Marcin Płaczek, Katarzyna Opęchowska, Lucyna Wolniak, Małgorzata Sznitowska

Bufory jako składniki leku pozajelitowego – aspekty technologiczne i biofarmaceutyczne

 

2025-09-12

Przedmiot badań. Niektóre produkty lecznicze podczas wytwarzania wymagają zastosowania wyjątkowych warunków środowiska pracy i operacji technologicznych oraz użycia określonych substancji pomocniczych. Szczególną grupę preparatów stanowią np. leki podawane pozajelitowo, które oprócz podstawowych cech jakościowych, takich jak: jałowość, brak zanieczyszczeń mechanicznych i apirogenność, muszą również charakteryzować się odpowiednim ciśnieniem osmotycznym i określonym odczynem. Wartość pH roztworu podawanego pacjentowi w formie iniekcji lub infuzji ma podstawowe znaczenie z punktu widzenia jakości leku, jego skuteczności oraz bezpieczeństwa pacjenta.

Cel badań. Celem pracy było zebranie najważniejszych informacji na temat buforów stosowanych jako substancje pomocnicze w preparatyce leków pozajelitowych. Przygotowane opracowanie miało wyjaśnić m.in. mechanizm stabilizacji pH przez roztwory buforowe, zakres skutecznego działania buforującego oraz zasady doboru właściwego układu buforowego w zależności od cech danej formulacji przeznaczonej do podania pozajelitowego.

Materiały i metody. Praca ma charakter przeglądu narracyjnego, który przygotowano na podstawie uznanego piśmiennictwa fachowego oraz informacji zawartych w medycznych bazach naukowych, m.in.: Scopus, PubMed, Ebsco oraz Web of Science. Podczas przeszukiwania tych baz jako filtry stosowano następujące słowa kluczowe: bufory, leki pozajelitowe, leki do wstrzykiwań, leki do wlewu dożylnego. Wyniki wyszukiwania zawężono do ostatnich 10 lat, a w razie potrzeby dalszego wyjaśnienia danego zagadnienia poszukiwano opublikowanych wcześniej źródeł.

Wyniki. W publikacji dokonano przeglądu układów buforowych stosowanych obecnie w lekach pozajelitowych, w tym w preparatach otrzymywanych metodami biotechnologicznymi. W wyniku przeprowadzonej analizy dostępnego piśmiennictwa fachowego do szczegółowego opisu wybrano bufory: fosforanowy, octanowy, cytrynianowy, fosforanowo-cytrynianowy, bursztynianowy, Tris oraz histydynowy. Charakterystyka tych buforów obejmowała m.in. zakres skuteczności buforowania, zgodność fizykochemiczną z pozostałymi składnikami leku pozajelitowego, a także technologiczne możliwości użycia w preparatach płynnych oraz suchych (proszki liofilizowane). Przygotowano także zestawienia tabelaryczne, zbierające przykłady stosowanych obecnie leków pozajelitowych, do wytworzenia których używa się poszczególnych układów buforowych. Opisy uzupełniono o przykłady praktycznych problemów, jakie dla personelu fachowego może niekiedy stwarzać konieczność zastosowania u pacjenta leku parenteralnego o określonym odczynie.

Wnioski. Zaprezentowane w publikacji informacje wskazują jak ważny jest wybór właściwego układu buforującego dla jakości leku pozajelitowego. Nie jest on możliwy bez przeprowadzenia serii doświadczeń na etapie prac preformulacyjnych i rozwojowych, uwzględniających właściwości substancji leczniczej, zgodność z innymi substancjami pomocniczymi oraz wymagane cechy aplikacyjne dla tak specyficznych postaci leku, jakimi są formy pozajelitowe.

Słowa kluczowe: substancje pomocnicze, technologia postaci leku, leki pozajelitowe, bufory, leki do wlewu dożylnego, leki do wstrzykiwań.

© Farm Pol, 2025, 81(1): 3–14

Buffers in parenteral formulations – technological and biopharmaceutical aspects

Subject of Study. During manufacturing, certain medicinal products require the use of unique environmental conditions and technological operations, as well as the use of specific pharmaceutical excipients. A special group of preparations is, for example, drugs administered parenterally, which must meet unique quality requirements: not only sterility, absence of mechanical impurities, and bacterial endotoxins, but also an appropriate pH value and osmotic pressure. The pH of a solution administered to a patient by injection or infusion is of fundamental importance from the point of view of both drug quality and its efficacy and patient safety.

Aim of Study. The purpose of the study was to gather the most important information on buffers used as excipients in the formulation of parenteral drugs. The authors’ intention was to clarify the mechanism of pH stabilization by buffer solutions, the range of effective buffering action, and the principles of selecting the right buffer system depending on the characteristics of a formulation intended for parenteral administration.

Materials and Methods. The paper is a narrative review, which was prepared based on recognized professional literature and information contained in medical scientific databases (Scopus, PubMed, Ebsco, and Web of Science). When searching these databases, the following keywords were used as filters: “buffers”, “parenteral drugs”, “injections”, “infusions”. The search results were narrowed down to the last 10 years, and more previously published sources were sought if further clarification of an issue was needed.

Results. The publication reviews the buffer systems currently used in parenteral drug formulations, including biopharmaceutics. For detailed description, buffers such as phosphate, acetate, citrate, phosphate-citrate, succinate, Tris, and histidine were selected. Characterization of these buffers includes the range of buffering efficiency and physicochemical compatibility with the other ingredients of the parenteral drug, as well as the technological feasibility of their use in liquid and solid preparations (lyophilized powders). The descriptions are supplemented with examples of practical problems that for professional personnel may sometimes be posed by the need to use a parenteral drug with a specific pH value. Moreover, examples of registered parenteral drugs containing buffers are presented in the form of tabular summaries.

Conclusions. The information presented in the publication shows how important for the quality of a parenteral drug it is to choose the right buffering system. This choice must follow a series of experiments at the stage of preformulation and development. Buffer selection must consider the properties of the drug substance, compatibility with other excipients, and application characteristics related to the route of administration for such specific forms of the drug as parenteral forms.

Keywords: pharmaceutical excipients, infusions, buffers, pharmaceutical technology, injections, parenteral drugs.

© Farm Pol, 2025, 81(1): 3–14