-saccharin Co-crystal을 얻는 조건을 확립하였다. 본 연구결과, PVM과 FBRM을 조합한 인라인 모니터링은 제약 공결정 제조공정에서 활용성이 매우 높은 기술이라고 할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pharmaceutical co-crystals primarily to improve the solubility as well as stability of insoluble drug are to be investigated more intensively for IMDs as US FDA has reclassified co-crystal as a special case of solvates in August this year. In this study, we proposed a mechanism of indomethacin-sacch...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 anti-solvent 방식을 Indomethacin의 co-crystal 생산 방식으로 이용하되, 중요한 parameter인 “anti-solvent 이동 속도” 즉, “Pump 주입 속도”에 대해 차이를 두어 주입 속도에 따른 IMC (α-form)과 Co-crystal 생성 간에 상관관계를 규명하고자 하였으며, 이를 PVM과 FBRM,PXRD, DSC로 증명하고자 하였다.
  • 본 연구는 난용성 약물(BCS class II)의 가용화 방법 중 최근 부각되고있는 공결정화공정에 대한 것이었다. 반용매법으로 진행되는 IMC-SAC 공결정의 생성과정에 있어서 반용매의 주입 속도에 따른 결정 입자의 생성 경로와 메커니즘을 인라인 모니터링 방식을 이용하여 분석하였다.
  • 이로 인해 antisolvent crystallization는 대규모 결정생성에 있어서 가장 일반적이고, 선호되는방법으로알려져있으며, 다양한방식으로연구되고있다[3-5]. 본 연구에서는 anti-solvent의 주입 속도에 따라 결정의 polymorph 변화에 의한 Co-crystal 생성에 대한 영향을 연구하고자 한다.
  • 이로 인해 이러한 Indomethacin (IMC) 의 dissolution rate나 solubility를 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다[34,35]. 본 연구에서는 위와 같이 Class II에 속하는 API(active pharmaceutical ingredient)의 dissolution rate나 solubility를 개선하기 위한 연구 중 Co crystallization이라는 공정 방식을 선택하여 연구하였다. Co crystallization은 거시적으로 결정 안에 API(active pharmaceutical ingredient)를 포함하여, 하나 이상의 성분이 포함되어 있는 특정한 결정형을 뜻하며, 미시적으로는 여러 복합성분들이 고체 상태로 순수한 결정형을 이룬 것이라고 할 수 있다[36,37].

가설 설정

  • (a)단계에서 관찰되는 Peak들은 용해되지 않은 Indomethacin과 Saccharin, 그리고 Overhead stirrer의 고속 회전에 의한 물방울의 Peak라고 가정하고, blue box로 표시하였다(Fig. 11과 Fig. 13에서 particle의 size에 의해 “under 10”, “10~50”, “50~150”로 분류하였다).
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Indomethacin이란? Indomethacin (IMC, Fig. 1, CAS number 53-86-1)은 일반적으로 non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAIDs)계열로 inflammation으로부터 유도되는 종양, 강직, 통증, 열을 제거하기 위한 처방약이다. 이 약은 신체 내에서 arachidonate cascaded의 중요 효소인 COX(cyclooxygenase)를 저해해, PGs (prostaglandin)의 생산을 억제함으로써 작용을 나타낸다[6].
Indomethacin의 dissolution rate나 solubility를 개선하려는 이유는? 본 연구에서는 form α, form γ를 이용한 연구를 진행하였다. 위와 같은 API (active pharmaceutical ingredient)는 solubility가 낮으면서, 높은 permeability를 가진 Class II에 속하는약물로 물에 잘 녹지 않아, 낮은 흡수성과 생체 이용률을 가진다. 이로 인해 이러한 Indomethacin (IMC) 의 dissolution rate나 solubility를 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다[34,35].
anti-solvent crystallization의 장점은? 이러한 결정화 공정은 cooling, evaporation, pH-controlled, anti-solvent 등의 방식을 이용하여 얻을 수 있다. 그 중 anti-solvent crystallization은 short time-consuming 방식이며, 열에 민감한 compound에도 적용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이러한 anti-solvent crystallization의 기초적인 원리는 두 개의 용해도가 서로 다른 용매를 섞는 것이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (47)

  1. Chang, J. W. and Yang, D. R., "Metastable Zone Prediction Model for Industrial Crystallization," KIC News, 10(5), 25-30 (2007). 

  2. Sarma, B., Chen, J., Hsi, H.-Y. and Myerson, A. S., "Solid Forms of Pharmaceuticals: Polymorphs, Salts and Cocrystals," Korean J. Chem. Eng., 28(2), 315-322(2011). 

  3. Liu, X., Sun, D., Wang, F., Wu, Y. J., Chen, Y. and Wang, L., "Monitoring of Antisolvent Crystallization of Sodium Scutellarein by Combined FBRM-PVM-NIR," Journal of Pharmaceutical Sciences, 100(6), 3(2011). 

  4. Lee, M.-J., Wang, I.-C., Kim, M.-J., Kim, P., Song, K.-H., Chun, N.-H., Park, H.-G. and Choi, G. J., "Controlling the Polymorphism of Carbamazepine-saccharin Cocrystals Formed During Antisolvent Cocrystallization Using Kinetic Parameters," Korean J. Chem. Eng., 32(9), 1910-1917(2015). 

  5. Genck, W., Make The Most of Antisolvent Crystallization, Chemical Processing, Article, Nov 08, 2010. 

  6. http://sdic.sookmyung.ac.kr/drug_monograph/view.asp?id713. 

  7. Surwase, S. A., Boetker, J. P., Saville, D., Boyd, B. J., Gordon, K. C., Peltonen, L. and Strachan, C. J., "Indomethacin: New Polymorphs of an Old Drug," Mol. Pharmaceutics, 10, 4472-4480 (2013). 

  8. Khomane, K. S., More, P. K., Raghavendra, G. and Bansal, A. K., "Molecular Understanding of the Compaction Behavior of Indomethacin Polymorphs," Mol. Pharmaceutics, 10, 631-639(2013). 

  9. Carpentier, L., Decressain, R., Desprez, S. and Descamps, M., "Dynamics of the Amorphous and Crystalline ${\alpha}-$ , $\gamma$ -Phases of Indomethacin," J. Phys. Chem. B, 110, 457-464(2005). 

  10. Csermely, P., Korcsmaros, T. Kiss, H. J., London, G. and Nussinov, R., "Structure and Dynamics of Molecular Networks: A novel Paradigm of Drug Discovery: A comprehensive Review," Pharmacol. Ther., 138(3), 333-408(2013). 

  11. Stegemann, S., Leveiller, F., Franchi, D., De Jong, H. and Linden, H., "When Poor Solubility Becomes an Issue: From early Stage to Proof of Concept," Eur. J. Pharm. Sci., 31(5), 249-261(2007). 

  12. Di, L., Fish, P. V. and Mano, T., Bridging Solubility Between Drug Discovery and Development., Drug Discovery Today, 486-495(2012). 

  13. Turner, J. R. Drug Discovery. In New Drug Development; Springer: New York, pp 21-34(2010). 

  14. Li, P. and Zhao, L., "Developing Early Formulations: Practice and Perspective," Int. J. Pharmaceutics, 341(1-2), 1-19(2007). 

  15. Baird, J. A., Van Eerdenbrugh, B. Taylor, L. S., A classification System to Assess the Crystallization Tendency of Organic Molecules From Undercooled Melts," J. Pharm. Sci., 2010, 99 (9), 3787-3806(2010). 

  16. Engers, D., Teng, J., Jimenez-Novoa, J., Gent, P., Hossack, S., Campbell, C., Thomson, J., Ivanisevic, I., Templeton, A., Byrn, S., Newman, A., A solid-state Approach to Enable Early Development Compounds: Selection and Animal Bioavailability Studies of an Itraconazole Amorphous Solid Dispersion," J. Pharm. Sci., 99(9), 3901-3922(2010). 

  17. Neervannan, S., "Preclinical Formulations for Discovery and Toxicology: Physicochemical Challenges," Expert Opin. Drug Metab. Toxicol., 2(5), 715-731(2006). 

  18. Hancock, B. C. and Zografi, G., "Characteristics and Significance of the Amorphous State in Pharmaceutical Systems," J. Pharm. Sci., 86(1), 1-12(1997). 

  19. Laitinen, R., Lobmann, K., Strachan, C. J., Grohganz, H. and Rades, T., "Emerging Trends in the Stabilization of Amorphous Drugs," Int. J. Pharmaceutics, 453, 65-79(2013). 

  20. Bhugra, C. and Pikal, M. J., "Role of Thermodynamic, Molecular and Kinetic Factors in Crystallization From the Amorphous State," J. Pharm. Sci., 97(4), 1329-1349(2008). 

  21. Savolainen, M., Kogermann, K., Heinz, A., Aaltonen, J., Peltonen, L., Strachan, C. and Yliruusi, J., "Better Understanding of Dissolution Behaviour of Amorphous Drugs by in Situ Solid-state Analysis Using Raman Spectroscopy," Eur. J. Pharm. Biopharm., 71(1), 71-79(2009). 

  22. Wu, T., Sun, Y., Li, N., De Villiers, M. M. and Yu, L., "Inhibiting Surface Crystallization of Amorphous Indomethacin by Nano Coating," Langmuir, 23(9), 5148-5153(2007). 

  23. Alonzo, D., Zhang, G., Zhou, D., Gao, Y. and Taylor, L., "Understanding the Behavior of Amorphous Pharmaceutical Systems During Dissolution," Pharm. Res., 27(4), 608-618(2010). 

  24. Greco, K. and Bogner, R., "Crystallization of Amorphous Indomethacin During Dissolution: Effect of Processing and Annealing," Mol. Pharmaceutics, 7(5), 1406-1418(2010). 

  25. Andronis, V., Yoshioka, M. and Zografi, G., "Effects of Sorbed Water on the Crystallization of Indomethacin From the Amorphous State," J. Pharm. Sci., 86(3), 346-351(1997). 

  26. Andronis, V. and Zografi, G., "Crystal Nucleation and Growth of Indomethacin Polymorphs From the Amorphous State," J. Non-Cryst. Solids, 271(3), 236-248(2000). 

  27. Hancock, B. C., Shamblin, S. L. and Zografi, G., "Molecular Mobility of Amorphous Pharmaceutical Solids Below Their Glass Transition Temperatures," Pharm. Res., 12(6), 799-806(1995). 

  28. Borka, L., "The Polymorphism of Indomethacin, New Modifications, Their Melting Behaviour and Solubility," Acta Pharm. Suec., 11, 295-303(1974). 

  29. Lin, S. Y., "Isolation and Solid-state Characteristics of a New Crystal Form of Indomethacin," J. Pharm. Sci., 81(6), 572-576 (1992). 

  30. Takiyama, H., Minamisono, T. Osada, Y. and Matsuoka, M., "Operation Design for Controlling Polymorphism in the Anti-solvent Crystallization by Using Ternary Phase Diagram," Chem. Eng. Res. Design. 88, 1242-1247(2010). 

  31. Wang, X., de Armas, H. N., Blaton, N., Michoel, A., den Mooter, G. V., "Phase Characterization of Indomethacin in Binary Solid Dispersions with PVP VA64 or Myrj 52," International Journal of Pharmaceutics, 345, 95-100(2007). 

  32. Chen, X., Morris, K. R., Griesser, U. J., Byrn, S. R. and Stowell, J. G., "Reactivity Differences of Indomethacin Solid Forms with Ammonia Gas," J. Am. Chem. Soc., 124, 15012-15019(2002). 

  33. Qi, S. and Craig, D. Q. M., "The Development of Modulated, Quasi-Isothermal and Ultraslow Thermal Methods as a Means of Characterizing the $\alpha$ to $\gamma$ Indomethacin Polymorphic Transformation," Mol. Pharmaceutics, 9, 1087-1099(2012). 

  34. Majid Saeedi, Jafar Akbari, Katayoun Morteza-Semnani, Reza Enayati-Fard, Shirin Sar-Reshteh-dar and Ala Soleymania, "Enhancement of Dissolution Rate of Indomethacin: Using Liquisolid Compacts," Iran J Pharm Res., 10(1), 25-34(2011). 

  35. Alsaidan, S. M., Alsughayer, A. A. and Eshra, A. G., "Improved Dissolution Rate of Indomethacin by Adsorbents," Drug Dev. Ind. Pharm., 24, 389-394(1998). 

  36. Chun, N.-H., Wang, I.-C., Lee, M.-J., Jung, Y.-T., Lee, S., Kim, W.-S. and Choi, G. J., "Characteristics of Indomethacin-Saccharin (IMC-SAC) Co-Crystals Prepared by an Anti-Solvent Crystallization Process," European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 85(3), 854-861(2013). 

  37. Wang, I.-C., Lee, M.-J., Sim, S.-J., Kim, W.-S., Chun, N.-H. and Choi, G. J., "Anti-Solvent Co-Crystallization of Carbamazepine and Saccharin," International Journal of Pharmaceutics, 450(1-2), 311-322(2013). 

  38. De Beer, T. R., Baeyens, W. R., Ouyang, J., Vervaet, C. and Remon, J. P., "Raman Spectroscopy as a Process Analytical Technology Tool for the Understanding and the Quantitative in-line Monitoring of the Homogenization Process of a Pharmaceutical Suspension," Analyst., 131(10), 1137-44(2006). 

  39. Kim, J. Y. and Kwon, K., "A Study on the Comparison of Korea GMP with PIC/S GMP for Enhancing International Competecy of Medicinal Product Quality," Yakhak Hoeji, 57(6), 432-441 (2013). 

  40. http://www.dailypharm.com/News/184408. 

  41. http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2016/07/27/0200000000AKR20160727096700017.HTML?input1195m. 

  42. Kelly, A. L., Gough, T., Dhumal, R. S., Halsey, S. A., Paradkar, A., "Monitoring Ibuprofen-Nicotinamide Cocrystal Formation During Solvent Free Continuous Cocrystallization (SFCC) Using Near Infrared Spectroscopy as a PAT Tool," Int. J. Pharm., 426(1-2), 15-20(2012). 

  43. U. S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration, Guidance for Industry PAT-A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance, (http://www.fda.gov/downloads/Drugs/.../Guidances/ucm070305.pdf). 

  44. Su, M., Wang, L., Sun, H. and Wang, J. K., "FBRM and PVM Investigations of the Double Feed Semi-Batch Crystallization of 6-Aminopenicillanic Acid," Frontiers of Chemical Engineering in China, 3(3), 282-288(2009). 

  45. Liu, X., Sun, D., Wang, F., Wu, Y. J. and Chen, Y., "Monitoring of Antisolvent Crystallization of Sodium Scutellarein by Combined Fbrm-pvm-nir," J. Pharmaceutical Sci., 100(6), (2011). 

  46. Leyssens, T., "Carine Baudry and Maria Luisa Escudero Hernandez, Optimization of a Crystallization by Online FBRM Analysis of Needle-Shaped Crystals," Org. Process Res., 413-426(2011). 

  47. Jia, C.-Y., Yin, Q.-X., Zhang, M.-J., Wang, J.-K. and Shen, Z.-H., "Polymorphic Transformation of Pravastatin Sodium Monitored Using Combined Online FBRM and PVM," Organic Process Research & Development, 12(6), (2008). 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로