Сравнительный анализ фармакопейных требований к качеству лекарственных средств бисопролола

ВВЕДЕНИЕ

По данным Всемирной организации здравоохранения сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смерти в мире (17,9 млн человек ежегодно)¹. Лидирующую позицию в структуре причин смерти от ССЗ занимает ишемическая болезнь сердца (ИБС); так, например, в России доля ежегодной смертности от ИБС среди всех ССЗ составляет 27% [1].

Одной из основных групп лекарственных препаратов для терапии ССЗ являются β-блокаторы. Это обусловлено доказанной эффективностью препаратов данной группы при лечении артериальной гипертензии, разных форм ИБС, в том числе инфаркта миокарда в остром периоде, хронической сердечной недостаточности, нарушений ритма сердца (суправентрикулярной тахикардии, экстрасистолии, тахисистолической формы фибрилляции предсердий), гипертрофической кардиомиопатии [1].

Бисопролола фумарат включен в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов для медицинского применения², характеризуется более высокой селективностью к β-рецепторам первого типа по сравнению с другими препаратами данного класса и является препаратом длительного действия с периодом полувыведения 10–12 ч, что обусловливает возможность его назначения один раз в сутки [2].

В настоящее время в Государственный реестр лекарственных средств Российской Федерации включено 12 фармацевтических субстанций бисопролола фумарата, в том числе одна субстанция отечественного производства; зарегистрировано 57 лекарственных препаратов, из них 45 монопрепаратов, содержащих только бисопролола фумарат в качестве действующего вещества в лекарственной форме «таблетки, покрытые пленочной оболочкой» в дозировках 2,5, 5 и 10 мг³.

В Государственную фармакопею Российской Федерации XV изд. (ГФ РФ XV) включена фармакопейная статья (ФС) на фармацевтическую субстанцию бисопролола фумарата, однако ФС на лекарственный препарат отсутствует⁴. В связи с этим представляется актуальным проведение сравнительного анализа монографий зарубежных фармакопей на лекарственные препараты бисопролола фумарата для обобщения требований к их качеству. Поскольку стандарты качества на лекарственные препараты основаны на требованиях к фармацевтическим субстанциям, из которых препараты получены, анализ монографий зарубежных фармакопей на фармацевтические субстанции бисопролола фумарата также представляется необходимым.

Цель работы — систематизация требований к качеству лекарственных средств для подготовки рекомендаций по составлению спецификаций на препарат бисопролола фумарата в лекарственной форме «таблетки» и фармацевтическую субстанцию бисопролола фумарат.

Задачи исследования:

• провести сравнительный анализ фармакопейных требований ГФ РФ и зарубежных фармакопей, а также материалов регистрационного досье к качеству фармацевтической субстанции бисопролола фумарата и лекарственных препаратов бисопролола фумарата;
• установить технологические примеси синтеза фармацевтической субстанции бисопролола фумарата и продукты деструкции;
• обосновать рекомендации к спецификации на препарат бисопролола фумарата в лекарственной форме «таблетки».

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использовали методы сравнительного информационно-аналитического исследования и контент-анализа. Проведено исследование требований ГФ РФ XV и монографий следующих фармакопей: Европейской (Ph. Eur.), Британской (ВР), США (USP), Китайской Народной Республики (ChP), Японской (JP), Республики Корея (KP) и Индийской (IP)⁵ к качеству лекарственных средств бисопролола фумарата, а также материалов регистрационных досье на фармацевтические субстанции и препараты бисопролола.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Фармакопейные требования к качеству фармацевтической субстанции бисопролола фумарата

C целью гармонизации требований с Ph. Eur. в ГФ РФ XV включена пересмотренная ФС.2.1.0071 Бисопролола фумарат (взамен ФС.2.1.0071.18 Бисопролола фумарат), в которой ужесточены пределы содержания основного вещества в субстанции «не менее 99,0% и не более 101,0%» (вместо «не менее 98,0% и не более 102,0%») и дополнительно предусмотрены контроль и нормирование трех идентифицированных примесей (A, G и Е) с внесением соответствующих изменений в методику испытания.

Бисопролола фумарат ((2RS)‑3‑[ (пропан-2‑ил)амино]-1-[ 4‑({2‑[ (пропан-2‑ил)окси]этокси}метил)фенокси]пропан-2‑ола (2E)-бут-2‑ендиоат (2:1)) представляет собой белые кристаллы (JP) или белый или почти белый кристаллический порошок, без запаха (ChP), который очень легко растворим в воде и метаноле, легко растворим в этаноле (99,5%) и уксусной кислоте (100%) (JP, KP). Бисопролол относится к I классу биофармацевтической системы классификации (обладает высокой растворимостью и высокой проницаемостью) [3], фармацевтическая субстанция является гигроскопичной и проявляет полиморфизм. Известны три различные кристаллические формы бисопролола фумарата: две полиморфные безводные формы (формы I и II) и гидратная форма [4]. Кристаллические формы были изучены с привлечением физико-химических методов анализа (инфракрасной Фурье-спектроскопии (ИК-спектроскопия), рентгеновской порошковой дифракции, динамической сорбции паров), термоаналитическими методами (термогравиметрия и дифференциальная сканирующая калориметрия), также были исследованы термодинамическая стабильность и растворимость [4].

По результатам проведенных исследований были обнаружены значительные различия между физико-химическими свойствами различных кристаллических форм (температура плавления, термодинамическая стабильность, поведение при повышенной влажности). В связи с высокими диффузионными свойствами молекулы и способностью быстро распределяться по всему объему растворителя отсутствует необходимость включения в спецификацию на фармацевтическую субстанцию бисопролола фумарата контроля полиморфизма кристаллов. Все три указанные кристаллические формы могут быть пригодны для разработки лекарственного препарата с предсказуемой и четко определенной биодоступностью и физико-химическими характеристиками, поскольку обнаруженные различия не влияют на безопасность, эффективность или функциональность лекарственного препарата [4].

Во всех фармакопеях для подтверждения подлинности используется метод ИК-спектроскопии, в Ph. Eur. это единственный метод идентификации (табл. 1). В качестве второго метода идентификации в ГФ РФ, ChP и JP приводится спектрофотометрия в ультрафиолетовой области спектра (СФ), а в USP, KP и IP — высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). В отличие от других фармакопей в ChP для идентификации помимо методов ИК и СФ включена качественная реакция с раствором калия перманганата (выпадение коричневато-желтого осадка в результате окисления боковых углеводородных цепей в молекуле бисопролола) (табл. 1).

Только в ChP регламентируется контроль кислотности и прозрачности раствора фармацевтической субстанции, согласно ГФ РФ⁶ и Ph. Eur.⁷ эти показатели не являются обязательными для субстанций, предназначенных для производства лекарственной формы «таблетки». В ГФ РФ, ChP, JP и KP контролируется температура плавления фармацевтической субстанции (норма «от 101 до 105 °С», в ChP — «от 101 до 104 °С»).

Бисопролола фумарат представляет собой рацемическую смесь, содержащую R и S энантиомеры [5], и не обладает оптической активностью, при этом в ГФ РФ, USP, KP и IP предусмотрен контроль удельного оптического вращения / угла вращения. Во всех монографиях в качестве растворителя для приготовления испытуемого раствора используется метанол, нормы отличаются только в KP (табл. 1). В монографии JP информация о том, что субстанция не имеет оптической активности, приведена только в разделе «Описание».

Для контроля содержания родственных примесей бисопролола во всех рассмотренных фармакопеях используется метод ВЭЖХ, однако профиль примесей различается как качественно, так и количественно.

Методика анализа и требования к содержанию родственных примесей в ГФ РФ полностью гармонизированы с Ph. Eur. и включают определение следующих примесей бисопролола фумарата:

• примесь А ((2RS)-1-[ 4‑(гидроксиметил)фенокси]‑3‑[ (пропан-2‑ил)амино]пропан-2‑ол) — не более 0,3%;
• примесь Е ((EZ)-N‑(пропан-2‑ил)‑3‑[ 4‑({2‑[ (пропан-2‑ил)окси]этокси}метил)фенокси]проп-2‑ен-1-амин) — не более 0,2%;
• примесь G: ((2RS)-1-[ 4‑[[( 2‑изопропоксиэтокси)метокси]метил]фенокси]‑3‑изопропиламинопропан-2‑ол)– не более 0,3%;
• неспецифицированная примесь — не более 0,1%;
• сумма всех примесей — не более 0,5%.

В монографии Ph. Eur. приведена информация о возможных примесях бисопролола фумарата (A, B, C, D, E, F, G, K, L, N, Q, R, S, T, U), при этом только три из них отнесены к специфицируемым (A, E, G). Примеси A, L и D образуются в результате кислотного гидролиза [6][7]; щелочной гидролиз приводит к образованию примесей A, L, Q, G и K, окислительная и термическая деградация — примесей A, L и K, фотодеградация — примесей A, L, G и K [7]. Согласно данным регистрационных досье фармацевтических субстанций бисопролола фумарата, включенных в Государственный реестр лекарственных средств Российской Федерации, примеси Е и G образуются в процессе синтеза, примесь А может образовываться как в процессе синтеза, так и в процессе хранения субстанции.

В USP, ChP, JP, KP и IP отсутствует требование по идентификации примесей, монографиями ChP и JP предусмотрен контроль содержания любой примеси и суммы всех примесей на уровне «не более 0,5%» и «не более 1,0%» соответственно, тогда как в USP, KP и IP установлен предел только суммы всех примесей − «не более 0,5%» (табл. 2). Такое содержание примесей не соответствует требованиям ГФ РФ⁸, руководству ICH Q3А⁹ и требованиям ЕАЭС¹⁰, согласно которым примеси более 0,1% должны быть идентифицированы, поскольку максимальная суточная доза бисопролола 20 мг и препарат применяется длительно.

Потенциально генотоксичными примесями бисопролола фумарата являются 4‑гидроксибензальдегид [8] и N‑нитрозо-бисопролол (N‑(2‑гидрокси‑3‑(4‑(гидроксиметил)фенокси)пропил)-N‑изопропилнитрозамид)¹¹, которые относятся к технологическим примесям субстанции [8]. Так, 4‑гидроксибензальдегид является исходным материалом для получения фармацевтической субстанции, а N‑нитрозо-бисопролол может образовываться в процессе ее синтеза, например в случае использования диметилформамида в качестве растворителя [5]. Максимально допустимое количество примеси N‑нитрозо-бисопролола составляет 1500 нг/сут¹².

ГФ РФ, USP, KP, IP контролируют содержание фумаровой кислоты в пределах «от 14,8 до 15,4%» методом потенциометрического титрования, в Ph. Eur., ChP и JP такой контроль не предусмотрен.

Контроль остаточного содержания влаги в фармацевтической субстанции осуществляется методом К. Фишера (показатель «Вода») в ГФ РФ, Ph. Eur., USP, IP или определением потери в массе при высушивании в ChP, КР и JP. В ChP заявлена норма «не более 0,3%», в других фармакопеях — «не более 0,5%».

Количественное определение бисопролола фумарата проводят методами потенциометрического титрования 0,1 М раствором хлорной кислоты (ГФ РФ, Ph. Eur., ChP, JP), или ВЭЖХ (USP, KP, IP). Для метода ВЭЖХ установлены единые нормы («не менее 97,5% и не более 102,0%»), тогда как в случае титриметрического анализа приведены различные требования. Так, в ГФ РФ и Ph. Eur. для содержания, определенного методом титриметрии, заявлены нормы «не менее 99,0% и не более 101,0%», в JP — «не менее 98,5% и не более 101,0%», наименее жесткие требования приведены в ChP — «не менее 97,5% и не более 102,0%» (такой диапазон обычно соответствует нормированию в методе ВЭЖХ).

Фармакопейные требования к качеству лекарственного препарата бисопролола фумарата

Для идентификации бисопролола фумарата в лекарственном препарате «таблетки» используются различные методы и их комбинации. Так, в USP и JP предусмотрено использование только одного метода — тонкослойной хроматографии (ТСХ) и спектрофотометрии (СФ) соответственно; в BP приведено два метода для идентификации действующего вещества: ТСХ и ВЭЖХ (в рамках количественного определения), в ChP три: СФ, ВЭЖХ (в рамках количественного определения) и качественная реакция с калия перманганатом (аналогичная реакция включена для фармацевтической субстанции).

Для определения количества действующего вещества бисопролола, которое высвобождается в среду растворения, во всех фармакопеях предложен метод ВЭЖХ. Условия проведения испытания по показателю «Растворение» и нормы по высвобождению бисопролола имеют существенные различия (табл. 3).

В USP предусмотрены три возможных методики испытания по показателю «Растворение», которые различаются условиями выполнения: средой растворения, ее объемом, значением рН (от 1,2 и в диапазоне 6,0–7,0), а также используемыми аппаратами (табл. 3). Для всех испытаний указана единая норма «не менее 80% от заявленного количества через 20 мин». В 2025 г. с целью контроля лекарственных препаратов, одобренных Управлением по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств (Food and Drug Administration, FDA), с различными условиями растворения и (или) допусками, отличными от существующих тестов на растворение, текст монографии был дополнен тестом 3.

BP и ChP в качестве среды растворения указывают воду, а JP — смесь фосфатного буфера рН 6,8 и воды (1:1); отбор проб проводят через 30 мин (JP и ChP) или 45 мин (BP) после начала испытания. Скорость вращения лопастной мешалки в JP и BP составляет 50 об./мин. В отличие от других фармакопей в ChP предусмотрено проведение испытания в «маленьком резервуаре» объемом 250 мл (метод 3 по ChP), приведены различные объемы среды растворения для дозировок 2,5 мг (100 мл воды) и 5 мг (200 мл воды), скорость вращения мешалки составляет 35 об./мин.

Установлено, что растворение таблеток бисопролола фумарата в воде, 0,1 М хлороводородной кислоте, буферных растворах с pH 4,75 и 7,2 происходит быстро и практически полностью в течение 20 мин [3]. Таким образом, а также учитывая, что бисопролол относится к I классу по биофармацевтической системе классификации и имеет высокую биодоступность, которая не зависит от скорости растворения, производители лекарственных средств могут использовать различные условия проведения испытания по показателю «Растворение», но заявленные условия должны быть обоснованы и подтверждены данными по биоэквивалентности лекарственного препарата.

В USP не предусмотрено требование к определению родственных примесей. Контроль примесей в BP, ChP и JP установлен методом ВЭЖХ, при этом профиль примесей и пределы содержания единичных примесей в этих фармакопеях и их суммы различны.

Согласно BP контролируются примеси синтеза фармацевтической субстанции, технологические примеси лекарственного препарата и продукты деструкции:

• примесь К: 2‑изопропоксиэтил-4‑[[( 2RS)-2‑гидрокси‑3‑(изопропиламино)пропил]окси]бензоат — не более 3%;
• примесь L: 4‑[[( 2RS)-2‑гидрокси‑3‑(изопропиламино)пропил]окси]бензальдегид — не более 1%;
• примесь 1: 4‑{[ 2‑(пропан-2‑илокси)этокси]метил}фенол — не более 0,6%;
• примесь 2: rac-N‑(пропан-2‑ил)-N‑{2‑гидрокси‑3‑[ (4‑{[2‑(пропан-2‑илокси)этокси]метил}фенил)окси]пропил}формамид (bisoprolol N‑aldehyde) — не более 0,5%;
• примесь G: (2RS)-1-[ 4‑[[( 2‑изопропоксиэтокси)метокси]метил]фенокси]‑3‑изопропиламинопропан-2‑ол — не более 0,5%;
• примесь А: (R,S)-1-(4‑гидроксиметилфенокси)‑3‑
  изопропиламинопропан-2‑ол — не более 0,3%;
• любая другая примесь — не более 0,2%;
• сумма примесей (кроме примеси К и L) — не более 3%.

В Ph. Eur. не предусмотрено определение и контроль примесей 1 и 2 в фармацевтической субстанции бисопролола фумарата, что связано с тем, что в Ph. Eur. приведена информация о родственных примесях, которые могут образовываться при определенном способе получения субстанции. Согласно материалам регистрационных досье на лекарственные средства производители фармацевтических субстанций при различных способах синтеза, продукт характеризуется различным профилем примесей.

Примесь G является технологической примесью синтеза фармацевтической субстанции, остальные идентифицированные примеси K, L, A, 1 и 2 могут относиться как к продуктам деградации, так и к технологическим примесям бисопролола фумарата.

ChP контролирует только содержание любой (неидентифицированной) примеси и суммы примесей на уровне «не более 0,5%» и «не более 2,0%» соответственно. В JP нормируется содержание двух примесей (по относительным временам удерживания) — не более 1,0% каждая, любая другая примесь − не более 0,2%, а общее содержание примесей — не более 2,5%.

Согласно ГФ РФ¹³, руководству ICH Q3В¹⁴ и требованиям ЕАЭС¹⁵ предел идентификации родственных примесей для лекарственных препаратов бисопролола составляет «не более 0,2%» с учетом максимальной суточной дозы бисопролола 20 мг. Таким образом, в ВР и JP установлены приемлемые требования к содержанию любой другой примеси в лекарственном препарате, а предел содержания единичных примесей «не более 0,5%», установленный в ChP, не соответствует указанным нормативным документам и недостаточен для обеспечения безопасности применения лекарственного препарата.

Метод определения содержания бисопролола фумарата в таблетках в USP, BP, ChP и JP — ВЭЖХ. Согласно всем фармакопеям определяется содержание солевой формы действующего вещества — бисопролола фумарата, что соответствует заявленной дозировке лекарственного препарата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ФС.2.1.0071 «Бисопролола фумарат» Государственной фармакопеи Российской Федерации XV изд. в целом гармонизирована с требованиями Европейской фармакопеи, однако имеются различия в части подтверждения подлинности действующего вещества и необходимости контроля фумаровой кислоты. При оценке качества фармацевтических субстанций бисопролола фумарата возможно сокращение числа испытаний, указанных в текущей редакции ФС, и использование только одного метода ИК-спектроскопии для идентификации, что соответствует требованиям Ph. Eur.

Учитывая потенциальную токсичность примесей 4‑гидроксибензальдегида и N‑нитрозо-бисопролола, которые могут образовываться в процессе производства фармацевтических субстанций бисопролола, производители лекарственных средств должны применять меры по контролю и ограничению возможности их присутствия в фармацевтических субстанциях с предоставлением соответствующих данных в регистрационном досье.

При оценке качества лекарственных препаратов бисопролола фумарата для идентификации действующего вещества возможно использование комбинации методов ВЭЖХ и ТСХ либо ВЭЖХ и СФ. Поскольку бисопролол имеет высокую биодоступность, производители лекарственных средств могут рассматривать различные условия проведения испытания по показателю «Растворение» при разработке и подготовке спецификаций и нормативного документа по качеству на лекарственный препарат «Бисопролол, таблетки». Профиль контролируемых примесей в лекарственных препаратах бисопролола зависит от возможности их образования в условиях производства и хранения (обязательным является контроль продуктов деструкции), при этом максимальный уровень содержания неидентифицированных примесей, согласно требованиями ГФ РФ, ICH и нормативно-правовых документов ЕАЭС, не должен превышать 0,2%.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: О.А. Матвеева — систематизация и анализ нормативных требований, сбор данных литературы; Е.Л. Ковалева — идея, разработка концепции исследования, критический пересмотр текста рукописи, утверждение окончательного варианта рукописи для публикации; А.П. Карпушина — анализ и интерпретация данных монографий, составление табличного материала, написание текста рукописи; В.В. Акопова — анализ и интерпретация данных монографий, составление табличного материала, написание текста рукописи.

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Oksana A. Matveeva systematized and analyzed regulatory requirements and collected reference data. Elena L. Kovaleva conceptualized and revised the manuscript, and approved the final version for publication. Anastasia P. Karpushina analyzed the monographs and interpreted the data, drafted the tables and the manuscript. Violetta V. Akopova analyzed the monographs and interpreted the data, drafted the tables and the manuscript.