Yrd.Doç.Dr. Aysel KÜÇÜK TUNCA İLAÇ ANALİZLERİ I. DERS Yrd.Doç.Dr. Aysel KÜÇÜK TUNCA

Eczacılık tarihine bakacak olursak; öncülerden biri Paracelsus olup, 1537‘de şu ünlü deyimi türetmiştir: Bir maddeyi zehir yapan sadece onun dozudur. İlaç analizleri, başlangıç maddeleri, eksipiyanlar (ilaç katkı maddesi) ve aktif ilaç bileşenlerinin tanımlanması, saflığı, içeriği ve stabiliteleri hakkında bilgi sağlamaktadır. Hastalıklar ve rahatsızlıkların tedavisi, hafifletilmesi, önlenmesi veya tanımlanması için kullanılan saf aktif bileşenlerin analizi ile tıbbi preparatların analizi arasında bir ayrım bulunmaktadır. Söz konusu preparatlar çeşitli formlarda bulunabilmekte (merhemler, haplar, losyonlar, damlalar, vb.) ve farmasötik olarak aktif maddeyi ve de en az bir farmasötik eksipiyanı içermektedirler. Safsızlıklar, sıklıkla aktif bileşenin sentezlenmesi esnasında ortaya çıkmakta, ve genellikle ICH (International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use) yönergeleri ve farmakopiler (resmi kitap) çerçevesinde izlenmektedir.

İlaçların güvenliğini sağlamak için farmakopiler Farmakopiler resmi kodeksler olup, aktif ilaç bileşenleri ve terapötik amaçlı diğer ürünlerin tanımlanması, içeriği, kalitesi, saflığı, paketlenmesi, saklanması ve etiketlenmesi ile ilgili yasal ve uyulması gereken koşulları içermekte ve tıbbi ürünler üretmek, test etmek veya pazarlamak isteyen herkes için anahtar bir gereksinim olmaktadır. En sık kullanılan aktif bileşenler ve eksipiyanlar hakkındaki spesifikasyonlar ve test metotları, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) verilerine göre 38 adeti aşkın devletin ulusal farmakopilerinde detaylı olarak belgelenmiş bulunmaktadır. Bunlar arasında Amerikan Farmakopisi (USP), birkaç devletin yönetmeliklerinin harmanlanmasından ortaya çıkmış Avrupa Farmakopisi (Ph.Eur.), Türk Farmakopisi (TF) ve Japon Farmakopisi (JP) de bulunmaktadır.

Bu derste, ilaçlar hakkında genel bilgiler verildikten sonra, tablet, kapsül, krem, damla, şurup ya da enjeksiyonluk çözelti gibi farmasötik dozaj şekillerindeki etken madde analizleri için verilen ayırma, teşhis ve tayin yöntemleri anlatılacaktır. Teşhis yöntemleri; Kristallendirme, Süzme, Destilasyon, Adi Damıtma, Ayrımsal Damıtma, Moleküler ve Vakumda damıtma, Rektifikasyon, Süblimleştirme, Ekstraksiyon (sıvı-sıvı, sıvı-katı ekstraksiyon) ve Kromatografi olarak sıralanabilir. Daha sonra, gravimetrik, titrimetrik ve enstrümental analiz gibi çeşitli yöntemlerle yapılan ilaç analizleri, ilaç kalite kontrolünde uygulanan testler/GMP ve GLP kuralları/Validasyon/ilaçlarda stabilite ve ilaçların kontrol edilmeleri de anlatılacaktır. 4

1-Temel ilaç analiz yöntemlerini bilmek, Mezun olduktan sonra, ilaç endüstrisinde çalışmayı düşünen kimya öğrencileri için gerekli olan bazı teorik ve pratik bilgileri kazandırmak için; 1-Temel ilaç analiz yöntemlerini bilmek, 2-İlaç analiz metodu araştırabilmek ve seçebilmek, 3-İlaç analiz sonuçlarını değerlendirebilmek, 4-İlaç analizlerindeki hataları yorumlayabilmek, 5-İlaç analiz metodunu laboratuarda uygulayabilmek gerekmektedir. 5

Niçin ilaç analizleri yapılır? İlaçların kalitesinin ve güvenliğinin garanti altına alınması Hem ilaç hem de olası safsızlıklarının tayin edilmesi Gerek ilaç geliştirme, gerekse üretim basamaklarının izlenmesi Klinik öncesi (genellikle deney hayvanları üzerinde) ve klinik geliştirme fazlarında (gönüllü hastalar ve sağlıklı insanlar üzerinde) olası safsızlık profillerinin toksikolojik risklerinin dikkate alınarak incelenmesi İlaçların rutin analizi ve yeni ilaç moleküllerinin geliştirilmesinde İlaçların değişik amaçlarla suistimalinin saptanması ve engellenmesi için rutin analiz ve araştırma faaliyetlerinde Doping kontrol ve adli analizlerde İlaç-protein, ilaç-ilaç etkileşmeleri ile ilaç kullanımındaki uyumun izlenmesinde İlaçların biyotransformasyonunda önemli yeri olan Faz I ve Faz II enzim tepkimelerinin izlenmesinde 6

İlaç Ne Demektir? İlaç, canlı hücre üzerinde meydana getirdiği tesir ile bir hastalığın teşhisi, iyileştirilmesi veya semptomlarının azaltılması amacıyla tedavisini veya bu hastalıktan korunmayı mümkün kılan, canlılara değişik uygulama yöntemleri ile verilen doğal, yarı sentetik veya sentetik kimyasal preparatlardır. İlaçlar, tıpta çeşitli hastalıkları önlemek, tedavi etmek veya kontrol altında tutmak maksadıyla kullanılırlar. Biyolojik etkinliğe sahip (biyoaktif) saf bir kimyasal madde (etkin-aktif madde) ile bu maddenin alımını kolaylaştırarak etkisini artıran yardımcı maddelerin belirli oranlardaki karışımından elde edilirler. 7

Yani kısaca ilaçlar iki kısımdan meydana gelmektedir: Etkin (aktif) madde (drog): Canlıda fizyolojik etki gösteren bir veya birkaç kimyasal madde karışımıdır. Taşıyıcı (yardımcı madde): Etkin maddenin hasta tarafından kolay alınabilmesi veya iyi doz edilebilmesi için katılan fizyolojik etkisi olmayan kimyasal maddelerdir (glukoz, parafin, gliserin gibi). 8

Etkin madde olarak kullanılan maddeler, genellikle zayıf asit veya zayıf baz şeklinde olmaktadır ve bu şekillerin sudaki çözünürlükleri genelde düşük olup, ayrıca pH’ya da bağımlıdırlar. Bu türden maddelerin çözünmesini ve dolayısıyla da emilimlerini arttırabilmek amacıyla, bunların kuvvetli asit veya bazlarla tuzları oluşturularak preparat formülasyonları hazırlanmaktadır. Örnek verecek olursak; sülfonamit ve barbitüratların tuzları, asit şekillerine göre, yaklaşık 500 kat daha fazla çözünmektedir. Bir etken madde olan Parasetamol (asetaminofen), ağrı kesici ve ateş düşürücü etkiye sahip bir ilaç etken madde örneği olarak verilebilir. 9

Parasetamol ağızdan alındığında gastrointestinal sistemde hızla emilir Parasetamol ağızdan alındığında gastrointestinal sistemde hızla emilir. İlaç alındıktan 30-60 dakika sonra maksimum plazma konsantrasyonlarına ulaşır. Parasetamol bütün dokulara hızla dağılır. Plazma proteinlerine bağlanması zayıftır. Plazma yarı ömrü 1-4 saattir. İdrarla, parasetamol’ün %1-3’ü değişmemiş olarak atılır.  %80’i ise biyolojik olarak glukuronid veya sülfat bileşikleri (metabolit) olarak atılır. Analjezik etkisi yeni nesil analjeziklere göre hafif kalmış olsa da gastrointestinal sistemde yan etkisinin hemen hemen olmaması, güvenilirliği ve de gebelerde kullanılabilmesi parasetamolün her zaman ön planda kalmasını ve klasik bir analjezik olmasını sağlar.

Etkin maddelerin uygun yardımcı maddelerle karıştırılması işlemi, belirli formüllere göre yapılmaktadır. Bu formüllerin düzenlenmesi de eczacılık (farmasötik) bilimlerinin uğraşı alanıdır. Bilindiği gibi; etkin maddelerin uygun formülasyonlarla hastalara kolayca uygulanabilmesi için sokulduğu özel sunum şekillerine de (farmasötik) dozaj şekilleri denilmektedir. Bunlara örnek olarak; tablet, kapsül, şurup, merhem, transdermal yama vb. verilebilir. 11

İlaçların Farmasötik Şekilleri Tablet Efervesan tablet Kapsül Ampul Krem Merhem Şampuan Toz Transdermal sistem İmplant sistem İnhaler sistem Süspansiyon Şurup Supozituar (fitil) Losyon Emülsiyon Damla Sprey 12

Hastalıkların tedavisi, ilaçların kullanım alanlarının en önemlisini oluşturur. Tedavi için, toksik etkiye sahip olacak kadar aşırı miktarda veya tedavi edici miktarın altında olmamak kaydıyla, sadece yeterli miktarda ilaç dozlarını hedef dokulara ulaştırmak gerekmektedir. Doz, bir kerede verilen ilaç miktarı olup, bir gün boyunca verilmesi tavsiye edilen miktar ise günlük doz olarak adlandırılmıştır. 13

Biyolojik Yarılanma Süresi, t1/2: Etkin maddenin yarısının organizmayı terk etmesi için geçen süreye denir. Bir ilâcın yarılanma süresi, vücuttaki ilâcın belli bir andaki miktarının yarısının vücuttan dışarı atılması için gereken süre hesaplanarak bulunur. Bunun hesaplanması, bir ilacın etkinliğini ortaya koymak bakımından önemlidir. Biyolojik yarı ömür, önemli bir farmakokinetik parametredir ve genel olarak kısaltılarak t1/2 şeklinde yazılır. 14

Başka şekilde ifade edersek; bir ilacın yarılanma ömrü, ilacın içildikten belli bir süre sonra kandaki değeri, içindeki etken madde miktarının yarısına kadar düşer. Diğer yarısı ise vücuttan atılmıştır. Metabolizmanın çalışmasına bağlı olarak herkeste farklı sürede olabileceğinden tek bir saat yerine saat aralığı şeklinde ifade edilir. Örneğin; 4-6 saat, 1-4 saat gibi. İlaç alınmaya devam edildikçe, atılmayan ilaç birikimi, tedavi değerine ulaşarak sabit bir seviyede kalır.

Eşdeğer (Jenerik İlaç) İlaçlar aynı zamanda, endüstriyel kuruluşlarca, standart bir şekil ve ambalaj içinde ve yapanın koyduğu özel bir adla pazarlanmış tıbbi müstahzarlardır (ilaç ürünü). Koruma süresi bittikten sonra ilacın benzerleri yapılabilir. Eşdeğer ilaç/jenerik ilaç, aktif madde veya maddeler bakımından orijinal ilaç ürünü ile aynı nitel ve nicel bileşime sahip olan, aynı farmasötik şekilde bulunan ve biyoyararlanım çalışmaları ile biyoeşdeğer olduğu gösterilmiş ilaçlardır. Ticari ilaçlar, ilaç firmaları tarafından üretilir ve genellikle patentlidir. Etken maddesinin patent süresi dolmuş ve birden çok firmanın üretebildiği işte böyle ilaçlara jenerik ilaçlar denir. Başka bir deyişle, eşdeğer ilaç, orijinal ilacın biyoeşdeğerliği kanıtlanmış farmasötik eşdeğeridir.

Orijinal İlaç Nedir? Orijinal İlaç, dünyada ilk kez ilaç olarak ruhsatlandırılarak pazara verilen yeni bir etkin maddeyi, belirlenen tedavi edici dozlarında içeren bir üründür. Eşdeğer ilaçlar ise aynı etkin maddeyi orijinal ilaçlarla aynı miktarda ve aynı farmasötik formda içeren ve böylece aynı farmakolojik etkiye sahip olan, kana geçiş hızı ve miktarı belli sınırlar içinde aynı olan ilaçlardır. Bir eşdeğer ürünün üretiminden satışa sunulmasına kadar geçen tüm evreler orijinal ürünlerle aynıdır. Sadece, canlı denekler kullanılarak başarılı olduğu kanıtlanan ilaçlarla ilgili klinik çalışmalar yapılmamaktadır. Eşdeğer ilaçlarda, sağlık otoritelerinin gerekli gördüğü tüm inceleme ve araştırmalar yapılmakta ve orijinal ürünle aynı tedaviyi sağlayabileceği “BİYOEŞDEĞERLİK” adı verilen bilimsel çalışmalarla kanıtlanmaktadır.

Diğer bir değişle; referans ürün ile aynı aktif maddeyi, aynı miktarda ve aynı farmasötik şekil içinde bulunduran ve biyoeşdeğerliği kabul edilen farklı ticari isim altındaki ürünlere (eşdeğer) jenerik ilaç adı verilir. Her ne kadar aynı etken maddeye, aynı oranlardaki karışımlara sahip olsalar da jenerik ilaçların bir türlü orjinali kadar etkili olmadığı fikri de yaygındır.

Orijinal ilacın yasal koruma süresinin dolması ile birlikte, ilaç şirketleri, orijinal ilacın benzerlerini yani jenerik ilaçları piyasaya sürebilirler. Jenerik ilaç, orijinal ilaçla aynı etken maddeyi, aynı miktarda içermelidir. Aynı formülasyonda ve farmasötik şekilde olmalıdır. Orijinal ilaçla biyoeşdeğer olduğunun kanıtlanmış olması da gerekmektedir. Biyoeşdeğerliliği kanıtlanmış jenerik ilaçlar, yüz milyonlarca dolarlık araştırma harcaması yapmak zorunda kalmadan, orijinal ilaçların kanıtlanmış etkinlik ve güvenilirliğine dayanılarak piyasaya sunulurlar. Dolayısıyla jenerik ilaç çok daha ucuza mal edilebilir. İlaç sektörünün, insanın yaşam kalitesini artırabilmesi için hem orijinal ilaçlara hem de jenerik ilaçlara ihtiyacı vardır. Orijinal ilaçlar, yeni, etkin ve daha güvenli tedaviyi insanlığın hizmetine sunarken: jenerik ilaçlar daha ekonomik bir alternatif oluştururlar. Bu bayrak yarışı, yaşam kalitesinin artırılması için sağlıklı bir döngü içinde çalışabilmelidir.

İlaçların İsimlendirilmesi: Tıp ve eczacılık çevrelerince genel isim, dünya çapında standardize edilmiş, ilaçların birleşimi ve hazırlanma usullerini anlatan kitaplarda (farmakopilerde) ya da diğer resmi yayınlarda listelenmiş olan bir isimdir. Örneğin; antibiyotikler, analjezikler, antialerjikler, alkaloitler, tiyadiazoller, alkanlar gibi herhangi bir grubu belirleyen isimlerdir. Ticari isim (markası): Genellikle üretici firma tarafından verilen özel isimlerdir; ilaçlar değişik üretici tarafından pazarlandığında değişik ticari isme sahip olabilirler. Bu isimlerin kullanım hakkı, resmi kurumlara tescil ettirildikleri (patent alındığı) taktirde, söz konusu firmaya aittir. Örneğin; Aspirin, Coraspin, Babyprin gibi. 20

Kimyasal isim: Kimyasal yapıyı tanımlarlar ve uzun ve kompleks olduklarından kullanılması pratik değildir. Örneğin; ()-trans-2-(dimetilaminometil)-1-(3-metoksifenil)-siklohekzanol HCl gibi. Örnek: tetrasiklin, çok kullanılan antibiyotik türü bir ilaçtır. Genel ismi: tetracycline Ticari isimleri: Achromycinâ, cycloparâ, mystcelinâ, sumycinâ Kimyasal ismi: 4-dimethylamino-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-octahydro-3,6-10,12,12a-pentahydroxs-6-methyl-1,11-dioxo-2-naphthacenecarboxamide

İsimlerin patentli olduğunu göstermek gerektiğinde ise, ismin sağ üst kösesine registered name (tescil edilmiş isim) veya trade name (ticari isim) sözcüklerini simgeleyen ® veya ™ işaretleri konur. Örneğin; asetilsalisilik asit için, başlangıçta Bayer A.G. firmasına ait patentli bir isim olan Aspirin sözcüğü, daha sonraki yıllarda bazı ülkelerde (örneğin İngiltere) resmi isim olarak kabul edilmiştir (söz konusu madde için asetilsalisilik asit ismi de birçok ülkede resmi isim olarak kullanılmaktadır). 22

İLAÇLARIN KAYNAKLARI İlaçlar, sentetik olarak veya doğal kaynaklardan elde edilebildiklerinden, ilaç sentezinde kullanılan ön maddeleri sağlama bakımından, petrol veya kömür kaynaklı destilasyon ürünlerinin önemi büyüktür. İlaç elde edilen doğal kaynaklar arasında ise; bitkiler, hayvanlar, mikroorganizmalar ve madenler (mineraller) bulunmaktadır. 23

Tedavide kullanılan ilaçların hemen hemen çok büyük bir kısmı sentetik ya da yarı sentetik moleküller olduklarından, bir ilacın gösterdiği farmakolojik etki de bu ilacın kimyasal yapısının bir fonksiyonudur. 24

İlaçlar, etkilerini hücre ve dokuların normal fonksiyonlarına katılarak göstermektedirler. İlacın etkisini gösterebilmesi için hücrede bağlandığı bölge yada maddeye reseptör (alıcı), ilacın bir reseptöre bağlandığında, o reseptörü aktive edebilme gücüne de o ilacın etkinliği denilmektedir. İlacın etkinliğinin yüksek olması için ise verilen dozun, belirlenen miktarın altında veya üstünde olmaması gerekmektedir. 25

İLAÇ-RESEPTÖR İLİŞKİSİ Hücrelerde belirli bir makromolekülün özel bir kısmını oluşturan, etkin endojen madde ve onlara yapıca benzerliği olan ilâç moleküllerini seçici bir şekilde yüksek afinite göstererek bağlayan ve etkinin başlamasında aracılık eden özel noktalara “reseptör”denir. Reseptör noktayı taşıyan makromoleküle ise “reseptör molekülü” denir. Reseptör molekülleri, hücrelerin sitoplazma membranının dış yüzünde, hücre sitoplazmasında ve/veya çekirdeğinde yerleşiktirler.

İlaç Analizleri a) Ham Madde Analizleri 1. Partikül Boyutu 2. Erime Noktası Tayini 3. Polimorf Tayini 4. Çözünürlük Tayini 5. Kimyasal ve Yapısal Özellikleri Tayini NMR Spektroskopisi , IR Spektroskopisi, Kütle Spektroskopisi, X-Isınları Difraksiyonu, DSC ve TGA Analizi 6. Yoğunluk Tayini 7. Viskozite Tayini 8. Nem Tayini 9. Etkin Madde Miktar Tayini 10. İlgili Bileşiklerin Tayini 11. Kalıntı Solvent Tayini 27

İlaçlar (Bitmiş Ürünler) Üzerinde Gerçekleştirilen Testler Assay (Aktif Madde Tayini) İlgili Maddeler - İzomerler - Her bir safsızlık - Total Safsızlık Dissolüsyon Disintegrasyon (parçalanma) Kalıntı Solvent Tayini Tablet Sertlik Tayini Friability (aşınma, ufalanma) Dozaj Birimlerinde Tekdüzelik - İçerik Tekdüzeliği - Ağırlık Değişmeleri Kurutmada Kayıp - Halojen Lambası - Karl – Fischer Titrasyonu Mikrobiyolojik Analizler - Aerobik Bakteriler - Mantarlar - E. Coli Stabilite Testleri

İlaç analizinde yapılan çalışmalar; Tanıma Miktar tayini İçerik tekdüzeliği Safsızlık tayini Çözünme hızı tayini Kalıntı solvent tayini Nem-kurutma kaybı tayini Partikül büyüklüğü Polimorfizm belirlenmesi Erime noktası tayini Mikrobiyojik tayinler 29

İlaç analizinde bakılacak yerler; FDA USP ICH DMF EP/BP Diğer farmakopiler 30

İlaç Analizleri Cihazları HPLC (Değişik Detektörler), HPLC-UPLC LC – MS LC – TOF MS LC – MS / MS Dissolüsyon Test Cihazı ICP/MS HPTLC (High Pressure Thin Layer Chromatography) UV/Vis Spektrofotometre GC GC – MS ITK Sertlik Tayini Cihazı Aşınma Tayin Cihazı Nem Terazisi

Günümüzde İlaç Sanayi’inde 25. 000 civarında personel çalışmaktadır Günümüzde İlaç Sanayi’inde 25.000 civarında personel çalışmaktadır. Bu personelin sanayideki pozisyonları aşağıda verilmektedir. 1. İlaç imalatı 2. Bitmiş ürün ve etkin madde analizleri 3. İlaç tanıtımı 4. Ar-Ge Personeli 5. İdari ve büro personeli Yüksek öğrenim görmüş ilaç sanayi personelinin mesleklere göre oransal dağılımı ise şu şekildedir: Eczacı : % 4.5 Hekim : % 3.0 Kimya Müh. : % 7.5 Kimyager : % 7.0 Biyolog : % 9.5

Bu personelin büyük kısmı ilaç etkin maddesi ve müstahzarların (hazır ilaç, preparat) rutin analizlerinde görev almakta ve etkin maddenin tam analizi gerçekleştirilmeden müstahzar imalatına geçilmemektedir. Aynı şekilde, müstahzarların imalatından sonra da gerekli analizler yapılmadan ilaç piyasaya sürülememektedir. Görüldüğü gibi, ilaç sanayiinde en önemli fonksiyonlardan biri de ilaç etkin maddesi ve bitmiş ürünün analizidir. Ar-Ge personeline bakıldığında ise bu çalışanların da büyük bir çoğunluğunun analiz uygulaması yaptığı ve yöntem geliştirme ve yöntem validasyonu üzerinde çalıştığı bilinmektedir. Zaten bu sebeple, eczacı dışındaki personel rutin analiz ve yöntem geliştirme/validasyon konusunda çalışmaktadır. Ancak, eczacı dışındaki yüksek öğrenim görmüş personel ilaç konusunda hiç eğitim almadan mezun olmakta ve ilacı bilmeden ilaç sanayiinde görev almaktadır.

Ders Kitabı / Önerilen Kaynaklar 1- HPLC for Pharmaceutical Scientists Edited by Yuri Kazakevich and Rosario LoBrutto Copyright 2007 by Wiley & Sons. Inc 2- Practical HPLC Method Development.L.R.Snyder,J.J.Kirkland,J.L.Glajch:Statistich and Chemometrics for Analitical Chemistry,J.N.Miller. 3- Marmara Üniversitesi Eczacılık Fak. Mezunları Derneği VALİDASYON Dr.Ecz.Saniye Gülhan 1999 İstanbul 4- Metot validasyonu ve belirsizlik eğitim notu. Dr.Aysun Yılmaz 5-Tübitak Atal Analitik Kalite Güvence Minumum Gereksinimler. Hamide Z Şenyuva 6- ERGENÇ, N., GÜRSOY, A., ATEŞ, Ö., İlaçların Tanınması ve Kantitatif Tayini 7- TOZKOPARAN, B., Nicel İlaç Analizleri Ders Notları, Hacettepe Üniv. Eczacılık Fak., 2005 8- ÖZKAYA, Ş., Metod Validasyonu ve Laboratuar Performansının İzlenmesi. Ankara İl Kontrol laboratuarı Müdürlüğü, 2004 9- MALM, M., Drug Analysis, Bioanalysis Method Development and Validation, Uppsala University, Sweden, 2008 10- ALTINIŞIK, M., Standart Analitik Teknikler Ders Notları, Adnan Menderes Üniv. Tıp Fak. Biyokimya, 2008 11- GÖRÖG, S., Drug Dafety, Drug Quality, Drug Analysis, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2007