Simultaneous Determination of Dapagliflozin and Bisoprolol by LC–MS/MS: Method Development, Validation, and Forced Degradation Studies

In de complexe wereld van de moderne geneeskunde schrijven artsen vaak combinaties van medicijnen voor om aandoeningen te beheersen die meerdere systemen in het lichaam aantasten. Voor patiënten die leven met diabetes type 2 en daarnaast te maken hebben met een hoge bloeddruk of hartrisico's, is een specifieke combinatie van medicijnen een essentieel hulpmiddel geworden. Het ene medicijn helpt de nieren om overtollige suiker uit het bloed te filteren, terwijl het andere werkt om het hart te ontspannen en de bloeddruk te verlagen. Wanneer deze twee medicijnen worden gecombineerd in één enkele pil, bieden ze een gestroomlijnde manier om beide aandoeningen tegelijkertijd te behandelen. Voordat een dergelijke pil echter door miljoenen mensen kan worden vertrouwd, moeten wetenschappers bewijzen dat de ingrediënten stabiel en effectief blijven in de loop van de tijd. Ze moeten precies weten hoeveel van elk medicijn aanwezig is en waarborgen dat het productieproces of de opsomingsomstandigheden de medicijnen niet hebben afgebroken tot iets dat minder nuttig of potentieel schadelijk is.

Om deze veiligheid en kwaliteit te garanderen, vertrouwen onderzoekers op een techniek die fungeert als een uiterst gevoelige moleculaire weegschaal. Deze methode, bekend als vloeistofchromatografie-tandem-massaspectrometrie, scheidt een mengsel van chemicaliën in zijn afzonderlijke componenten en identificeert ze vervolgens op basis van hun gewicht en elektrische lading. Het is een krachtige manier om naar een complexe substantie te kijken en precies te zien wat erin zit, tot aan de kleinste sporen. Lange tijd moesten wetenschappers deze twee specifieke medicijnen met verschillende, minder nauwkeurige instrumenten afzonderlijk controleren, of moesten ze vertrouwen op methoden die de medicijnen niet duidelijk konden onderscheiden van hun afgebroken fragmenten. Deze kenniskloof betekende dat de kwaliteitscontrole voor de gecombineerde pil niet zo grondig was als het had kunnen zijn.

Een team van onderzoekers aan de M. S. Ramaiah University of Applied Sciences in India zette zich in om dit op te lossen door een enkele, uiterst nauwkeurige methode te creëren om zowel dapagliflozine als bisoprolol tegelijkertijd te meten. Hun doel was om een testprotocol te bouwen dat niet alleen de hoeveelheid van elk medicijn in een tablet kon tellen, maar ook als een stabiliteitsindicator kon dienen. Dit betekent dat de methode in staat zou zijn om te detecteren of de medicijnen begonnen te degraderen, of uit elkaar vielen, door blootstelling aan zware omstandigheden zoals hitte, licht of chemicaliën. Door deze nieuwe aanpak te ontwikkelen, streefden zij ernaar om een gouden standaardinstrument te bieden aan farmaceutische bedrijven om te garanderen dat elke batch van deze gecombineerde pillen voldoet aan strikte veiligheids- en kwaliteitseisen.

De onderzoekers begonnen met het ontwerpen van een systeem dat de twee medicijnen kon scheiden terwijl ze door een kleine kolom stroomden die gevuld is met microscopische korrels. Ze pasten de vloeibare mengsels waarmee de medicijnen door deze kolom werden gevoerd zorgvuldig aan, waarbij ze verschillende combinaties van water, methanol en speciale zouten testten om de perfecte balans te vinden. Vroege pogingen toonden aan dat de medicijnen niet schoon scheidden of sporen achterlieten die de volgende test verstoorden. Door een proces van vallen en opstaan verfijnden ze het vloeibare mengsel en verminderden ze de hoeveelheid monster die in de machine werd geïnjecteerd. Deze aanpassing stelde hen in staat om scherpe, duidelijke signalen voor beide medicijnen te krijgen zonder verwarring of residu van vorige tests. De uiteindelijke opstelling maakte gebruik van een kolom die ongeveer de lengte heeft van een standaardpen, gevuld met korrels die zo klein zijn dat ze in micrometers gemeten kunnen worden, wat een zeer snelle en efficiënte scheiding mogelijk maakt.

Zodra de scheiding was geperfectioneerd, richtte het team zich op het detectiesysteem, dat fungeert als de ogen van de machine. Ze programmeerden het instrument om naar specifieke handtekeningen van de twee medicijnen te zoeken terwijl deze de kolom verlieten. Om de resultaten accuraat te maken, voegden ze twee andere vergelijkbare medicijnen toe als referentiepunten, wat de machine hielp om eventuele kleine schommelingen in het proces te corrigeren. De onderzoekers testten hun nieuwe methode vervolgens tegen een strikte set regels die is vastgesteld door internationale gezondheidsautoriteiten. Ze controleerden of de machine de medicijnen consistent op zeer lage niveaus kon detecteren, of de resultaten hetzelfde waren wanneer de test meerdere keren werd herhaald, en of de methode de medicijnen nauwkeurig kon meten, zelfs wanneer de omstandigheden licht veranderden, zoals een kleine verschuiving in temperatuur of stroomsnelheid.

De resultaten toonden aan dat de nieuwe methode zeer betrouwbaar was. Het kon de medicijnen detecteren op niveaus zo laag als enkele honderden nanogram per milliliter, wat een ongelooflijk kleine hoeveelheid is, en het kon ze nauwkeurig meten over een breed bereik van concentraties. Wanneer de onderzoekers de precisie van de methode testten, waren de resultaten telkens consistent, met zeer weinig variatie tussen verschillende tests. Ze controleerden ook de nauwkeurigheid door bekende hoeveelheden van de medicijnen aan de monsters toe te voegen en te kijken of de machine exact vond wat er was toegevoegd. De methode vond de juiste hoeveelheden met een hoge mate van zekerheid, wat bewees dat deze vertrouwd kon worden voor routineuze kwaliteitscontrole.

Een cruciaal onderdeel van de studie was het testen van hoe de medicijnen zich gedragen onder stress, waarbij de zware omstandigheden werden gesimuleerd die ze tijdens de productie of opslag zouden kunnen ervaren. De onderzoekers stelden de medicijnen bloot aan zure en basische oplossingen, sterke oxiderende middelen, hoge hitte en fel licht. Ze wilden zien of de medicijnen onder deze omstandigheden zouden afbreken en of hun nieuwe methode de afgebroken stukjes zou kunnen opsporen. De studie toonde aan dat zowel dapagliflozine als bisoprolol opmerkelijk stabiel waren. Zelfs nadat ze aan deze stressvolle omgevingen waren blootgesteld, bleef het overgrote deel van de medicijnen intact, met terugvindingspercentages boven de vijfendertig procent. Cruciaal was dat de methode geen significante nieuwe pieken detecteerde die zouden wijzen op de vorming van schadelijke afbraakproducten. Dit bevestigde dat de medicijnen robuust zijn en dat de nieuwe testmethode gevoelig genoeg is om eventuele problemen op te merken, zelfs als die zouden optreden.

De onderzoekers testten de methode ook op werkelijke tabletten die op de markt beschikbaar zijn, en niet alleen op pure chemische poeders. Ze vermaalden de tabletten, losten de inhoud op en haalden deze door het systeem. De methode werkte net zo goed op het eindproduct als op de pure ingrediënten, waarbij de hoeveelheid van elk medicijn succesvol werd gemeten en werd bevestigd dat de tabletformulering de resultaten niet verstoorde. Dit is een vitale stap, aangezien het bewijst dat de methode gebruikt kan worden in de echte wereld om de kwaliteit van medicijnen te controleren die patiënten daadwerkelijk zullen innemen. De studie concludeerde dat deze nieuwe techniek een robuust, gevoelig en betrouwbaar instrument is voor het waarborgen van de kwaliteit van deze gecombineerde pillen. Door een duidelijke en nauwkeurige manier te bieden om beide medicijnen tegelijkertijd te meten en hun stabiliteit te controleren, hebben de onderzoekers een waardevolle bron geboden voor het behoud van de veiligheid en effectiviteit van een behandeling die miljoenen mensen helpt bij het beheren van hun gezondheid.