Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/13427
Title: Μη καταστροφικός ποιοτικός και ποσοτικός έλεγχος σκευάσματος πιπερακιλλίνης και ταζομπακτάμης πριν και μετά την ανασύσταση με φασματοσκοπία Raman
Other Titles: Non-destructive qualitative and quantitative control of a piperacillin and tazobactam formulation before and after reconstitution using Raman spectroscopy
Authors: Χρυσικού, Ιωάννα
Keywords: Ενδοφλέβια χορήγηση
Πιπερακιλλίνη
Ταζομπακτάμη
Φασματοσκοπία Raman
Φασματοσκοπία ATR
Νοσοκομειακοί φορείς
Σφάλματα
Μη παρεμβατική ανάλυση
Keywords (translated): Intravenous administration
Piperacillin
Tazobactam
Raman spectroscopy
ATR spectroscopy
Hospitals
Errors
Non-invasive analysis
Abstract: Στην παρούσα μελέτη, η φασματοσκοπία σκέδασης Raman αποδείχθηκε πολύτιμο εργαλείο για τον ταυτόχρονο ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό πιπερακιλλίνης και ταζομπακτάμης, δύο δραστικών ουσιών που συνυπάρχουν σε ενδοφλεβίως χορηγούμενο εμπορικό σκεύασμα. Τα πλεονεκτήματα της εν λόγω τεχνικής έγκειται στο μη παρεμβατικό (χωρίς την αφαίρεση ουσίας από το σύστημα), επομένως και ασηπτικό χαρακτήρα της ανάλυσης, στην ταχύτητα και την ευκολία εφαρμογής της, καθώς και στη χρήση φορητών συστημάτων οπτικών ινών, τα οποία επιτρέπουν την εφαρμογή της στο πλαίσιο των νοσοκομειακών φορέων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η ανάλυση του στερεού σκευάσματος πριν την ανασύσταση, χωρίς την αφαίρεση ουσίας από τον εμπορικό υάλινο περιέκτη, ενώ η λήψη των φασμάτων γινόταν με χρήση του αισθητήρα του οργάνου. Για την κατασκευή καμπύλης βαθμονόμησης, με σκοπό τον προσδιορισμό της εκατοστιαίας βάρος κατά βάρος περιεκτικότητας κάθε δραστικού συστατικού στο σκεύασμα, αξιοποιήθηκε η μέθοδος των προτύπων στερεών μιγμάτων. Το όριο ανίχνευσης της μικρότερης σε αναλογία δραστικής, της ταζομπακτάμης, βρέθηκε ίσο με 2.626 % w/w. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί, πως τα εργαστηριακά μίγματα που παρασκευάστηκαν, δεν προσομοίαζαν πλήρως τη φύση του εμπορικού δείγματος. Για το λόγο αυτό, διεξήχθη μελέτη, η οποία περιελάμβανε τη χρήση λυοφιλοποιητή και οπτικού μικροσκοπίου. Όπως διαπιστώθηκε, το σκεύασμα φαίνεται να προέρχεται από συγκρυστάλλωση των επιμέρους δραστικών ουσιών. Ακολούθησε η ανάλυση του υγρού σκευάσματος, αμέσως μετά τη διαδικασία της ανασύστασης, χωρίς την αφαίρεση ουσίας από τον εμπορικό υάλινο περιέκτη, ενώ η λήψη των φασμάτων πραγματοποιήθηκε και σε αυτήν την περίπτωση με χρήση του αισθητήρα του οργάνου. Μετρήθηκαν πρότυπα διαλύματα του φαρμάκου, τα οποία προέκυψαν από τη μέθοδο των διαδοχικών αραιώσεων. Η γραμμική προσαρμογή του συνόλου των σημείων δεν οδήγησε στην εξαγωγή μίας κοινής εξίσωσης ευθείας για ολόκληρο το εύρος των συγκεντρώσεων που μελετήθηκε, τόσο στην περίπτωση της πιπερακιλλίνης όσο και της ταζομπακτάμης. Αντίθετα, η πολυωνυμική προσαρμογή έδωσε καλύτερα αποτελέσματα με την εξαγωγή μίας εξίσωσης δευτέρου βαθμού, για την ποσοτικοποίηση έκαστου δραστικού συστατικού. Το παραπάνω φαινόμενο παρατηρήθηκε εξαιτίας της απουσίας πλήρους διάλυσης του φαρμάκου μετά το στάδιο της ανασύστασης, στην περίπτωση των υψηλών συγκεντρώσεων των δραστικών ουσιών. Μάλιστα, από μελέτη που διεξήχθη, η οποία περιελάμβανε τη διήθηση του ανασυσταθέντος σκευάσματος, καθώς και την ανάλυση τόσο του διηθήματος όσο και του στερεού που απέμεινε επάνω στον ηθμό, διαπιστώθηκε πως κατά μέσο όρο το 15% του αρχικού στερεού φαρμάκου παραμένει αδιάλυτο. Το όριο ανίχνευσης της πιπερακιλλίνης με αυτή τη μέθοδο βρέθηκε ίσο με 0.60 mg/mL και της ταζομπακτάμης ίσο με 1.97 mg/mL. Η ανάλυση του υγρού σκευάσματος μετά την περαιτέρω αραίωσή του και ακριβώς πριν τη χορήγησή του στον ασθενή, έλαβε χώρα ύστερα από τοποθέτηση του δείγματος εντός μίας ειδικής κυψελίδας από χαλαζία, με κάτοπτρο στο πίσω μέρος. Ο εν λόγω δειγματοφορέας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως αποσπώμενο ή μη τμήμα του σετ ενδοφλέβιας χορήγησης (μη παρεμβατικός χαρακτήρας της ανάλυσης). Για την κατασκευή καμπύλης βαθμονόμησης αξιοποιήθηκε η μέθοδος των προτύπων διαλυμάτων, ενώ το όριο ανίχνευσης για την πιπερακιλλίνη βρέθηκε ίσο με 0.24 mg/mL και για την ταζομπακτάμη ίσο με 1.07 mg/mL. Ένας εναλλακτικός τρόπος τόσο ταυτοποίησης όσο και ποσοτικοποίησης των δραστικών ουσιών στο στερεό σκεύασμα είναι μέσω αξιοποίησης της φασματομετρίας ATR. Ελάχιστη ποσότητα (5 μL) του υπό μελέτη δείγματος τοποθετήθηκε επάνω στον κρύσταλλο του οργάνου και λήφθηκε το φάσμα από το δημιουργούμενο υμένιο-φιλμ επάνω σε αυτόν, ύστερα από εξάτμιση του διαλύτη. Η αναλυτική αυτή μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί είτε μετά την ανασύσταση είτε πριν τη χορήγηση του φαρμάκου. Η καμπύλη βαθμονόμησης κατασκευάστηκε με χρήση διαλυμάτων προτύπων μιγμάτων πιπερακιλλίνης και ταζομπακτάμης, ενώ το όριο ανίχνευσης της ταζομπακτάμης με αυτή τη μέθοδο βρέθηκε ίσο με 1.618 % w/w. Τέλος, η ανάλυση του υγρού σκευάσματος ακριβώς πριν τη χορήγησή του δοκιμάσθηκε με χρήση της φασματοσκοπίας UV/Vis. Συγκεκριμένα, αναλύθηκαν πρότυπα διαλύματα των καθαρών δραστικών συστατικών. Η απαιτούμενη εκτεταμένη αραίωση των δειγμάτων (παρεμβατική διαδικασία) αποδείχθηκε το πλέον σημαντικό εμπόδιο στην ανάλυση με τη μέθοδο αυτή, επιβεβαιώνοντας αντίστοιχες βιβλιογραφικές πηγές.
Abstract (translated): In the present study, Raman spectroscopy proved to be a valuable tool for the simultaneous qualitative and quantitative determination of piperacillin and tazobactam, two active pharmaceutical ingredients (APIs) coexisting in a commercial formulation, intended for intravenous administration. The advantages of such a technique lie in the non-invasive (without removal of the substance from the system), thus aseptic nature of the analysis, in the speed and ease of application, as well as in the use of portable, fiber optic systems, that make its use possible in hospitals. Initially, the analysis of solid formulation prior to reconstitution was performed, without removal of the substance from the commercial glass bottle and the spectra were obtained using the fiber optic probe of the instrument. In order to quantify the mass percentage of each API in the formulation, a calibration curve was constructed using the method of standard mixtures. The Limit of Detection (LOD) of tazobactam was found equal to 2.626 % w/w. Worth mentioning is the fact that the laboratory mixtures did not simulate the nature of the commercial drug. Since this happened, a study was conducted, which included the use of a lyophilizer and an optical microscope. As it was proved, the formulation had been probably prepared by cocrystallization of piperacillin and tazobactam. The liquid formulation was analyzed immediately after the reconstitution process, without removal of the substance from the commercial glass bottle and the spectra were obtained using the fiber optic probe of the instrument. Standard solutions of the drug, obtained by the method of successive dilutions, were measured. Linear fit of standard points did not lead to the construction of a single calibration curve for the whole range of concentration values studied, both in the case of piperacillin and tazobactam. On the contrary, polynomial fit gave better results and a second-degree equation was used for the quantitative determination of each API. The above mentioned phenomenon was noticed due to the incomplete dissolution of the drug after reconstitution process in case of high concentrations of APIs. Because of this, a study was conducted, including filtration of the reconstituted formulation, as well as the analysis of not only the filtrate but also the powder remaining on the filter. As it was found, on average 15% of the drug remains insoluble. The LOD of piperacillin was found to be 0.60 mg/mL and that of tazobactam was equal to 1.97 mg/mL. The analysis of liquid formulation after further dilution and just prior to administration was performed after placing the sample in a mirror Raman cuvette. This sample carrier could be used as a detachable or non-detachable part of the intravenous administration set (non-invasive analytical procedure). Using the method of standard solutions, a calibration curve was constructed. The LOD of piperacillin was found to be 0.24 mg/mL and that of tazobactam was equal to 1.07 mg/mL. An alternative method of both identifying and quantifying the APIs in the solid formulation is through the use of ATR spectrometry. Α minimum amount of the sample under study, was placed on ATR crystal and the spectrum was obtained from the film formed thereon after evaporation of the solvent. This analytical methodology can be applied either after reconstitution or before drug administration. The calibration curve was constructed, using solutions of piperacillin and tazobactam standard mixtures. The LOD of tazobactam by this method was found to be 1.618 % w/w. Finally, the analysis of liquid formulation just prior to drug administration was tested using UV/Vis Spectroscopy. In particular, standard solutions of pure APIs were analyzed. The required extensive dilution of the samples (invasive procedure), proved to be the most significant barrier to the analysis by this method, confirming corresponding literature sources.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MASTER- Ι.ΧΡΥΣΙΚΟΥ.pdf6.6 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.