Mechanistic understanding of enhanced human oral bioavailability of fenofibric acid from novel lipid carriers using semi-physiologically based pharmacokinetic model and various analytical approaches including biorelevant dissolution testing

Gegenstand dieser Dissertation war das Ermitteln der Verbesserung der peroralen Bioverfügbarkeit Fenofibrat (FFB) durch lipid-basierte Formulierung (LBF). Eine weitere Aufgabe bestand darin, verschiedene analytische Methoden zur Bewertung der Verbesserung der oralen Bioverfügbarkeit von Fenofibrat einzusetzen. Diese schlossen in vitro biorelevante Löslichkeits-, Dispersions-, Auflösungs- und Präzipitationstests ein. Auf Basis der analytischen Ergebnisse wurden dann PBPK-Modelle verwendet, um menschliche Plasmaprofile nach der Verabreichung der FFB-Formulierungen zu simulieren. Die daraus resultierenden in silico-Vorhersagen stimmten mit den in vivo-Beobachtungen überein. Durch Anwendung der Parametersensitivitätsanalyse war es weiterhin möglich, ein mechanistisches Verständnis der beteiligten geschwindigkeitsbegrenzenden Schritte zu erreichen. Formulierungen auf Lipidbasis können nach dem Pouton-Klassifizierungssytem eingeteilt werden. Typ I Formulierungen bestehen ausschließlich aus Ölen, während am anderen Ende der Skala die Typ IV Formulierung weitestgehend aus Tensiden ist. In dieser Arbeit wurden in erster Linie Lipidformulierungen Typ IIIA und Typ IIIB untersucht. Es wurde gezeigt, dass Dispersionstests an FFB-Lipidformulierungen am besten unter Verwendung der USP 3-Apparatur durchgeführt werden, da in diesem Apparat die GI-Motilität in vivo am besten reflektiert wird. Um die Hydrodynamik in verschiedenen Auflösungsapparaten zu vergleichen, wurde der Auflösungsversuch von LBF Nr. 1 – Nr. 4 von FFB auch unter Verwendung von USP 2 durchgeführt. Ungeachtet von kompendialen oder biorelevanten Medien führten die meisten dieser Lipidformulierungen zur Auflösung eines Großteils des beladenen Medikaments, im Gegensatz zum unformulierten Fenofibrat, das sich in nüchternem Zustand kaum auflöst. Weiter zeigten die Transfermodellexperimente an den Lipidformulierungen von FFB, dass eine intestinale Präzipitation nach einer Magenauflösung unwahrscheinlich ist. Durch mathematische Transformation der Noyes-Whitney-Gleichung kann ein Excel-Toolkit zur Berechnung des z-Werts aus in-vitro-Auflösungsprofilen verwendet werden. Die z-Werte werden dann in physiologisch-basierte pharmakokinetische in silico Modelle, STELLA® und Simcyp®, eingesetzt. Anhand der erforderlichen post-absorptiven Parameter kann mithilfe dieser Modelle die Plasma-Arzneistoff-Konzentration nach oraler Verabreichung von verschiedenen Formulierungen vorhergesagt werden. Darüber hinaus ermöglicht der Simcyp®-Simulator eine Reihe von virtuellen Versuchen, die PK-Variabilität vom Wirkstoff in verschiedenen Bevölkerungsgruppen zu bestimmen. Um diese Möglichkeiten für LBF von Fenofibrat zu testen, wurde LBF Nr. 4 modelliert. Das Simulationsergebnis von Simcyp® entsprach dem aus der STELLA®-Software. Weiterhin wurden die Plasmafenofibrinsäure-Konzentrationsprofile von den Modellen genau vorhergesagt. Die Punktschätzwerte für Cmax und AUC, berechnet aus den In-silico und in vivo Plasmaprofilen, lagen sogar im Bereich von 0,8-1,25 für die SMEDDS Lösung und Kapselformulierungen. Diese Übereinstimmung von in vitro-in silico mit in vivo wurde weiterhin durch Berechnung der jeweiligen f2 Faktoren unterstützt. Basierend auf diesen Ergebnissen scheint es, dass der In-vitro-In-Silico-In-vivo-Ansatz ein nützliches Werkzeug zum Identifizieren und Vergleichen von Beschränkungen der oralen Absorption für Formulierungen auf Lipidbasis und zum Optimieren der Lipidformulierungsentwicklung von schlecht löslichen Arzneimitteln darstellt.