miércoles, 26 de abril de 2017

BIOEQUIVALENCIA



Desde el punto de vista práctica la bioequivalencia se "podría" definir como la igualdad de absorción y biodisponibilidad  de un principio activo a la misma concentración en la misma presentación pero de distinta casa comercial o nominación (genérico, de marca)

La bioequivalecia entre dos productos de manera ideal se puede definir como: Dos formas de dosificación que no difieren significativamente en su tasa y extensión de absorción.

La velocidad y el grado en que un fármaco de una forma de dosificación está disponible para la absorción biológica o su uso dependen en gran medida de los materiales en la formulación y del método de fabricación, y sucede que:

  1. Fármacos de la misma casa comercial y formulado en distintas formas de dosificación poseen biodisponibilidad distinta que determina el grado de eficacia y eficiencia terapéutica  
  2. Por otro lado lo más común que sucede, es que dos comprimidos de la misma concentración, aparentemente idénticos o equivalentes farmacéuticos son diferentes en excipientes y métodos de fabricación.

Lo que podría determinar que en las dos perspectivas variaran ampliamente la biodisponibilidad en el efecto terapéutico esperado, y que  pueden determinar en la aparición de RAM (Reacciones Adversas de Medicamentos) que afectan directamente la calidad de vida de pacientes polimedicados.

Los equivalentes farmacéuticos contienen cantidades idénticas de ingrediente farmacéutico activo, pero  no contienen los mismos ingredientes inactivos, sin embargo deben cumplir con el mismo patrón de actividad, fuerza, calidad, pureza, incluyendo  potencia, y cuando proceda la uniformidad del contenido,  tiempos de desintegración y/o velocidades de disolución determinadas en la USP.

Siendo las formas farmacéuticas sólidas las más extendidas para el consumo con y sin prescripción médica u OTC. La USP determina requisitos para la disolución de capsulas y comprimidos que son parte integral de los estudios de biodisponibilidad.
 
Según la USP, la biodisponibilidad significativa y los problemas de bioequivalencia que pueden revelarse mediante pruebas de disolución que puede ser determinadas por uno o más de los siguientes factores:

  •  Tamaño de partícula del fármaco.   
  •  Cantidades excesivas de un excipiente como por ejemplo: lubricantes. 
  •  Materiales de revestimiento 
  • Inadecuados  desintegrantes de tabletas o cápsulas.

Mediante estudios realizados no solo se ha demostrado que la bioequivalencia existe en productos de diferentes fabricantes; sino que también se han producido variaciones en la biodisponibilidad de diferentes lotes de productos farmacéuticos del mismo fabricante. Variaciones en la biodisponibilidad de ciertos fármacos han dado lugar a varios fracasos terapéuticos en pacientes que tomaron dos fármacos no equivalentes durante su tratamiento.

¿PERO QUÉ SON PRODUCTOS FARMACÉUTICOS BIOEQUIVALENTES?

Según la FDA los productos farmacéuticos bioequivalentes son equivalentes farmacéuticos o alternativas farmacéuticas cuya velocidad y extensión de absorción no muestran una diferencia significativa cuando se administran a la misma dosis molar del  grupo terapéutico en condiciones experimentales similares, ya sea en dosis única o dosis múltiple.

Alternativa farmaceutica. Se denominan a aquellos productos farmacéuticos que contienen un grupo terapéutico idéntico o su precursor pero no necesariamente en la misma cantidad, forma de dosificación, o como  sal o éster.

Algunos equivalentes farmacéuticos o alternativas farmacéuticas pueden ser equivalentes en el grado de su absorción pero no en su velocidad de absorción y, sin embargo, pueden considerarse bioequivalentes dichas diferencias en la velocidad de absorción son intencionales y se reflejan en el etiquetado tal como sucede con los sólidos orales de liberación modificada.

Equivalentes terapéuticos. Términos usados para denominar equivalentes farmacéuticos que esencialmente proporcionan el mismo efecto terapéutico cuando se administra a los mismos individuos en los mismos regímenes de dosificación.

Estudios de Bioequivalencia. Los estudios de bioequivalencia usualmente se realizan usando un diseño de cruce en el que cada sujeto recibe cada una de las formas de dosificación de prueba. Se supone que el estado fisiológico del sujeto no cambia significativamente durante la duración del estudio.

Estudio de Diseño Cruzado.
Intervienen de 12 a 24 individuos cuidadosamente emparejados (generalmente hombres sanos de 18 a 40 años y con altura y peso similares) se administra ambos productos bajo condiciones de ayuno que esencialmente sirve como su propio control.

Para evitar el sesgo de resultados en la prueba, a cada sujeto se le asigna aleatoriamente uno de los dos productos para la primera fase del estudio.

Una vez que se administra el primer producto asignado, se extraen muestras de sangre o plasma de los sujetos en tiempos predeterminados y se analizan para el resto de fármaco activo y sus metabolitos en función del tiempo. 

El mismo procedimiento se repite (crossover) con el segundo producto después de un intervalo apropiado, y en el que se asegura que no hay fármaco residual del primer producto administrado y  que altere artificialmente los resultados de la prueba de la segunda producto. 

Posteriormente, los datos de la población de pacientes se tabulan y los parámetros utilizados para evaluar y comparar la biodisponibilidad son Cmax, Tmax Y AUC que se analizan con procedimientos estadísticos.

Las diferencias inherentes en cada individuo dan como resultado diferentes patrones de absorción, metabolismo y excreción del fármaco. Estas diferencias también deben ser analizadas estadísticamente para separarlas de los factores de biodisponibilidad relacionados con los productos

 A continuación presentamos el siguiente gráfico para darnos una idea de lo que puede suceder en este tipo de estudios.
Curva concentración-tiempo en suero que muestra las concentraciones máximas, tiempos máximos y áreas bajo las curvas (AUC) para cantidades iguales de fármacos de tres formulaciones diferentes después de administrados por vía oral. (Cortesía de D. I. Chodos y A. R. Disanto, Upjohn.) 


Según la FDA, un fármaco genérico se considera bioequivalente si la tasa y el grado de absorción no muestran una diferencia significativa con respecto al fármaco de marca cuando se administra  la misma dosis molar del ingrediente terapéutico en las mismas condiciones experimentales.

En el diseño y la evaluación de la bioequivalencia, la FDA emplea la regla 80/20, que requiere que un estudio sea lo suficientemente grande como para proporcionar una probabilidad del 80% para detectar una diferencia de 20% en la biodisponibilidad media.

La FDA recomienda la sustitución genérica sólo entre los productos que ha evaluado para ser terapéuticamente equivalente.

En estudios de bioequivalencia a más de las características físicas y anatómicas de los pacientes también se debe tomar en cuenta  variables que pueden contribuir a las diferencias entre formas farmacéuticas.
Por ejemplo, en la fabricación de un comprimido pueden utilizarse diferentes excipientes como: agentes desintegrantes, aglutinantes, lubricantes, colorantes, saborizantes y material de recubrimiento. 

El tamaño de partícula o forma cristalina del ingrediente activo farmacéutico puede variar entre las formulaciones. El comprimido puede variar en forma, tamaño y dureza, dependiendo de los punzones, matrices y fuerzas de compresión usadas en el proceso.

 

martes, 18 de abril de 2017

ECUACIONES BÁSICAS DISEÑO DE FÁRMACOS

Algunos cálculos son fundamentales en el proceso de diseño de fármacos, los ecuaciones aquí presentadas son las mas básicos y vale la pena conocerlas:
Calor de vaporización.
La cantidad de calor que se absorbe cuando 1 g de liquido se vaporiza se conoce como calor de vaporización y se mide en calorías.
El calor de vaporización del agua a 100 °C es de 540 cal/g, o aproximadamente 9,720 cal/mol.
El movimiento de las moléculas varia con la temperatura; lo que da lugar a una tendencia de estas para escapar de un medio liquido a un estado gaseoso con la consiguiente reducción de volumen, del mismo modo tenemos el caso de sólidos que subliman pasando las moléculas de un estado solido a estado gaseoso.
Una consecuencia directa de el calor de vaporización es el uso de la presión de vapor en el control de las bombas que suministran medicamentos, y las formas farmacéuticas en aerosol.
La variación de la presión de calor se calcula con la ecuación de Clausius-Clapeyron usada para determinar el cambio de fase.

asumiendo que δHvap es constante la ecuación integrada es:

Depresión del punto de fusión.
En una sustancia cristalina pura el punto de fusión o de congelación se define como la temperatura a la cual se encuentran en equilibrio el estado liquido o sólido
Los fármacos que tienen un punto de fusión bajo sufren un proceso de ablandamiento durante etapas del procesamiento que generen calor como reducción del tamaño de las partículas, compresión, sinterización, etc.
Pero uno de los principales usos del punto de fusión es la identificación de la pureza de un principio activo. 
Una sustancia pura tienen un pico de fusión determinado, cuando la sustancia se encuentra impura se presenta un pico alterado o a una temperatura distinta,lo que indica un principio activo alterado.
La adición de un segundo componente a una compuesto puro (A), da como resultado una mezcla con un punto de fusión muy distinto al compuesto puro. Determinando un punto de fusión muy bajo proporcional a la fracción molar del componente añadido (NA). esto se puede expresar así.
donde:
ΔHf =calor molar de fusión.      T = equilibrio absoluto de temperatura
T0 = punto de fusión de una sustancia pura A.      R = constante de gas
Solubilidad y tamaño de partícula.
El tamaño de partículas y el área de superficie de un fármaco expuesto a un medio pueden afectar a la solubilidad dentro de una solución; se puede  determinar mediante la siguiente relación:
Donde:
S = solubilidad de partículas pequeñas.     S= solubilidad de partículas grandes.
γ =  tensión superficial.    V = volumen molar.     R = constante de los gases.
T = temperatura absoluta.     r = radio de las partículas pequeñas.
Esta ecuación se puede usar para estimar la disminución del tamaño de la partícula requerido para aumentar la solubilidad.

pH
El pH de una sustancia es la medida de su acidez. Un valor de pH especifico indica la acidez exacta.
El pH es definido en términos de actividad de ion hidrógeno. La  actividad de una sustancia es la concentración efectiva del ion hidrógeno en solución.
La diferencia entre la concentración efectiva, y real disminuye a medida que avanza hacia soluciones más diluidas, en las que la interacción iónica se hace progresivamente menos importante.
La presencia del ion hidrógeno en el agua afecta la actividad de otros iones que se disocian parcialmente o establecen un equilibrio con el ion hidrógeno.
H2CO3 = H+ + HCO3-
HC2H3O= H+ + C2H3O2-
La actividad del ion hidrogeno puede definirse por su relación con la concentración CH+  y el coeficiente de actividad  fH
aHfH + CH+
Si el coeficiente de actividad es uno, la actividad es igual a la concentración. los factores que afectan al coeficiente de actividad son: temperatura, fuerza iónica, constante dieléctrica, carga iónica, tamaño del ion, y la densidad del disolvente.
El objetivo de la mayoría de las mediciones de pH es encontrar una lectura estable y reproducirle que se pueda correlacionar con los resultados de algún proceso.
Solubilidad y pH
El pH es uno de los factores más importantes en la formulación de medicamentos. Dos áreas de critica importancia son los efectos del pH sobre a solubilidad y estabilidad.
Los efectos del pH sobre la solubilidad es crítica en la formulación se formas de dosificación liquidas: desde soluciones tópicas y orales a soluciones intravenosas.
La solubilidad de un ácido o base débiles a menudo depende del pH. La cantidad total de un ácido débil monoprótico en solución a un pH específico es la suma de la concentración de ambos el ácido libre y la sal formada.
Para calcular la cantidad total de fármaco que se puede mantener en solución a un pH determinado se puede utilizar cualquiera de estas dos ecuaciones dependiendo si el valor del pH de un producto está por encima o por debajo del pH máximo:
Ecuación usada cuando se encuentra por debajo del pH máximo.
Ecuación usada cuando se encuentra por encima del pH máximo.
Donde:
Sa = solubilidad de saturación  de un ácido libre
S’a = solubilidad de saturación de la forma de sal

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sábado, 8 de abril de 2017

BIODISPONIBILIDAD


La biodisponibilidad para el sistema biológico de un producto farmacéutico es parte integral de los objetivos del diseño de la forma de dosificación y  primordial para la eficacia del medicamento.

El estudio de la biodisponibilidad de un fármaco depende de la absorción o entrada del fármaco a la circulación sistémica, y es necesario estudiar el perfil farmacocinético del fármaco, de sus metabólitos en función del tiempo en una muestra apropiada de un sistema biológico, por ejemplo sangre, plasma, orina.

Desde este punto de vista se toma en consideración que la biodisponibilidad del 100% es para aquellos  medicamentos que se administran por vía intravenosa, aquí la cantidad de fármaco que llega a la circulación sistémica es igual a la dosis total administrada.

El concepto de biodisponibilidad para su estudio está habitualmente relacionado principalmente con aquellos medicamentos que se administran por vía oral, y  que para ejercer su efecto sufren modificaciones en el tracto gastrointestinal influenciado por consideraciones anatómicas y fisiológicas del paciente medicado, y de las propiedades físico-químicas del ingrediente farmacéutico activo, su forma farmacéutica administrada. Que ya fueron tratadas en temas anteriores.

Los estudios de biodisponibilidad también puede referirse a la absorción de un fármaco administrado por otras vías, tales como inyección intramuscular (IM), parches transdérmicos, ungüentos y otras preparaciones tópicas, e implantes, que también requieren absorción antes de alcanzar la circulación sistémica.

Una vez entregada esta pequeña introducción empecemos.

La  biodisponibilidad según la FDA está definida como:

-"La tasa y el grado en que el ingrediente activo o parte del mismo se absorbe a partir de un fármaco y está disponible en el sitio de acción".-

Esta definición hace referencia de manera implícita al receptor como el sitio de acción, pero desde mi punto de vista es difícil medir que cantidad de principio activo y cuántos en cantidad numérica receptores están reaccionando con el mismo.
Una definición más práctica y fácil de interpretar es la que se da a continuación:

"La biodisponibilidad se define más comúnmente como la velocidad y el grado en que el fármaco activo, se absorbe de una forma de dosificación y  está disponible en la circulación sistémica”.

En este tema vamos a tratar la biodisponibilidad partiendo de la absorción de un fármaco desde el tracto gastrointestinal y la cantidad que se encuentra disponible en la circulación sistémica. La forma de dosificación puede ser de cualquier tipo sólido o líquido de administración oral, incluido solución, suspensión, tableta, cápsula, polvo o elixir.

Estudio Experimental de la Biodisponibilidad.

De manera experimental la biodisponibilidad se define como el gráfico (curva) que relaciona la concentración de medicamento en el suero, o plasma en función del tiempo que está disponible hasta su eliminación total del organismo.

Los datos de biodisponibilidad se usan para determinar:
  •  La cantidad o proporción de fármaco absorbido a partir de una formulación o forma de dosificación,
  • La velocidad a la que se absorbió el fármaco,
  • La duración de la presencia del fármaco en el fluido biológico o tejido correlacionado con la respuesta del paciente,
  • La relación entre los niveles sanguíneos de los fármacos, la eficacia clínica y la toxicidad.
e  En el eje de las X se ubica el tiempo (h) que el medicamento está presenté en la circulación sistémica, mientras que en el eje de las Y  se ubica la concentración del medicamento administrado.
Una vez obtenida la curva se deben determinar tres aspectos importantes:

Altura de pico

La concentración de la altura de pico es la Cmax observada en el plasma sanguíneo o el suero después de una dosis del fármaco, indicando una pendiente cero, lo que significa que las velocidades de absorción y eliminación son iguales. Para formas de dosificación convencionales, tales como comprimidos y cápsulas, la Cmax ocurre una sola vez, a un único tiempo, Tmax.

Tiempo Máximo (Tmax).

Este parámetro refleja la velocidad de absorción de una formulación, que determina el tiempo necesario para que la Concentracion Minima Efectiva (CME) sea alcanzado, y por lo tanto el inicio del efecto deseado. La velocidad de absorción también influye en el período durante el cual el fármaco entra en el torrente sanguíneo y por lo tanto afecta la duración en que el fármaco se mantiene en la sangre.

En resumen, los cambios en la tasa de absorción de fármacos cambian los valores de Cmax y Tmax con esta medición se ha determinado que cada producto tiene su propio ritmo característico de absorción.

Área bajo la curva (AUC).

El AUC de una gráfica de concentración-tiempo, se considera un representativo de la cantidad total de fármaco absorbido en la circulación tras la administración de una dosis única.

Gracias a estos datos obtenidos Experimentalmente se puede calcular, La fracción (F) (o biodisponibilidad) de un fármaco administrado por vía oral comparando el AUC de este con el obtenido después de la administración intravenosa.

F = (AUC)oral / (AUC)intravenoso

En la práctica, es raro que un fármaco sea completamente absorbido en la circulación después de administrado por vía oral. Como se ha indicado en temas anteriores, muchos fármacos experimentan un efecto de primer paso que da lugar a cierto grado de degradación metabólica antes de entrar en la circulación general. 

Además, los factores de formulación del producto, disolución, interacciones químicas y físicas con el contenido gastrointestinal, tiempo de vaciado gástrico, motilidad intestinal y otros limitan la absorción de una dosis administrada de un fármaco. Las concentraciones de dosis orales de muchos productos comerciales se basan en consideraciones de la proporción de la dosis administrada que se espera que sea absorbida y este disponible para su sitio de acción en la cantidad deseada en la  sangre para obtener una respuesta terapéutica.

Importancia de los estudios de biodisponibilidad.

Durante las etapas de desarrollo del producto de un producto farmacológico propuesto, los fabricantes farmacéuticos emplean estudios de biodisponibilidad para comparar diferentes formulaciones de la sustancia fármaco para determinar cuál permite el  mejor patrón de absorción.

Veamos un ejemplo tenemos la formulación A y B de un sólido oral. Las dos tienen la misma cantidad de principio activo y diferentes excipientes en su formulación.
Entonces la comparación de los estudios de biodisponibilidad de ambas formulaciones nos demuestran los siguientes datos.

CMT = concentración mínima tóxica que en el gráfico es 3.6 mcg/mL/h.
Cmax = 3.4 mcg/mL/h.  
CME = concentración mínima efectiva es igual a 2.0 mcg/mL.

También nos podemos a dar cuenta que la formulación B se absorbe en menos tiempo que la formulación A, y que en el lapso de aproximadamente una hora alcanza la dosis toxica de  4 mcg/mL/h en la dosis administrada.

La formulación A, administrada es más segura para el paciente, se demora más tiempo en ser absorbida y se mantiene por un lapso más largo de tiempo por encima del CME y llega a la concentración máxima de 3.4mcg/mL/h que alcanza en la circulación sistémica y está ubicada por debajo de la concentración mínima tóxica (CMT).

Como se indica en la Figura el AUC para la formulación A es de 34,4 μg/mL/h y para la formulación B es 34,4 μg/mL/h, esencialmente el mismo. Si dosis equivalentes de fármaco en diferentes formulaciones producen valores AUC diferentes, existen diferencias en el grado de absorción entre las formulaciones.

Los estudios de biodisponibilidad se utilizan para comparar la disponibilidad de principio activo en diferentes lotes de producción, diferentes formas de administración, o en las similares formas farmacéuticos producidas por distintas casas comerciales.

Que el fármaco tiene un rango terapéutico estrecho, y las concentraciones del fármaco en el paciente deben ajustarse cuidadosamente.

También estos estudios demuestran que el fármaco tiene baja solubilidad en agua y / o la velocidad de disolución de la forma de dosificación es lenta y que el  tamaño de partícula, la estructura cristalina y otros factores del fármaco pueden afectar a la disolución y biodisponibilidad y nos da pistas de que el producto farmacéutico contiene una proporción elevada de excipientes, principios activos, o el producto puede requerir excipientes para aumentar la absorción o contener excipientes que inhiben la absorción.

En otro tema más adelantes completaremos esta sección con lo relacionado a bioequivalecia y una rápida visión de lo referente a medicamento genéricos.

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