Formulation and Evaluation of Dapagliflozin Citric Acid Co-crystal
- 주제(키워드) Dapagliflozin , Co-crystal , Dry granulation , Enhanced physical property , Maintenance of co-crystal , Pharmacokinetic , Bioequivalence
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이범진
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 약학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000030477
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Dapagliflozin (DAP) is a recently developed SGLT2 inhibitor, that mediate glycemic control in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) by preventing the re-absorption of glucose from the renal tubules and returns to the bloodstream. However, DAP has poor physical properties, especially, against heat and moisture response, which cause a number of manufacturing difficulties. To develop a stability enhanced DAP tablet formation, a recently developed citric acid-based co-crystals of dapagliflozin (DAP co-crystal) was adopted. The co-crystal structure of DAP co-crystal by hydrogen bonding was confirmed through the XRD and FT-IR results. The physical properties of DAP co-crystal against heat and moisture was definitely superior to DAP and DAP solvate. The intrinsic dissolution rate of DAP co-crystal was improved by controlling the particle size distribution. In order to improve granule flowability and achieve continuous manufacturing system, the optimization of process parameter of roller compaction was screened and established. In addition, it was confirmed that the co-crystal structure in the tablet was maintained through whole period of stability assessment. An in vitro dissolution pattern of DAP co-crystal tablet (DAP co-crystal/RC-T4) was equivalent within 5 % that of reference drug, Forxiga 10 mg®. Similar PK patterns were identified between reference and test formulations through beagle dog test. Comparative PK studies of DAP co-crystal/RC-T4 and reference tablets using cross-over design in human volunteers showed bioequivalence with regard to the extent of bioavailability and Cmax.
more초록/요약
Dapagliflozin (DAP)은 최근 개발 된 SGLT2 억제제로, 신장 세뇨관에서 포도당의 재 흡수를 방지하여 혈류로 되돌아가는 것을 억제하는 제 2 형 당뇨병 환자의 혈당 조절을 매개하는 약물입니다. 그러나 DAP는 열에 의한 상 변화 및 높은 흡습성의 물리적 특성을 지니고 있어 제제화에 있어 많은 제약이 있는 약물입니다. 열과 습기에 대한 안정성을 강화시키고자 DAP 와 공 결정을 이룰 수 있는 coformer 후보군 63 종에 대한 검사를 진행하였고, 그 결과 가장 적합한 coformer 로 시트르산이 선정되었습니다. 공 결정 구조는 DAP 와 시트르산의 수소결합으로 형성되어 있음을 XRD 및 FT-IR 결과를 통해 확인하였습니다. 열과 습기에 대한 안정성을 비교한 결과 DAP 무정형 및 DAP 용매화물보다 DAP공 결정 약물이 매우 개선되었음을 확인하였습니다. DAP 공 결정 약물의 용해 속도 개선을 위해 입자를 분쇄하여 입자크기 분포를 낮추어 표면적을 늘리고 용출 속도를 향상시켰습니다. 제제의 연속적인 제조 시스템을 위해 제조공정을 건식과립법 (롤러컴팩터)을 채택하였고, 롤러 압축 및 분말 투입속도에 대한 공정 변수를 최적화하여 연속적이고 균일한 건식 과립의 제조공정을 확립하였습니다. 제조된 정제에 대한 안정성 시험을 진행한 결과 보관조건 별 기간 내에 안정성이 확보 되었고, XRD 분석 결과 정제 내 약물의 공 결정 구조가 보관기간 내내 유지되고 있음을 확인하였습니다. 대조약인 포시가정 10 mg® 과의 in vivo 약물동력학시험을 위해 DAP 공 결정 제제와 대조약의 in vitro 용출률이 5 % 이내가 되도록 최종 처방을 확보하였습니다. 대조약과 DAP 공 결정 제제의 생체내 시험을 평가하기 위하여 비글견 및 사람에서 in vivo 약물동력학시험을 실시하였고 동등한 AUCt(혈중 농도 곡선하면적) 및 Cmax (최고 혈중 농도)를 확인하였습니다. 따라서, 본 연구에서 개발된 DAP 공 결정 제제는 시판중인 포시가정 10 mg® 과 동등한 약효를 나타냄과 동시에 높아진 열 안정성과 공 결정 구조의 유지를 통해 기존 대조약의 약물이 쉽게 무정형으로 되돌아가는 단점을 개선하였습니다. 이를 통해 현재 개발된 DAP 공 결정 제제는 고온 및 다습한 환경에서도 DAP 약물의 효능 및 안정성을 확보할 수 있고 동등한 약효를 보이는 개량신약으로 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
more목차
1. Introduction 1
2. Materials and methods 8
2.1. Materials 8
2.2. Single dose toxicity test 8
2.3. Solubility test 9
2.4. Characterization of DAP co-crystal 11
2.4.1. X-ray diffraction (XRD) 11
2.4.2. Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) 11
2.5. Thermal stability of DAP co-crystal 12
2.5.1. Differential Scanning Calorimetry (DSC) 12
2.5.2. Thermogravimetric Analysis (TGA) 12
2.6. Dynamic vapor sorption (DVS) 13
2.7. Appearance and stability test of API 13
2.8. Scanning electron microscopy (SEM) 14
2.9. Compatibility test 14
2.10. DAP co-crystal tablets by direct compression 15
2.10.1. Preparation of DAP co-crystal tablets 15
2.10.2. Milling effect of DAP co-crystal 15
2.11. DAP co-crystal tablets by roller compaction 17
2.11.1. Preparation process of DAP co-crystal tablets 17
2.11.2. Process optimization of roller compaction 19
2.11.3. Effect of tablet hardness on DAP co-crystal release 20
2.11.4. Amount of disintergrant 20
2.11.5. In vitro dissolution test of DAP co-crystal tablet and Forxiga 10 mg® 21
2.12. Stability assessment for DAP co-crystal tablets 21
2.13. Stability assessment for maintenance of co-crystal structure 22
2.14. HPLC determination of DAP content and impurities 22
2.15. PK study in beagle dogs 24
2.16. PK study in human volunteers 24
2.17. PK analysis 25
3. Results and Discussion 27
3.1. Single dose toxicity test 27
3.2. Solubility test 27
3.3. Characterization of co-crystal structure of DAP co-crystal 30
3.4. Thermal stability of DAP co-crystal 32
3.5. Moisture resistance test 35
3.6. Appearance and stability test of API 38
3.7. Compatibility test 38
3.8. DAP co-crystal tablets by direct compression 42
3.9. DAP co-crystal tablets by roller compaction 47
3.9.1. Effect of process parameter of roller compaction 47
3.9.2. Effect of tablet hardness on DAP co-crystal release 53
3.9.3. In vitro dissolution test of DAP co-crystal tablet and Forxiga 10 mg® 56
3.10. stability assessment 59
3.10.1. stability assessment of DAP co-crystal tablets 59
3.10.2. Stability assessment for maintenance of co-crystal structure 59
3.11. In vivo study 59
3.11.1. PK study in beagle dogs 59
3.11.2. PK study in human volunteers 65
4. Conclusion 70
5. Reference 71
6. 국문초록 77
