Th.--Méd.--Montpellier, 1918-1919. / Montpellier, 1918-1919, n ° 22.

Le manque de produits pharmaceutiques destinés à la population pédiatrique est un problème auquel sont confrontés les professionnels de la santé. Les pharmaciens doivent fréquemment se tourner vers les médicaments destinés aux adultes afin de fournir aux jeunes patients les traitements adéquats. L’utilisation de préparations magistrales pour adapter les médicaments homologués aux besoins de la population pédiatrique reste, encore à ce jour, l’option la plus souvent utilisée. Dans ce mémoire, nous proposons le développement et l’évaluation de nouvelles formulations pharmaceutiques destinées à la population pédiatrique afin de bonifier les options thérapeutiques mises à la disposition des professionnels de la santé. De plus, nous avons exploré l’utilisation de nouvelles techniques spécialisées pour surmonter des défis analytiques rencontrés, ultimement dans le but de déterminer en toute confiance la stabilité et la sécurité de ces nouvelles formulations. La première étude visait à évaluer la stabilité de préparations magistrales de chlorhydrate de clonidine (20 µg/mL) préparées avec des comprimés dans le véhicule commercial Ora-Blend. Les formulations embouteillées ont été conservées à 25°C/60% RH pendant 90 jours. Les défis analytiques rencontrés lors de l’analyse de la stabilité chimique ont été surmontés par l’implémentation d'une nouvelle méthode d'extraction en phase solide, ayant permis d’optimiser la quantification du chlorhydrate de clonidine, se retrouvant qu’en très faible quantité dans les formulations orales. L'absence d'instabilités physiques, évaluée par des mesures qualitatives et quantitatives, et l’absence d'instabilités chimiques, mise en évidence par une méthode HPLC-UV indicatrice de stabilité, confirment qu’accorder une date de péremption de 90 jours à ces préparations magistrales serait approprié. La deuxième étude portait sur l’évaluation de la stabilité de préparations magistrales d’hydroxyurée (100 mg/mL) dans l’Ora-Blend. Dans le cadre de cette étude, différentes méthodes de préparation (mortier, mélangeur, QuartetRx) et différentes sources de principe actifs (poudre, contenu des capsules, capsules entières) ont été étudiées. Toutes les formulations ont été conservées à 25°C pendant 90 jours dans des bouteilles et 14 jours dans des seringues orales. Le développement d'une méthode HPLC indicatrice de stabilité impliquant la dérivation de l’hydroxyurée par le xanthydrol aura permis la rétention l’hydroxyurée sur une colonne à phase inverse de type C18. Plus de 90.0 % de la concentration initiale d’hydroxyurée a été conservé tout au long de l’étude, et ce, pour toutes les conditions testées. L’évaluation visuelle des préparations n’a révélé aucun changement au cours de l’étude de stabilité. Des changements de pH allant jusqu'à 1.6 unités ont toutefois été observés après 90 jours d’entreposage et ont mis en lumière une voie de dégradation de l’hydroxyurée, générant ultimement l’ion ammonium. Ce dernier a été quantifié et les concentrations mesurées, définies comme acceptables. Les résultats ont montré que toutes les formulations d’hydroxyurée étudiées sont demeurées stables jusqu’à 90 jours à 25°C. Pour terminer, une étude exploratoire ayant pour but d’évaluer des comprimés à croquer à saveur d’érable a été réalisée. Le sucre d’érable et un arôme naturel d’érable ont été ajoutés à la composition des comprimés afin d’obtenir une saveur suffisamment prononcée pour masquer le goût amer de l’acétaminophène. Une étude de stabilité préliminaire, impliquant une période de 30 jours d’entreposage dans des conditions de stabilité accélérées (40°C/75%RH), aura permis d’explorer les propriétés physico-chimiques de cette nouvelle formulation, de soulever les défis potentiels et de générer des hypothèses en lien avec l’augmentation de dureté observée après seulement 14 jours d’entreposage. Les résultats de cette étude préliminaire serviront de point de départ pour le futur développement de produits pharmaceutiques à la saveur du Québec. Les techniques utilisées et les études réalisées dans le cadre de ce projet de maîtrise auront permis de générer des résultats robustes qui pourront être utilisés par les professionnels de la santé. Ces informations seront pertinentes à la pratique pharmaceutique et permettront d’offrir à la population pédiatrique des nouvelles options de traitement sécuritaires et efficaces. / The lack of pharmaceuticals intended to the pediatric population is an issue facing healthcare professionals. Pharmacists must frequently resort to adult treatments to provide adequate treatment to young patients. The use of compounding to adapt commercial drugs to the needs of the pediatric population is still, to this day, the most considered option. In this master’s thesis, we propose the development and evaluation of new medicinal preparations for pediatrics in order to improve and diversify the therapeutic options available to healthcare professionals. In addition, we have explored the use of new specialized techniques to overcome analytical challenges encountered, with the goal of confidently determining the stability and safety of these new formulations. The first study aimed to assess the stability of compound preparations of clonidine hydrochloride (20 µg / mL) prepared with tablets in the commercial vehicle Ora-Blend. Bottled formulations were stored at 25°C/60% RH for 90 days. The analytical challenges encountered during the analysis of chemical stability were overcome by the implementation of a new method of solid phase extraction, which allowed to optimize the quantification of clonidine hydrochloride, present in very small amount in oral formulations. The absence of physical instabilities, assessed by qualitative and quantitative measurements, and the absence of chemical instabilities, as demonstrated by a stability indicating HPLC-UV method, confirm that it would be appropriate to grant a 90-day expiration date to these compounded oral liquids. The second study evaluated the stability of compound preparations of hydroxyurea (100 mg / mL) in Ora-Blend. In this study, different preparation methods (mortar, mixer, QuartetRx) and different sources of hydroxyurea (powder, content of capsules, whole capsules) were studied. All formulations were stored at 25°C for 90 days in bottles and 14 days in oral syringes. The development of a stability indicating HPLC method involving the derivatization of hydroxyurea by xanthydrol will have enabled hydroxyurea retention on a C18 type reverse phase column. Over 90.0% of the initial hydroxyurea concentration was recovered throughout the study under all conditions tested. Visual evaluation of the preparations did not reveal any changes during the stability study. Changes in pH of up to 1.6 units were observed after 90 days of storage and revealed a degradation pathway for hydroxyurea, ultimately generating ammonium ion. The latter was quantified, and the measured concentrations defined as acceptable. The results showed that all hydroxyurea formulations studied were stable for up to 90 days at 25°C. Finally, an exploratory study to evaluate maple flavored chewable tablets was carried out. Maple sugar and a natural maple flavor have been added to the composition of the tablets to achieve a flavor strong enough to mask the bitter taste of acetaminophen. The pre-stability study, involving a period of 30 days of storage under accelerated stability conditions (40°C/75% RH), will have made it possible to explore the physicochemical properties of this new formulation, to raise the potential challenges and generate hypotheses related to the increase in hardness observed after only 14 days of storage. The results of this preliminary study will serve as a starting point for the future development of pharmaceutical products with a Quebec flavor. The techniques used and the studies performed will have generated robust results that could help healthcare professionals in their practice.

Le développement d’un médicament pour une cible thérapeutique donnée passe par plusieurs étapes qui se résument en une étape de criblage, une phase préclinique et plusieurs phases cliniques. Ces étapes permettent de sélectionner une substance active et de démontrer son efficacité thérapeutique et sa sécurité toxicologique. Ces deux critères définissent la qualité du médicament qui, une fois démontrée, doit être garantie pendant toute sa durée de validité. La qualité est évaluée au moyen d’études de stabilité qui sont réalisées d’abord sur la matière première de la substance active au cours de la phase de pré-développement du médicament, ensuite sur le produit fini. La stabilité intrinsèque de la substance active concerne à la fois ses propriétés chimiques et ses propriétés physiques qui sont liées à la nature de la substance. L’étude de stabilité repose d’abord sur la caractérisation de ces propriétés, et ensuite sur l’étude de la sensibilité de la substance à l’égard des facteurs environnementaux pouvant modifier les propriétés intrinsèques de la substance. L’approche adoptée dans ce travail repose d’une part sur l’évaluation de la stabilité chimique c’est à dire de la réactivité chimique des substances à usage pharmaceutique au travers des études de pureté chimique et des études de dégradation forcée de ces substances en solution, et d’autre part, sur l’évaluation de la stabilité physique. Dans ce cadre, l’étude du polymorphisme cristallin revêt une grande importance, tout comme l’aptitude à la formation d’hydrates ou de solvates. Cette étude, basée sur la thermodynamique, consiste pour l’essentiel à construire un diagramme de phases pression-température permettant de définir les domaines de stabilité relative des différentes formes cristallines. Cinq substances actives, existant à l’état solide et entrant dans la composition de médicaments administrés par voie orale, ont été étudiées dans le cadre de ce travail. L’analyse chimique du tienoxolol, présentant un effet anti-hypertenseur, a montré qu’il est très sensible à l’hydrolyse et à l’oxydation. Sept produits de dégradation ont été identifiés pour ce produit dont un schéma probable de fragmentation a été établi. Des diagrammes de phases pression-température ont été construits pour le bicalutamide et le finastéride, médicaments du cancer de prostate, en utilisant une approche topologique basée simplement sur les données disponibles dans la littérature. Cette étude a montré que la relation thermodynamique (énantiotropie ou monotropie) entre les formes cristallines sous conditions ordinaires peut être modifiée en fonction de la température et de la pression. Ce résultat est important pour la production des médicaments car il montre comment une telle information peut être obtenue par des mesures simples et accessibles aux laboratoires de recherche industrielle, sans que ces derniers soient contraints d’expérimenter sous pression. La méthode topologique de construction de diagramme de phases a été validée ensuite en la comparant à une méthode expérimentale consistant à suivre, par analyse thermique, des transitions de phases en fonction de la pression. La méthode expérimentale a été appliquée à deux composés, la benzocaine, anesthésique local, et le chlorhydrate de cystéamine, médicament utilisé pour les cystinoses. Les deux formes étudiées de benzocaine présentent une relation énantiotrope qui se transforme en relation monotrope à haute pression. Une nouvelle forme cristalline (forme III) du chlorhydrate de cystéamine a été découverte au cours de ce travail. La relation thermodynamique entre cette forme III et la forme I est énantiotrope dans tout le domaine de température et de pression. De plus, le chlorhydrate de cystéamine, classé hygroscopique, a fait l’objet d’une étude quantitative de sa sensibilité à l’eau, montrant qu’il devient déliquescent sans formation préalable d’hydrate (...) / The development of a drug for a given therapeutic target requires several steps, which can be summarized by drug screening, a preclinical phase and a number of clinical phases. These steps allow the selection of an active substance and a verification of its therapeutic efficacy and toxicological safety. The latter two criteria define the quality of the drug, which once demonstrated, must be guaranteed throughout its shelf life. Quality is assessed through stability studies that are carried out with the raw material of the active substance (preformulation phase) and with the final product. The intrinsic stability of the active substance depends on its chemical and physical properties and their characterization is the core of the stability studies, which in addition consists of sensitivity studies of the active pharmaceutical ingredient (API) for environmental factors that can modify the intrinsic properties of the substance. The approach presented in this work is based on the one hand on the assessment of the chemical stability, i.e. the reactivity of APIs through chemical purity studies and forced degradation in solution, and on the other hand on the assessment of the physical stability. For the latter, crystalline polymorphism is of great importance, as is the ability of the API to form hydrates or solvates. The study of crystalline polymorphism is based on the construction of pressure-temperature phase diagrams in accordance with thermodynamic requirements leading to the stability condition domains of the different crystalline forms. The stability behavior of five APIs used or meant for oral applications has been studied as part of this work. The chemical analysis of tienoxolol, an antihypertensive drug, has demonstrated its sensitivity for hydrolysis and oxidation. Seven degradation products were identified and patterns of fragmentation have been established. Pressure-temperature phase diagrams have been constructed for bicalutamide and finasteride, drugs against prostate cancer, using a topological approach based on data available in the literature. The study demonstrates that the thermodynamic relationship (enantiotropy or monotropy) between crystalline forms under ordinary conditions can change depending on the pressure. This is important for drug development as it demonstrates how stability information can be obtained by standard laboratory measurements accessible to industrial research laboratories without the necessity to carry out experiments under pressure. The topological approach for the construction of phase diagrams has subsequently been validated by measuring transition temperatures as a function of pressure. Experiments have been carried out with benzocaine, a local anesthetic, and with cysteamine hydrochloride, a drug used against cystinosis. Two crystalline forms were observed in the case of benzocaine. They exhibit an enantiotropic relationship that becomes monotropic at high pressure. For cysteamine hydrochloride, a new crystalline form (form III) was discovered. The thermodynamic relationship between the new form III and the known form I is enantiotropic for the entire temperature and pressure range. Cysteamine hydrochloride’s sensitivity to water has been studied, as it is hygroscopic. It has been demonstrated that it becomes deliquescent in the presence of water and no trace of a hydrate has been found. Finally, a study combining thermal and chromatographic methods showed that, under the effect of temperature, cysteamine hydrochloride turns into cystamine in the solid as well as in the liquid state, The latter is known to be an important impurity of cysteamine hydrochloride. In conclusion, the approach developed in this work allowed to characterize the stability properties of a number of APIs and to determine the factors that may change these properties and influence the intrinsic stability (...)