Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos

Formulación de metotrexato 50 mg solución inyectable

Armando Gato del Monte,1 Betty Gutiérrez Acosta,2 Teresita Alfaro Almaguer,2 Matilde Torres García,3 Amparo Cruz Madrazo3 y Noemí Gavilán Ford3

Resumen

El metotrexato es un antimetabolito que se agrupa entre los antagonistas del ácido fólico, para el tratamiento de cariocarcinoma gestacional, cariocarcinoma destructivo y lunar hidatiforme, leucemia linfocítica aguda, profilaxis y tratamiento de leucemias meníngeas y terapia de mantenimiento en combinación con otros agentes quimioterapéuticos en diferentes tumores sólidos y linfomas no Hogkin, así como en artritis y psoriasis. Para desarrollar este producto se elaboraron los ensayos preliminares en la etapa de preformulación, se determinaron las características organolépticas, el pH y la concentración del principio activo. Mediante estos estudios se logró obtener una formulación de metotrexato 50 mg solución inyectable con características adecuadas, estable física, química, biológica y microbiológicamente. La formulación que se obtuvo se escaló industrialmente, la cual se envasó en bulbos que cumplen satisfactoriamente con los parámetros de calidad establecidos. Mediante el estudio de estabilidad realizado a estos lotes se comprobaron los parámetros de calidad al producto terminado, que aparecen en la Farmacopea de los Estados Unidos 26 (USP). Se le estableció al medicamento una fecha de vencimiento de 2 años bajo las condiciones de temperatura controlada de 2-8 °C y protegido de la luz.

Palabras clave: Metotrexato, citostático, antineoplásico, cromatografía líquida de alta resolución, estabilidad, antimetabolitos, cáncer.

La neoplasia maligna es una afección orgánica, generalmente de evolución crónica, por el incremento cuantitativo de células desdiferenciadas en un tejido con capacidad potencial de reproducción en la zona hística donde se ha originado. Esta neoformación hística se clasifica en 2 grandes grupos, las benignas y las malignas.

Las benignas no infiltran, ni afectan otros órganos, sin embargo, la neoplasia maligna invade o destruye los tejidos, puede generar desprendimientos de clones celulares viables, capaces de trasladarse por los canales linfáticos o sanguíneos a otros órganos o tejidos para constituir nuevos depósitos conocidos como metástasis. Si el crecimiento no es controlado, ocurre en más o menos tiempo la muerte del paciente.1

La batalla contra el cáncer obligó a los investigadores a nuevas formas de lucha; así surgieron una serie de fármacos cuyos mecanismos de acción se basan en la interferencia de reacciones enzimáticas y síntesis de ácidos nucleicos.2

El metotrexato se sintetizó en 1948 por Seeger y poco tiempo después se introdujo a la práctica clínica para la quimioterapia del tumor, siendo el metotrexato un fármaco de gran importancia a partir de sus primeras aplicaciones. Son exactamente conocidos sus mecanismos de acción, los métodos precisos de su determinación en sangre y la terapia de salvación con folinato cálcico para disminuir sus efectos tóxicos, siendo esto un progreso en la terapia del cáncer (Scientific information. Methotrexate for high-dose infusion therapy and for normal-dose therapy. Ebewe Arzneimittel GMBH A-4866 Unterach Austria. p. 1-19).

El metotrexato es útil para el tratamiento de leucemias linfoblásticas, en el cariocarcinoma y tumores trofoblásticos entre otras afecciones y cuando el diagnóstico temprano se acompaña de una baja concentración de gonodatropina coriónica en la orina.3 Es una mezcla que contiene el 85 % de ácido 4-amino-10- metilfólico. Es un ácido fuerte que aparece como un polvo amarillo cristalino, prácticamente insoluble en agua, alcohol, cloroformo y éter, muy soluble en soluciones de alcalis de hidróxidos y carbonatos.4 En solución inyectable tiene un pH de 7,5-9,0.5 Presenta fotodegradación cuando se almacena en soluciones diluidas expuestas a la luz.6

El objetivo del presente trabajo consistió en desarrollar una formulación de metotrexato 25 mg/mL inyectable que fuese física, química, biológica y microbiológica estable para el grupo de atención a pacientes con cáncer.

Mediante la cromatografía líquida de alta resolución, se evaluó la estabilidad del inyectable a la temperatura de almacenamiento establecida y se determinó la fecha de vencimiento de este, con buena estabilidad física y química. Por métodos biológicos se determinó la ausencia de pirógenos y por métodos microbiológicos su esterilidad.

Métodos

Desarrollo tecnológico

Durante el período de preformulación de metotrexato7 se empleó materia prima del fabricante Heinrich Mack Nachf, con una potencia del 99,6 % según certificado de análisis del fabricante, y se realizaron los lotes 96145, 96162 y 96163 a escala de laboratorio. Se utilizó un agente isotonizante, un solubilizante y agua para inyección, todos de calidad farmacéutica.

El metotrexato empleado a pH menores de 7,5 no es soluble en agua para inyección, por lo que se disolvió con solución de hidróxido de sodio al 40 %, se ajustó el pH del medio a los límites establecidos para este producto de 7,5-9,0 según la USP 268 y se enrasó la disolución de los 3 lotes con agua para inyección a una concentración de 25 mg/mL.

La filtración se realizó a través de un filtro de cápsula de acetato de celulosa esterilizante y el llenado del producto en viales de formato 6R con un volumen de 2 mL. Se taparon los bulbos con tapones de goma butílica y sellos de aluminio anodizado de 20 mm de diámetro, con una máquina selladora de bulbos marca MAR, Italia.

Los lotes 03002, 03003 y 03004 se escalaron con materia prima procedente de China (Shanghay H.L Pharm), en la Planta de Citostáticos del Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos, con el empleo de sistemas de barreras, mediante el uso de aisladores para la protección del medicamento, el hombre y el medio ambiente, teniéndose además el control de la ausencia de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos para la elaboración del producto terminado.

Esta planta cuenta con licencia de producción No. 15-02-1, otorgada el 22 de febrero de 2002, por el Centro para el Control Estatal de Medicamentos (CECMED), ya que cumple con las Buenas Prácticas de Producción, así como la licencia ambiental No. 3999 del Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente.

Ensayo de pirógenos

Para el estudio de la ausencia de pirógenos se utilizaron conejos saludables procedentes del CENPALAB (con certificado de animales clínicamente sanos) de la raza NZB con peso promedio entre 1,8-2,0 kg, alimentados con pienso de conejina, los que fueron ubicados en condiciones de temperatura entre los 20 ± 2 °C y humedad relativa entre 50-60 %. Además, los niveles de ruido en el local se mantuvieron bajos. Los animales fueron ubicados en jaulas individuales para facilitar su manejo. Después de 90 min en el local, se realizó la primera toma de temperatura rectal utilizando un termómetro clínico y a los 30 min siguientes la segunda toma, para proceder inmediatamente a la inyección de 2,0 mL de solución por kg de peso corporal en la vena marginal de la oreja del conejo.

Finalizando la inyección se comenzó a contar el tiempo, y en cada hora se realizaron 3 mediciones de temperatura para luego efectuar los cálculos correspondientes.9

Ensayo de esterilidad

Para la determinación de la esterilidad del producto terminado se empleo el método directo, o sea, el de filtración por membrana descrito en los métodos generales de la USP 26.10

Estudio de estabilidad

Dicho estudio se realizó por el método de vida de estante por un período de 24 meses a temperatura de 2-8 °C, mediante el cual s e midió y se cuantificó el metotrexato según las especificaciones de calidad descritas en la USP 26.8 Para ello se utilizó la cromatografía líquida de alta resolución, método selectivo y específico, el cual se basa en la detección del principio activo en presencia de sus productos de degradación.

El cromatógrafo utilizado marca KNAUER está equipado con un detector UV a 302 nm y una columna RP-18 de 4,6 mm x 25 cm. La fase móvil empleada consistió en una solución filtrada y desgasificada de solución amortiguadora a pH 6,0 (fosfato de sodio dibásico 0,2 M-ácido cítrico 0,1 M) y acetonitrilo (90:10).

Para la determinación de la concentración de metotrexato en el producto terminado, se preparó la solución muestra a una concentración de 0,1 mg/mL en fase móvil y se comparó con una solución exactamente preparada de sustancia química de referencia USP a una concentración de 100 µg/mL.

El volumen de inyección en el cromatógrafo líquido fue 10 µL y la velocidad de flujo fue de 1,2 mL/min.

Resultados

La formulación metotrexato 25 mg/mL solución inyectable elaborada con los componentes especificados al inicio del trabajo, cumplió con el procedimiento tecnológico desarrollado donde se le controló al producto terminado las características organolépticas, el pH, el volumen de llenado, las partículas materiales, la esterilidad, la ausencia de pirógenos y la concentración del principio activo.

Los resultados que contiene la tabla 1, muestran el cumplimiento de las especificaciones de calidad de los lotes 96145, 96162 y 96163 de la solución de metotrexato inyectable, según los límites que se establecen en la USP 26.8

Tabla 1. Resultados del análisis inicial de los lotes a escala de laboratorio de acuerdo con los requerimientos de la USP 268

Indicadores	Lotes			Límites de la USP 268
	96145	96162	96163
Características organolépticas	Responde	Responde	Responde	Líquido de color amarillo transparente, libre de partículas extrañas
Identificación IR	Cumple	Cumple	Cumple	Presenta el mismo espectro de absorción que el de la sustancia química de referencia
pH	7,6 ± 0,01	7,7 ± 0,01	8,2 ± 0,01	7,0-9,0
Volumen por bulbo (mL)	2,1 ± 0,01	2,1 ± 0,01	2,1 ± 0,01	No menor de 2,0 mL
Partículas materiales	Responde	Responde	Responde	No más de 10 000 = 10 µm y no más de 1 000 = 25 µm
Valoración (%)	98,0 ± 0,2	99,2 ± 0,6	98,1 ± 0,2	90,0-110,0 %
Esterilidad	Responde	Responde	Responde	Ausencia de microorganismos viables
Pirógenos9	Responde	Responde	Responde	Solución apirogénica

Los estudios de estabilidad de estos lotes demostraron que a los 24 meses a temperatura entre 2-8 °C, la pérdida de potencia fue del 4 % en relación con la valoración inicial que fue de 101,1 ± 0,9 %, 100,8 ± 0,2 y 102,0 ± 0,2 % y el pH se mantuvo dentro de los límites establecidos (tabla 2).

Tabla 2. Resultados del estudio de estabilidad físico-químico del medicamento a temperatura entre 2-8 °C

Lote	Tiempo (meses)	Características organolépticas	pH	Valoración (%)
96145	0	Cumple	8,1 ± 0,05	101,1 ± 0,9
	6	Cumple	8,1 ± 0,05	101,0 ± 0,9
	12	Cumple	8,1 ± 0,05	99,4 ± 0,07
	18	Cumple	8,2 ± 0,05	98,3 ± 0,9
	24	Cumple	8,2 ± 0,1	97,0 ± 0,04
96162	0	Cumple	8,1 ± 0,05	100,8 ± 0,2
	6	Cumple	8,2 ± 0,08	100,1 ± 0,2
	12	Cumple	8,3 ± 0,1	99,4 ± 0,9
	18	Cumple	8,5 ± 0,1	98,7 ± 0,2
	24	Cumple	8,5 ± 0,1	97,5 ± 0,04
96163	0	Cumple	8,2 ± 0,08	102,0 ± 0,2
	6	Cumple	8,3 ± 0,08	101,4 ± 0,9
	12	Cumple	8,4 ± 0,1	99,5 ± 0,5
	18	Cumple	8,5 ± 0,1	98,2 ± 0,9
	24	Cumple	8,5 ± 0,1	97,3 ± 0,04

Los lotes de estudio, en los que se utilizó la filtración por cápsula esterilizante, después de preparados e incubados en distintos medios de cultivo a las temperaturas entre 22,5 ± 2,5 y 32,5 ± 2,5 ° C por períodos de 7 y 14 días, no hubo desarrollo microbiano.

En el ensayo para determinar la presencia de pirógenos en el medicamento inyectable, no se detectó aumento de la temperatura en los animales en las 3 mediciones realizadas y el promedio de las tres no superaron los límites establecidos en la USP 26.8

Los lotes de metotrexato 50 mg solución que se obtuvieron a escala piloto se analizaron por el Departamento de Control Químico de CIDEM, utilizando las especificaciones de calidad de la USP 26, y como referencia en el lote 03002, el valor de pH fue de 8,1 ± 0,05 y la valoración de 101,4 ± 0,6 %. La soluciones inyectables de los 3 lotes en su envase primario resultaron ser estériles y apirogénicas.

Discusión

La formulación de la solución inyectable de metotrexato 25 mg/mL, cuyos resultados se presentan en la tabla 1, demuestran que el producto respondió a los controles físico-químicos, biológicos y microbiológicos especificados en la USP 26.

A los lotes 96145, 96162 y 96163 de metotrexato 25 mg/mL se les siguió el estudio de vida útil, almacenados a temperatura entre 2-8 °C, según se presenta en la tabla 2, donde la estabilidad de estos a los 24 meses de fabricados muestran el 4 % de pérdida de potencia y un pH, dentro de los límites especificados, de 8,0 a 9,0; lo que demuestra que en las condiciones planteadas y el tiempo de estudio el producto se mantiene en el intervalo de 90,0-110,0 %, como resultado del valor promedio de 3 réplicas en cada análisis.

Esto, unido al conocimiento de la excelente estabilidad del principio activo en las condiciones antes planteadas, hace que se proponga como fecha de vencimiento 24 meses.

El escalado piloto de los lotes 03002, 03003 y 03004, de 4 L cada uno de metrotrexato 50 mg solución inyectable realizado en la Planta de Citostáticos, desde el punto de vista tecnológico transcurrió satisfactoriamente.

Los 3 lotes se analizaron física, química, biológica y microbiológicamente y estos respondieron a las exigencias de calidad que plantea la USP 26, a fin de ser utilizado en la terapia del cáncer para lo cual se desarrolló el medicamento.

Summary

Formulation of metotrexate 50 mg injectable solution

Metotrexate is an antimetabolite that groups itslef among the folic acid antagonists for the treatment of gestational choriocarcinoma, destructive choriocarcinoma, lunar hydatidiform choriocarcinoma, acute lymphocytic leukemia, prophylaxis and treatment of meningeal leukemias and maintenance therapy combined with other chemotherapeutic agents in different solid tumors and non-Hodgkin lymphomas, as well as in arthritis and psoriasis. To develop this product, preliminary trials were made in the preformulation stage, and the organoleptic characteristics, pH, and the active principle concentration were determined. By these studies, it was possible to obtain a formulation of metotrexate 50 mg injectable solution with adequate characteristics, and physical, chemical, biological and microbiological stability. The formulation was industrially escalated and was bottled in ampuls that meet the established quality parameters satisfactorily. The quality parameters of the finished product that appear in the USP 26 were proved by the stability study of these batches. An expiration date of 2 years was established under the conditions of controlled temperature 2-8 ºC and protected from light.

Key words: Metotrexate, cytostatic, antineoplastic, high resolution liquid chromatography, stability, antimetabolites, cancer.

Referencias bibliográficas

1. Marinello Z. El diagnóstico del cáncer. La Habana: Editorial Ciencias Médicas; 1990. p. 5-9.

2. Alfonso HL. La quimioterapia del cáncer. La Habana: Edición Revolucionaria; 1969. p. 33.

3. Goodman GA, Goodman L, Randall Th, Murad F. Las bases farmacológicas de la terapéutica. 7ma ed. México, DF: Ed. Médica Panamericana; 1988. p. 1201-6.

4. Pharmaceutical Society of Great Britain . 20 ed. London : Ed. Pharmaceutical Press; 1982. p. 215.

5. AHFS. Americam Hospital Formulary Service. Drug Information. Rockville : Staff; 1984. p. 268.

6. Chalteji DC, Gallelli, JF. Thermal and photolytic decomposition of methotrexate in aqueous solutions. J Pharm Sci. 1978;67:526-31.

7. USP 26-NF-21. The United States Pharmacopoeia. Twenty sixtieth revision. The National Formulary. Twenty first edition en CD-ROM User Guide Metotrexate Sodium. [Monografía en CD-ROM]. United Pharmacopoeial Convention, Inc. Rockville: Staff Liaison; 2003.

8. USP 26-NF-21. The United States Pharmacopoeia. Twenty sixtieth revision. The National Formulary Twenty First Edition en CD-ROM User Guide Metotrexate injection. [Monografía en CD-ROM]. United Pharmacopoeial Convention, Inc. Rockville: Staff Liaison; 2003.

9. USP 26-NF-21. The United States Pharmacopoeia. Twenty sixtieth revision. The National Formulary. Twenty first edition en CD-ROM. User Guide Pirogen. [Monografía en CD-ROM]. United Pharmacopoeial Convention, Inc. Rockville : Staff Liaison; 2003.

10. USP 26-NF-21. The United States Pharmacopoeia. Twenty sixtieth revision. The National Formulary. Twenty first edition en CD-ROM. User Guide Sterility test. [Monografía en CD-ROM]. United Pharmacopoeial Convention, Inc. Rockville; Staff Liaison: 2003.

Recibido: 5 de enero de 2006. Aprobado: 14 de febrero de 2006.
M. C. Armando Gato del Monte. Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. UCTB Planta de Citostáticos. Novia del Mediodía, km 3½, La Lisa, Ciudad de La Habana, Cuba. Correo electrónico: [e-mail]

1Maestro en Ciencias en Tecnología Farmacéutica y Control de Medicamentos. Investigador Agregado.
2Licenciada en Ciencias Farmacéuticas.
3Técnico en Ciencias Farmacéuticas.