Centro Nacional de Toxicología

Introducción a la correlación in vivo-in vitro. Parte II

Dayamí Carrión Recio,¹ Carlos Alberto González Delgado,² Lourdes Olivera Ruano³ y Armando Correa Fernández³

RESUMEN

Se relacionaron los pasos generales para obtener una correlación in vivo-in vitro. Se profundizó en las ventajas que tiene la obtención de una correlación de nivel A sobre las de niveles B y C. Se explicó detalladamente cómo establecer correlaciones a cada uno de los niveles y en el caso del nivel A, cuando la velocidad de disolución es dependiente e independiente de las condiciones de prueba. Se ejemplificaron las áreas de aplicación de la correlación in vivo- in vitro y su introducción en el proceso de escalado, para productos de liberación modificada. Se concluye que el trabajo adecuado con las variables de manufactura, la optimización de la metodología de disolución y el estudio in vivo, son las herramientas esenciales para establecer una correlación a cualquiera de sus niveles.

Descriptores DeCS: QUIMICA FARMACEUTICA/métodos; CONTROL DE CALIDAD.

 En los últimos años las correlaciones in vivo-in vitro han logrado demostrar su incuestionable importancia en la obtención de una prueba de disolución que sirva como sustituto del estudio in vivo, además de poder ajustar las especificicaciones de disolución adecuadas para cada formulación.^1-4 Ya en la primera parte de nuestro trabajo, se discutieron las causas que provocan bioinequivalencia en lotes de una misma o diferentes formulaciones, entre las cuales está la selección inadecuada de las condiciones y/o especificaciones de disolución y la subestimación de la influencia de las variables de manufactura críticas en el comportamiento de las formulaciones. Se definieron los conceptos fundamentales y se diferenciaron los niveles de correlación propuestos en la literatura. En esta segunda parte se pretende explicar las fases que se deben cumplir, para obtener una correlación realmente predictiva del comportamiento in vivo de la formulación, así como las ventajas que tiene la obtención de una correlación de nivel A sobre la obtenida por los niveles B y C.

Las correlaciones in vivo-in vitro deben tratar de obtenerse desde muy temprano en el desarrollo de la formulación (correlación a priori). En algunos casos la formulación se desarrolla primero y se trata de obtener la correlación en el producto terminado (correlación a posteriori). El poder predictivo de estas correlaciones es limitado y requiere una validación adicional.⁵ En general, para obtener cualquier correlación se debe proceder de la manera siguiente:
 

• Preparar 2 o más formulaciones o lotes con diferentes características biofarmacéuticas. Las variaciones en la velocidad de disolución in vitro, deben ser acompañadas solo por cambios en los procesos y componentes que se espera que varíen durante el proceso normal de manufactura (variables de producción críticas).
• Desarrollar una prueba in vitro que pueda distinguir entre las formulaciones o lotes preparados.
• Determinar características de absorción de esas formulaciones en un pequeño número de sujetos (humanos).

Como se explicó con anterioridad se pueden obtener 3 niveles de correlación: A, B y C. El nivel A tiene ventajas sobre los otros 2 niveles de correlación. A diferencia de los demás, se desarrolla una relación punto a punto usando cada uno de los puntos de disolución y niveles de plasma que se generan en el estudio. Por tanto, este nivel puede reflejar la curva completa de niveles plasmáticos y la curva de disolución in vitro puede servir como sustituto del comportamiento in vivo. Es por esto que cualquier cambio en el sitio y/o método de manufactura, sustitución de materias primas y modificaciones menores en la formulación, pueden ser justificados sin la necesidad de estudios humanos adicionales.

Se pueden establecer los extremos de disolución in vitro por un procedimiento de convolución o deconvolución. Además es un fiel control de calidad que predice el comportamiento in vivo de los lotes.^5,7,8 El nivel B no es una correlación punto a punto pues no refleja la curva de niveles plasmáticos, debido a que diferentes curvas in vivo producen valores similares de tiempo medio de retención (MRT). Por esta razón no se puede confiar sólo en el nivel B para justificar modificaciones en la formulación, cambios en el sitio de manufactura, etc. Los datos in vitro obtenidos de esta correlación no pueden usarse para establecer los extremos de disolución.^7,9 El nivel C tampoco refleja la curva plasmática y generalmente sólo se usa como guía en el desarrollo de la formulación o como control de calidad. Al igual que el nivel B, no justifica variaciones en la manufactura y especificaciones de disolución.^7,9

Desarrollo de la correlación de nivel A cuando la velocidad de disolución es dependiente de las condiciones de prueba. En el establecimiento de una correlación de nivel A cuando la velocidad de disolución depende de las condiciones bajo las cuales se realiza el estudio, es aconsejable seguir los pasos siguientes:
 
 

1. Estudio in vivo de la formulación para comprobar si cumple los requerimientos in vivo (estudio de biodisponibilidad [BA] y/o bioequivalencia [BE]).

2. Identificar variables de manufactura críticas.

3. Desarrollo de varios métodos de disolución (estudios in vitro en diferentes me-dios de disolución, velocidades de agitación, aparatos, etc.) y obtención de perfiles de disolución.

4. Someter los resultados de los perfiles de disolución obtenidos en el paso anterior a un proceso de convolución matemática, modelo-independiente^10-13 o técnicas de modelodependiente como Wagner-Nelson o Loo-Riegelman^9,11,14-16 para obtener curvas de nivel plasmático simuladas.

5. Comparar las curvas simuladas (paso 4) con la curva obtenida experimentalmente en el estudio in vivo (paso 1), para seleccionar las condiciones de disolución que brindan la curva que se superpone más adecuadamente a la real (in vivo).

6. Validación de las condiciones de disolución.

• Preparar uno o más lotes con diferente velocidad de disolución (uno con mayor y otro con menor velocidad que el lote usado en el estudio de BA/BE), medida con el método de disolución escogido en el paso anterior.
• Determinar comportamiento in vivo de los lotes.

Si se superpone la curva simulada a la obtenida en el estudio in vivo queda validado el método de disolución.7. Establecer especificaciones de disolución.

8. Validación de la correlación.

Estudio in vivo con un número adecuado de sujetos, según el criterio de la FDA (16 a 24 sujetos) con los lotes límites superior e inferior y demostrar que son bioequivalentes.^5-9

Es posible también procesar los datos de manera inversa, para obtener una correlación de nivel A. De la misma forma que los resultados de los perfiles de disolución son convolucionados para obtener curvas simuladas de concentraciones plasmáticas en el tiempo, la curva plasmática resultante del estudio in vivo (BA y/o BE) puede someterse a un proceso de deconvolución para obtener una curva de disolución (o de entrada) in vivo. Si esta curva resulta superponible con la curva de porcentaje disuelto in vitro, se afirma que existe una relación punto a punto (nivel A). También se comprueba la existencia de nivel A cuando se plotea en un gráfico, porcentaje absorbido vs. porcentaje disuelto o, fracción absorbida vs. fracción disuelta y se obtiene una línea recta con un coeficiente de determinación (r²) > 0,9 y una pendiente igual a 1.^4-6,8,9

Desarrollo de la correlación de nivel A cuando la velocidad de disolución es independiente de las condiciones de prueba. Cuando la velocidad de disolución es independiente de las condiciones de prueba, ésta queda definida por una única curva, que se somete a un proceso de convolución para obtener una curva simulada in vivo. Si la curva resulta superponible con la curva plasmática obtenida en el estudio in vivo, entonces hay una correlación punto a punto que es lo que se define como nivel A de correlación.^5,8,9,17-19

Para productos de liberación inmediata (IR) se han obtenido muy pocas correlaciones, ya que en muchos casos la disolución no es el paso limitante de la velocidad de absorción. Sin embargo, en los productos de liberación modificada (MR), como la disolución (in vivo-in vitro) es controlada por la formulación, es más frecuente obtener correlaciones.^1-4,11,20,21 A diferencia de los productos de IR las especificaciones de disolución para los productos de MR siempre son multipuntos.^22,23

Cuando no es posible establecer un nivel A entonces se prueba con los niveles B y C,^24,25 recordando que no se puede confiar sólo en ellos para establecer las especificaciones de disolución. En estos casos se hace una propuesta para validar las especificaciones de disolución in vitro^8,26 (fig. 1), con el objetivo de demostrar que los 2 lotes con velocidades de disolución máxima y mínima, son bioequivalentes. En la figura se tienen en cuenta 2 procesos:

FIG. 1. Propuesta para correlacionar un método de disolución con la velocidad y extensión de la biodisponibilidad, la cual ha sido optimizada para ser sensible a las variables de producción críticas.

• Establecer las variables críticas para la forma dosificada específica. Fijar el intervalo de valores esperados para cada variable durante el proceso normal de fabricación y luego correlacionarlo con las velocidades de disolución in vitro, usando las condiciones de disolución óptimas. Por último, se van modificando todas las variables críticas para obtener diferentes perfiles de disolución que permitan encontrar los valores superior e inferior de las especificaciones de disolución.
• Realizar un estudio in vivo con un número adecuado de sujetos (según FDA, 16 a 24) para comprobar que los lotes que cumplen las especificaciones de disolución máxima y mínima, son bioequivalentes. La bioequivalencia de esos lotes implica que todos los lotes que estén dentro de estas especificaciones son también bioequivalentes.⁸

En la figura 2^8,27 se recomienda una metodología para el escalado de lotes de producción en productos de liberación extendida, donde se establece claramente que el escalado es aceptable solamente con datos in vitro, sí y sólo si se han encontrado las especificaciones de disolución in vitro, ya sea mediante la correlación de nivel A, B y C o la propuesta para validar las especificaciones.

FIG. 2. Árbol de desiciones recomendado para el escapado de productos sólidos orales de liberación controlada.

Las correlaciones in vivo-in vitro aseguran que las variaciones interlotes y los cambios menores en la formulación, el proceso de manufactura y los equipos que son permitidos para el mercado, no provocarán bioinequivalencia. Además, permiten comprobar que las condiciones de almacenamiento propuestas para el producto (vida estante), no afectarán su biodisponibilidad. De lo contrario, si no se lograra establecer una correlación, sería necesario demostrar la biodisponibilidad en estos casos, a través de estudios en humanos.

CONCLUSIONES

El trabajo con las variables de manufactura críticas, la optimización de la metodología de disolución y el estudio in vivo son 3 aspectos estrechamente interrelacionados que no deben obviarse a la hora de establecer una correlación, independientemente del nivel que se pretenda alcanzar.

De los 3 niveles de correlación existentes, el nivel A es el único que permite predecir la curva de niveles plasmáticos que resultará de la administración de determinada formulación.

SUMMARY

The general steps taken to obtain an in vivo-in vitro correlation are reported in this paper. The advantages of obtaining an A level correlation over those of B and C levels are deeply explained. Details are given about how to establish correlations at each level and, specifically, in the case of A level when the dissolution speed depends or not on the test conditions. The areas of application of the in vivo and in vitro correlation, as well as its introduction in the scale-up process for products of modified release are illustrated. it is concluded that and adequate work with the manufacture variables, the optimization of the dissolution methodolody and the in vivo study are the essential toools to establish a correlations at any level.

Subject headings: CHEMISTRY, PHARMACEUTICAL/methods; QUALITY CONTROL.

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Recibido: 15 de mayo de 1999. Aprobado: 14 de junio de 1999.
Lic. Dayamí Carrión Recio. Centro Nacional de Toxicología. Hospital Militar "Dr. Carlos J. Finlay". Ave 114 y 31, municipio Marianao, Ciudad de La Habana, Cuba.
 
  ¹ Licenciada en Ciencias Farmacéuticas.
² Doctor en Medicina.
³ Licenciado en Química.