AQbD-Assisted Development and Validation of a Stability-Indicating and Greener HPTLC- Densitometric Method for Simultaneous Determination of Dapagliflozin and Sitagliptin in Pharmaceutical Formulations

Dans le vaste paysage de la médecine moderne, la gestion des maladies chroniques repose souvent sur la combinaison précise de différents médicaments travaillant en harmonie. Pour des millions de personnes vivant avec le diabète de type 2, une affection où le corps peine à réguler le taux de sucre dans le sang, les médecins prescrivent fréquemment une approche duale. Un médicament aide les reins à éliminer l'excès de sucre par l'urine, tandis qu'un autre encourage le pancréas à libérer de l'insuline uniquement lorsque cela est nécessaire. Pour garantir que ces médicaments sont sûrs et efficaces, les fabricants pharmaceutiques doivent tester rigoureusement leurs produits. Cela nécessite des méthodes analytiques capables de détecter la quantité exacte de chaque médicament dans un comprimé, tout en prouvant que les médicaments restent stables et ne se décomposent pas en substances nocives au fil du temps. Traditionnellement, ces tests reposent sur des machines complexes à base de liquides qui consomment des quantités importantes de solvants chimiques, créant ainsi une empreinte environnementale substantielle.

Une équipe de chercheurs a maintenant développé une nouvelle façon d'effectuer ces contrôles de qualité critiques qui est à la fois plus simple et plus respectueuse de l'environnement. En appliquant une stratégie de planification systématique connue sous le nom de Qualité Analytique par la Conception (Analytical Quality by Design), ils ont créé une méthode qui utilise une fine couche de gel de silice sur une plaque, semblable à une piste de course miniature, pour séparer et mesurer deux médicaments spécifiques contre le diabète : la dapagliflozine et la sitagliptine. Au lieu de s'appuyer sur des essais et erreurs, les scientifiques ont utilisé un modèle mathématique pour déterminer le mélange parfait de liquides nécessaires pour déplacer les médicaments le long de la plaque à la vitesse idéale. Leur travail a abouti à une technique hautement précise qui non seulement confirme la pureté du médicament, mais résiste également à des conditions difficiles, prouvant qu'elle peut détecter quand les médicaments commencent à se dégrader. De plus, cette nouvelle approche utilise beaucoup moins de déchets chimiques que les méthodes standards actuellement en usage, offrant une voie plus propre pour les tests de laboratoire de routine.

Le voyage a commencé par un objectif clair : créer un test fiable capable de mesurer les deux médicaments simultanément dans un seul comprimé. Les chercheurs ont commencé par identifier les variables clés qui influenceraient le mouvement des médicaments sur la plaque de test. Ils se sont concentrés sur deux liquides spécifiques, l'acétate d'éthyle et le méthanol, qui agissent comme la phase mobile, transportant les molécules de médicaments le long de la surface. Pour trouver l'équilibre idéal entre ces deux liquides, ils ont employé un Plan Composite Centré (Central Composite Design), un cadre expérimental structuré qui leur a permis de tester diverses combinaisons de manière efficace. Plutôt que de changer un seul facteur à la fois, les scientifiques ont cartographié une série d'expériences qui ont révélé comment les deux liquides interagissaient entre eux pour affecter le mouvement des médicaments.

Grâce à ce processus systématique, l'équipe a découvert qu'un mélange spécifique d'acétate d'éthyle, de méthanol et d'une petite quantité d'acide formique produisait les résultats les plus cohérents. Dans ces conditions optimisées, les deux médicaments parcouraient des distances distinctes sur la plaque, se séparant nettement l'un de l'autre. Un médicament se déplaçait vers une position représentant 74 pour cent de la distance totale, tandis que l'autre s'arrêtait à 31 pour cent. Cette séparation claire est cruciale car elle permet à la machine de mesurer chaque médicament individuellement sans interférence de l'autre ou d'impuretés. Les chercheurs ont confirmé que leurs prédictions mathématiques correspondaient presque parfaitement aux résultats réels, validant ainsi que leur approche de planification avait réussi à identifier le meilleur environnement de test possible.

Une fois la méthode établie, l'équipe l'a soumise à une batterie de tests rigoureux pour s'assurer qu'elle répondait aux normes internationales de précision et de fiabilité. Ils ont démontré que la méthode pouvait détecter les médicaments en de très petites quantités, avec la capacité de mesurer des quantités aussi basses que 52 nanogrammes pour un médicament et 557 nanogrammes pour l'autre. Ils ont également prouvé que les résultats étaient cohérents, que le test soit effectué plusieurs fois le même jour ou sur des jours différents par des opérateurs différents. Lorsqu'ils ont testé la méthode par rapport à des quantités connues de médicaments, ils ont récupéré près de 100 pour cent de la substance, confirmant que la technique était hautement précise. Ces conclusions ont établi la méthode comme un outil robuste pour le contrôle de la qualité, capable de répondre aux exigences d'un laboratoire pharmaceutique très sollicité.

Un aspect critique de la recherche a été de tester la stabilité des médicaments sous contrainte. Les chercheurs ont exposé les médicaments à diverses conditions difficiles, notamment des acides forts, des bases fortes, des agents oxydants, la chaleur et la lumière, afin de simuler ce qui pourrait arriver si le médicament était mal stocké ou se dégradait au fil du temps. Dans chaque scénario, la méthode a réussi à séparer les médicaments intacts de leurs produits de décomposition. La dégradation la plus significative s'est produite lorsque les médicaments ont été exposés à un environnement basique, alcalin, mais même dans ce cas, le test a clairement distingué le médicament original des fragments endommagés. Cette capacité à repérer les produits de dégradation est ce qui rend la méthode « indicatrice de stabilité », une exigence vitale pour garantir que les patients reçoivent des médicaments qui ne sont pas altérés.

Les chercheurs ont ensuite appliqué leur nouvelle méthode à un produit réel, un comprimé commercial disponible contenant les deux médicaments. L'analyse a montré que les comprimés contenaient la bonne quantité de chaque médicament, les résultats se situant bien dans la plage acceptable pour la qualité pharmaceutique. Cette application réussie a prouvé que la méthode n'était pas seulement un exercice théorique, mais une solution pratique prête à être utilisée dans les contextes de fabrication et de réglementation. L'équipe a également pris du recul pour évaluer l'impact environnemental de son travail. Ils ont comparé leur nouvelle technique à la méthode traditionnelle basée sur les liquides, connue sous le nom de RP-HPLC, en utilisant plusieurs métriques de chimie verte.

La comparaison a révélé que la nouvelle méthode de couche mince était nettement plus respectueuse de l'environnement. Elle consommait beaucoup moins de solvants, générait moins de déchets et nécessitait moins d'énergie pour fonctionner. Alors que la méthode traditionnelle obtenait un score inférieur lors des évaluations environnementales en raison de sa forte utilisation de produits chimiques et de la génération de déchets, la nouvelle approche a obtenu un score bien plus élevé, indiquant un flux de travail plus durable. Les chercheurs ont noté que, bien que la méthode ne soit pas entièrement exempte de réactifs chimiques, elle représente une amélioration substantielle par rapport aux pratiques existantes. En réduisant le volume de solvants nécessaires et en simplifiant le processus, l'étude offre un moyen concret de rendre le contrôle de la qualité pharmaceutique plus durable sans sacrifier la précision ou la fiabilité.

En fin de compte, ce travail démontre qu'une planification minutieuse et une attention portée à la responsabilité environnementale peuvent aller de pair avec la rigueur scientifique. Les chercheurs n'ont pas seulement trouvé une nouvelle façon de mesurer les médicaments ; ils ont trouvé une meilleure façon de les mesurer. En intégrant une approche de conception structurée avec les principes de la chimie verte, ils ont créé une méthode plus rapide, moins coûteuse et plus propre que les alternatives. Alors que l'industrie pharmaceutique cherche continuellement des pratiques plus durables, cette étude constitue un exemple concret de la manière dont la science analytique moderne peut évoluer pour répondre à la fois aux besoins de sécurité des patients et aux exigences de la gestion environnementale. La méthode constitue un outil vérifié et fiable pour garantir que les médicaments contre le diabète sont sûrs, efficaces et produits avec une empreinte plus légère sur la planète.