Study of surfactant-preservative and protein-preservative interactions in multi-dose injectable formulation

Abstract

[ES] Multidose injectable formulations require a preservative such as phenol to ensure sterility and protection against microbial contamination during clinical use. However, it is known that the interaction between these components and non-ionic surfactants such as polysorbate 80, also found in this type of formulations, present incompatibilities, which can lead to decreases in the efficacy of the product. This incompatibility is linked to a decrease in the cloud point of the surfactant. The presence of other common components in this type of formulations, such as salt, proteins or non-ionic tonicity adjusting agents are also known to influence this phenomenon. Furthermore, it¿s known that preservatives can lead to increased aggregation in protein-based formulations as a consequence of preservative-protein interaction. In order to study these incompatibilities, different concentration titrations were carried out in which the emergence of the cloud point was monitored by simultaneous measurement of light scattering. In general, these titrations consisted of the addition of phenol to samples containing polysorbate 80, salt, protein and tonicity adjusting agents in varying concentrations. Additionally, preservative-protein interaction was studied by complementary concentration titrations and sample-specific analysis by small-angle X-ray scattering. Results obtained in the study indicate that the presence of phenol, at concentrations within the range commonly used in multi-dose injectable formulations, leads to a reduction in the cloud point of polysorbate 80 down to 25ºC. In addition, the presence of other components such as salt, somatropin or mannitol is shown to decrease the phenol concentration required for the appearance of this phenomenon. Moreover, results suggest that the interaction between somatropin and phenol leads to protein aggregation, which is significantly enhanced by the presence of salt.

[EN] Las formulaciones inyectables multidosis requieren un conservante como el fenol para garantizar la esterilidad y la protección contra la contaminación microbiana durante su uso clínico. Sin embargo, se sabe que la interacción entre estos componentes y los tensioactivos no iónicos como el polisorbato 80, que también se encuentran en este tipo de formulaciones, presentan incompatibilidades, que pueden provocar disminuciones en la eficacia del producto. Esta incompatibilidad está relacionada con la disminución del punto de turbidez del tensioactivo. También se sabe que influye en este fenómeno la presencia de otros componentes habituales en este tipo de formulaciones, como la sal, las proteínas o los agentes no iónicos ajustadores de la tonicidad. Además, se sabe que los conservantes pueden provocar un aumento de la agregación en las formulaciones basadas en proteínas como consecuencia de la interacción conservante-proteína. Para estudiar estas incompatibilidades, se llevaron a cabo diferentes valoraciones de concentración en las que se monitorizó la aparición del punto de turbidez mediante la medición simultánea de la dispersión de la luz. En general, estas valoraciones consistieron en la adición de fenol a muestras que contenían polisorbato 80, sal, proteína y agentes de ajuste de la tonicidad en concentraciones variables. Además, se estudió la interacción conservante-proteína mediante valoraciones complementarias de la concentración y análisis específicos de la muestra mediante dispersión de rayos X de ángulo pequeño. Los resultados obtenidos en el estudio indican que la presencia de fenol, en concentraciones dentro del rango comúnmente utilizado en formulaciones inyectables multidosis, conduce a una reducción del punto de turbidez del polisorbato 80 hasta 25ºC. Además, se demuestra que la presencia de otros componentes como la sal, la somatropina o el manitol disminuye la concentración de fenol necesaria para la aparición de este fenómeno. Por otra parte, los resultados sugieren que la interacción entre la somatropina y el fenol conduce a la agregación de proteínas, que se ve significativamente potenciada por la presencia de sal.