52

Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

  • Upload
    tranthu

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood
Page 2: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood
Page 3: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE

From The President………

From The Editor……………

Technical Insights…………

Biomimetic Engineering of PartAaron Anselmo and Samir Mitragotr

i iAtomic Force Microscopy: An Iof Nanoparticles with BiologicaVinod Labhasetwar

Development of Long Acting DAnimals…………………………………Michael Rathbone, Peter Barling, So

Industry Perspectives……

Quality By Design (QbD) RoadmBuket Aksu

505(b)(2): An Industry Insight…Yagna Kumar and Mahalaxmi Andhe

In Vitro In Vivo Correlation for Ankur Raval and Vandana Patravale

CRS News………………………

Controlled Release Socie

Volume 7, February 2015

……………………………………..…......4

……………………………….…….……...6

…………………..….……………….…..…8

ticles: Synthetic Cells ………..………...….9ri

l f d i important Tool for Studying Interactions al Membranes……………………….……..…13

rug Delivery Systems for Companion ……………………………….……………………..19on Teng and Franciska Kim

……………………………………..…….24

map………………………………………..……..25

………………………………………………...……29eria

Stents………………………………………….36

………………………………………..…43

ty Indian Chapter3

Page 4: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Dr. Amarjit Singh

President – CRS Indian Chapter

Page 5: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

From the President, Welcome to the Fourteenth International Symposium on Advances in Technology and Business Potential of Drug Delivery Systems. The Symposium aims to address the prime issues in current pharmaceutical research, boost industry-academia relations, and ignite the spark of innovation in our young budding pharmaceutical scientists. A famous quote by Isaac Bickerstaff “Health is the greatest of all possessions; a pale cobbler is better than a sick king” draws attention to the cardinal role of the pharmaceutical fraternity in preserving this possession. It would be an understatement to say that the Indian pharmaceutical industry has grown leaps and bounds over the past few years with India being among the top five emerging pharmaceutical markets in the world. According to McKinsey analysis, the Indian pharmaceutical market is expected to reach 55 billion USD in 2020. This phenomenal growth of the Indian pharmaceutical market can be attributed to superior medical infrastructure, escalation in the occurrence and treatment of chronic diseases, increased health insurance coverage, launches of patented products, and novel market generation in present white spaces. However, there is a need for a strategic shift from generic to innovative research driven products. Unfortunately, the fact that India being a powerhouse of research talent, has not translated into innovative pharmaceutical products at a commensurate pace. It goes without saying that the future growth of the Indian pharmaceutical industry will be fuelled by fruitful collaborations between academia and industry and sound knowledge of regulatory scenario and patient needs. Foreign direct investment and government expenditure on healthcare will definitely play a pivotal role in realising the complete potential of the Indian pharmaceutical fraternity. With these thoughts, I urge the readers of this CRS Newsletter to update themselves with the latest technologies introduced in this edition and take this opportunity proffered by the CRS-Indian Chapter to foster novel ideas and collaborative network, to become the strategic partners of the futuristic pharmaceutical industry.

Page 6: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Prof. Vandana B. Patravale Chief Editor, CRS Newsletter

Priyanka Prabhu Swati Vyas Rashmi Prabhu

Newsletter  articles  reflect  only  the  views  of  the  authors.  Publication  of  articles  within  the  CRS Newsletter  does  not  constitute  endorsement  by  CRS  or  its  agents  of  products,  services  or  views expressed herein. No  representation  is made  as  to  accuracy hereof  and  the publication  is printed subject  to  errors  and  omissions.    All  the  E‐mail  contributions,  views  and  suggestions,  should  be directed  to  the  newsletter  editor  at:  [email protected][email protected] 

Cover Page Designed By: SWATI VYAS  

Associate Editors

Page 7: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Dear Readers, 

It is my great pleasure to welcome you all to the Fourteenth International Symposium on “Advances in technology and Business Potential of New Drug Delivery Systems” organized by ‘Controlled Release Society-Indian Chapter’ at Institute of Chemical Technology which also marks the seventh issue of CRS Newsletter. The prime objective of the newsletter as always is to enlighten the readers with varied content on a gamut of recent topics pertaining to pharmaceutical and biotechnology fields.

The global pharmaceutical market is constantly growing at a burgeoning pace. The ‘Technical Insights’ section aims to keep the readers abreast of the upcoming advancements in the pharmaceutical arena. Prof. Samir Mitragotri, a notable scientist in the field of biomimetic particle engineering provides a peek into the design of biomimetic particles as artificial cells to perform biological functions of real cells. Prof. Vinod Labhasetwar highlights the incredible potential of atomic force microscopy to study nanoparticle-cell interactions. Prof. Michael J. Rathbone throws light on the challenges and approaches for development of long acting formulations for veterinary population. Introducing our readers to the booming topic in pharmaceutical industry is the article on Quality-by-design by Dr. Buket Aksu. Educating our readers about 505 b(2) application in Intellectual Property Rights is Dr. Mahalaxmi Andheria. Addressing the cardinal issue of in vitro in vivo correlation for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. The Newsletter has few brain teasers to stimulate your mind in a relaxed way.

The editorial board is immensely thankful to all the authors for giving their valuable time and contributing articles covering various areas of pharmaceutical interest. We also wish to express sincere thanks to our munificent sponsors who have contributed in a colossal way in the making of this Newsletter.

Last but not the least I thank my entire editorial team for their inexorable efforts in making this CRS Newsletter both enlightening and exciting.

The editorial board has enjoyed bringing forth to you the Newsletter and we truly expect that the readers enjoy reading it as much. However, productive suggestions from our readers are always welcome to aid us to embellish the Newsletter.

Prof. Vandana B. Patravale Vice President CRS-IC

Page 8: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

TECHNINSIGH

Scientific Reviews

8

ICAL TS

Page 9: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Biomimetic Eof ParticlesCells Cells

Aaron Anselmo anDepartment of Chemical

California, San*Email: samir@en

Introduction An ideal drug

(i) circulate for long periods of time, (itissues and (iii) deliver therapeutics while

Email: samir@en

Various nano‐ and micro‐particles haveideal carriers. However, the translationdelivery systems to the clinic has beenclearance of particles by the immuntargeting of particles to diseased tissueschallenging to synthesize carriers capabchallenging to synthesize carriers capabissues. On the other hand, natural sentities) may be able to perform thePerhaps there is no better carrier than prcells. As an example, red blood cells cirdeliver oxygen throughout the body. Mll bl f h i icells are able to perform their own uniqu

than most sophisticated synthetic dPrimary cells thus provide an interestingfor drug delivery [1‐4]. Unfortunatelymodification required to promote positioften limits the ability of cells to serve asy

Controlled Release Socie

February 2015

Technical Insights

ngineering s: Synthetic

nd Samir Mitragotri*l Engineering, University of nta Barbara, USAngineering ucsb edu

g delivery carrier must:

i) accumulate in targete at these target tissues.

ngineering.ucsb.edu

e been investigated asof particle‐based drugn limited due to rapide system and limiteds. Indeed, it has provenble of addressing these

L-R: Aaron Anselmoand Samir Mitragotrible of addressing these

systems (i.e. biologicaltasks of ideal carriers.rimary circulatory bloodrculate for months andost primary circulatory

k h b

S go

ue tasks that are betterrug delivery systems.platform and paradigmy, the extent of cellve biological outcomesdrug carriers.g

ety Indian Chapter

99Encouraging Research Through Awareness

Page 10: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 10  Encouraging Research Through Awareness

Recent  research has  focused on making  synthetic 

cells so as to combine the advantages of biological 

systems,  namely  the  stealth  and  circulatory 

properties,  with  the  advantages  of  synthetic 

systems,  namely  the  abilities  to  control 

biomaterial  composition,  drug  inclusion  and  the 

potential  for  mass  production.  Two  types  of 

synthetic  cells  are  of  interest,  in  particular:  red 

blood  cells  and  platelets.  Various  synthetic 

versions of red blood cells and platelets that mimic 

the  geometry,  structural  properties  and  some  of 

the biological abilities of their natural counterparts 

have been prepared and  reported on  throughout 

literature.  

 

Many  different  synthesis  methods  including 

photolithographic  [5],  microfluidic  [6]  and  layer‐

by‐layer  (LbL)  synthesis  [7,  8]  have  been 

investigated  for  preparing  different  types  of 

synthetic  cells.  Our  lab  has  focused  on  LbL 

synthesis  due  to  the  precise  control  over 

biomaterial  composition,  shape and  flexibility  LbL 

synthesis  allows.  Synthesis  of  synthetic  cells  via 

the LbL method involves coating sacrificial particle 

templates,  either  spherical  particles  or  particles 

stretched into different shaped templates [9], with 

complementary  layers  of  oppositely  charged 

proteins  and  polyelectrolytes  (Fig.  1,  see  Table  1 

for synthetic cell composition). These proteins and 

polyelectrolytes  are  then  cross‐linked  in  order  to 

provide sufficient stability and rigidity of the outer 

shell  prior  to  dissolution  of  the  sacrificial  core 

template.  Using  this  method,  it  is  possible  to 

create both synthetic RBCs and synthetic platelets 

that mimic the geometric features of both primary 

RBCs and platelets. Synthetic cells also exhibit near 

identical  flexibility  and  rigidity  of  their  real  cell 

counterparts [7, 8].  

 

The  synthetic  red  blood  cells  created  in  our  lab 

(see  Table  1  for  synthetic  red  blood  cell 

composition) were able to perform the same tasks 

as  their  real‐life  counterpart  in vitro. Primary  red 

blood cells are  responsible  for oxygen delivery  to 

all  parts  of  the  body,  a  necessary  biological 

function facilitated by their ability to squeeze and 

deform through small veins (capillaries) smaller  in 

diameter  than  the  cell  itself.  First,  synthetic  red 

blood  cells  reversibly  deform  while  flowing 

through capillaries smaller than their own diamet‐ 

 

  

Figure 1: Synthesis of synthetic cells via the layer‐

by‐layer (LbL) method 

 

er similar to how circulating red blood cells deform 

when passing through small capillaries in the body. 

Synthetic  red  blood  cells  functionalized  with 

hemoglobin,  the  protein  responsible  for  oxygen 

binding and transfer, were able to bind oxygen to 

90% (80% after 1 week of storage) of the capacity 

of  real  red  blood  cells  confirming  the  ability  of 

these  artificial  cells  to  mimic  the  biological 

functions  of  their  real‐life  counterpart.  Future 

work  will  be  focused  on  further  protein/peptide 

alterations  of  synthetic  red blood  cells  to  endow 

long‐circulating  abilities  similar  to  their  real  life 

counterpart, as has recently been reported  in  the 

literature [10].  

 

Table  1:  Particle  template,  protein  and 

polyelectrolyte  choices  for  synthesis  of  LbL 

synthetic cells 

 

Using  LbL  method,  our  lab  has  also  created 

synthetic  platelets  (see  Table  1  for  synthetic 

platelet  composition)  which  are  able  to  mimic 

circulating platelets ability to bind to wound sites. 

Materials for LbL Synthetic Cells  Synthetic Red Blood Cells Synthetic Platelets

Particle

1 μm Hollow  Polystyrene Particles

1‐3 μm Polystyrene Particles Stretched to Oblate Ellipsoids

Templates 3‐7 μm PLGA Particles after 2‐Isopropanol 

Treatment  

Negatively Charged  Bovine Serum Albumin Bovine Serum 

Albumin

Proteins/Polyelectrolytes Poly(4‐styrene sulfonate) Actin

Positively Charged Polyallylamine 

Hydrochloride

Polyallylamine 

Hydrochloride

Proteins/Polyelectrolytes Hemoglobin  

Page 11: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 11Encouraging Research Through Awareness

Circulating  platelets  are  the  cells  responsible  for 

binding  to  damaged  endothelium  to  cause 

hemostasis, or  the plugging of wounds.  Synthetic 

platelets were coated with von Willebrand Factor 

(vWF),  a  major  protein  that  contributes  to 

hemostasis,  and were  shown  to bind  and  adhere 

stronger  than  real  platelets  to  vWF  anti‐ligand 

decorated  glass  slides.  During  formation  of  the 

hemostatic plug,  real platelets bind  together  and 

aggregate  to  physically  form  plug  on  a  bleeding 

wound.  Therefore,  high  interaction  between 

synthetic platelets and real platelets is desired. To 

simulate  this  interaction  further  vWF  coated 

synthetic  platelets  or  vWF  coated  PLGA  spheres 

(control),  along  with  whole  human  blood 

(containing  real  platelets),  were  flown  over 

collagen  coated  surfaces.  Synthetic  platelets 

(tested  at  both  high  and  low  target‐protein 

coating)  attached  at  much  higher  amount  than 

controls  spheres, effectively confirming  the utility 

of synthetic platelets in being able to interact with 

primary  platelets  in  a  clotting  situation.  Most 

recently, we have utilized these synthetic platelets 

in an  in vivo  tail amputation model  to determine 

whether  or  not  our  synthetic  cells  can  perform 

hemostasis, or  in other words prevent blood  loss 

following  a wound,  in  an  in  vivo  tail  amputation 

model. We show  that our synthetic platelets  that 

were  functionalized  with  two  distinct  wound‐

interacting  peptides,  and  one  activated  platelet‐

interacting  peptide, were  able  to  render  up  to  a 

65%  percent  reduction  in  bleeding  time.  In  our 

study, we  systematically  investigate  the  role  that 

synthetic  platelet’s  size,  shape,  and  surface 

chemistry plays in rendering hemostasis [11]. 

 

Table  2:  Advantages  of  LbL  synthetic  cells  over 

primary cell delivery systems 

 

Table 2 Synthetic Cells Real Cells

  Long shelf‐life

Known expectations 

of biological activity 

  Easily sterilized  Proven carriers Advantages Reliable mass‐production

  Biodegradable    Unparalleled functionality

  Not as proven as real cells 

in vivo  Requires cell modification

  Further optimization 

needed Short shelf‐life Disadvantages   Easily contaminated

    Need for blood 

typing     Need for donors

These  recent  advances  in  creating  artificial  cells 

allow the synthesis of both geometrically accurate 

artificial  cells  and  also  the  in  vivo  application  of 

these  carriers  in  mimicking  the  chemical  and 

biological  abilities  of  real  cells. Artificial  cells  can 

potentially  address many of  the  challenges  faced 

by  traditional  nanoparticle  carriers  by mimicking 

real cells and their natural ability to perform tasks 

necessary for drug delivery (Table 2). 

References: 1. J.C.  Murciano,  S.  Medinilla,  D.  Eslin,  E. 

Atochina,  D.B.  Cines,  and  V.R.  Muzykantov.   

Prophylactic  fibrinolysis  through  selective 

dissolution  of  nascent  clots  by  tPA‐carrying 

erythrocytes.  Nat  Biotechnol.  21:891‐896 

(2003) 

2. E.V.  Batrakova,  S.  Li,  A.D.  Reynolds,  R.L. 

Mosley,  T.K. Bronich, A.V.  Kabanov,  and H.E. 

Gendelman.  A  macrophage‐nanozyme 

delivery  system  for  Parkinson's  disease. 

Bioconjug.  Chem. 18:1498‐1506 (2007) 

3. A.C. Anselmo and S. Mitragotri. Cell‐mediated 

delivery of nanoparticles: taking advantage of 

circulatory  cells  to  target  nanoparticles.  J 

Control Rel. 190:531‐541 (2014) 

4. A.C. Anselmo, V. Gupta, B.J. Zern, D. Pan, M. 

Zakrewsky, V. Muzykantov, and S. Mitragotri. 

Delivering  Nanoparticles  to  Lungs  while 

Avoiding Liver and Spleen through Adsorption 

on Red Blood Cells. ACS Nano. 7:11129‐11137 

(2013) 

5. T.J.  Merkel,  S.W.  Jones,  K.P.  Herlihy,  F.R. 

Kersey,  A.R.  Shields, M.  Napier,  J.C.  Luft,  H. 

Wu, W.C. Zamboni, A.Z. Wang,  J.E. Bear, and 

J.M.  DeSimone.  Using  mechanobiological 

mimicry  of  red  blood  cells  to  extend 

circulation  times  of  hydrogel  microparticles. 

Proc.  Natl.  Acad.  Sci.  U.  S.  A.  108:586‐591 

(2011) 

6. R.  Haghgooie,  M.  Toner,  and  P.S.  Doyle. 

Squishy non‐spherical hydrogel microparticles. 

Macromol. Rapid Commun. 31:128‐134 (2010) 

7. N. Doshi,  J.N. Orje,  B. Molins,  J.W.  Smith,  S. 

Mitragotri, and Z.M. Ruggeri. Platelet mimetic 

particles  for  targeting  thrombi  in  flowing 

blood. Adv. Mat. 24:3864‐3869 (2012) 

8. N. Doshi, A.S. Zahr, S. Bhaskar, J. Lahann, and 

S.  Mitragotri.  Red  blood  cell‐mimicking 

synthetic  biomaterial  particles.  Proc.  Natl. 

Acad. Sci. U. S. A. 106:21495‐21499 (2009) 

Page 12: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 12  Encouraging Research Through Awareness

9. J.A. Champion, Y.K. Katare, and S. Mitragotri. 

Making polymeric micro‐ and nanoparticles of 

complex shapes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 

104:11901‐11904 (2007) 

10. P.L. Rodriguez, T. Harada, D.A. Christian, D.A. 

Pantano, R.K. Tsai, and D.E. Discher. Minimal 

"Self"  peptides  that  inhibit  phagocytic 

clearance  and  enhance  delivery  of 

nanoparticles. Science. 339:971‐975 (2013) 

11. A.C.  Anselmo,  C.L.  Modery‐Pawlowski,  S. 

Menegatti, S. Kumar, D.R. Vogus, L.L. Tian, M. 

Chen,  T.M.  Squires,  A.  Sen  Gupta,  and  S. 

Mitragotri.  Platelet‐like  Nanoparticles: 

Mimicking  Shape,  Flexibility,  and  Surface 

Biology  of  Platelets  To  Target  Vascular 

Injuries. ACS Nano. 8:11243‐11253 (2014) 

CRYPTOGRAM

THIS PUZZLE  IS A SUBSTITUTION CIPHER  IN WHICH EACH LETTER  IS DENOTED BY A NUMBER.  IF YOU THINK 

THAT 1 DENOTES A, THEN  IT WILL BE  SO THROUGHOUT THE PUZZLE.  IN THIS PUZZLE 1  IS DENOTED BY 6. 

SOLUTION IS BY TRIAL AND ERROR.  

 

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

6

__ __ __ I __ I __ __ I __ __ __ __ __ __ __ __ __ . 9 19 14 6 20 6 8 11 6 11 16 19 9 1 9 19 16 4

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ I __ __ I __ __ __ __ __ __22 11 8 26 14 19 5 20 19 26 7 6 3 7 6 4 1 8 26 19 9

__ __ I __ __ I __ __ __ __ __ __ __ __ . 26 7 6 3 7 6 4 3 8 11 16 9 8 14

*Answer key on pg 50‐51 

__ __ I __ __ __ __ I __ __ __ __ __ I __ __ __ __ __ 4 3 6 19 11 3 19 6 11 25 19 4 16 6 20 21 16 19 4

__ __ I __ __ __ __ __ I __ __ __ __ __ __ 4 3 6 19 11 3 19 20 6 25 19 4 10 21 11

__ __ __ I __ I __ __ __ I __ __ __ __ __ __ __ I __ __ __ __9 19 14 6 20 6 8 11 20 6 25 19 4 10 21 11 26 6 4 5 8 10

Page 13: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Atomic Force MAn Important TStudying InterNanoparticlesBiological MeBiological Me

Vinod LaDepartment of Biomedical E

Institute, Cleveland ClCleveland, O

Introduction Until recently

as an inert component of cell memfunction to act as a supporting matrix fois now very well recognized that lipids

Email: labh

is now very well recognized that lipidsvarious cellular processes including iendocytic process via which nanocinternalized [1]. In addition, it is knownthe lipid profile and hence biophysical plipids in various disease conditions, whd ll idrug transport as well as interacUnderstanding lipid‐drug or lipid‐NP inteuseful in drug discovery as well asnanocarriers for drug delivery applicageneral quest to elucidate biological phebiophysical and physical principles. In tp y p y p pmethods of characterizing cell membranof Atomic force microscopy (AFM) are ver

Biophysical Interaction

model cell membranes are very usnanomaterial interactions because of simnanomaterial interactions because of sim

Controlled Release Socie

February 2015

Technical Insights

Microscopy: Tool for ractions of s with mbranesmbranes

abhasetwarEngineering, Lerner Research linic, 9500 Euclid Avenue, OH 44195, USA

y lipids were considered

brane with a primaryr membrane proteins. Itare actively involved in

[email protected]

are actively involved inin drug diffusion andcarriers are generallyn that changes occur inproperties of membranehich in turn could alteri i h [2]

Vinod Labhasetwar

ctions with NPs [2].eractions could be veryin designing effectivetions. There is also anomena on the basis ofthis regard, biophysicalg , p yne lipids and sensitivityry useful.

Studies Biomimetic

seful to study drug/mplicity and ability tomplicity and ability to

ety Indian Chapter

1313Encouraging Research Through Awareness

Page 14: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 14  Encouraging Research Through Awareness

control various parameters. Most commonly used 

models  are  supported  lipid  bilayers,  liposome 

membranes,  and  the  lipid monolayers;  however, 

the  suitability of  the model  to use depends upon 

the  purpose  of  investigation  [3,4].  In  Langmuir 

lipid  monolayer  model,  where  lipids  are 

compressed to biological surface pressure (SP=30), 

lipid  molecule  composition,  subphase 

composition,  and  temperature  can  be  set  to 

imitate  biological  conditions.  Therefore,  the  data 

obtained from Langmuir model membrane can be 

very relevant and useful  in predicting  interactions 

drugs/NPs  with  live  cells  and  biodistribution  in 

vivo.  Further,  one  can  analyze  the  nature  of  the 

interaction  from  the  changes  in  isotherms or  the 

change  in surface pressure  (SP) of  the membrane 

in  the presence of a drug or NPs. The other most 

significant advantage of this model is that the lipid 

monolayer  can  be  transferred  to  a  substrate 

before and after interaction with drugs/NPs for its 

characterization  using  AFM  (Figure  1)  [5].  In 

addition, with AFM, one can also study the domain 

structures  of  membrane  lipids  before  and  after 

interactions with drug/NPs as well as of the  lipids 

isolated  from  different  cells  such  as  cancer  and 

normal cells, which can help  in understanding the 

biophysical characteristics of cell membrane [6]. In 

our study, we have used the above techniques to 

study  interaction  of  drugs  and  NPs  of  different 

physical  characteristics  [7]  and  also  the  lipids 

extracted  from  cancer  (drug  sensitive  and 

resistant)  [8].  Further,  we  determined  whether 

NPs  of  specific  characteristics  demonstrate 

selectivity  interactions with  lipids  of  cancer  cells 

over  normal  cells  as  a  strategy  for  developing 

tumor targeted NPs [9]. 

 

Interactions With Nanomaterials

Interfacial  properties  of  different  nanocarriers  – 

such as their surface charge [10‐12], the presence 

of  surface  functional  groups  [13,14], particle  size 

[15,16], and surface hydrophilicity/hydrophobicity 

[17,18] – are known to influence their efficiency in 

transporting biotherapeutic agents to target tissue 

by  affecting  their  interactions  with  biological 

environment  and  hence  biodistribution  and 

targeting. However, there  is no easy technique to 

know  how  changes  in  physical/interfacial 

characteristics  of  nanocarriers  would  affect  the 

interaction  with  biological  membranes.    In  the 

following  sections, we  describe  our  study where 

we  have  demonstrated  how  changes  in 

nanocarrier  characteristics  influence  biophysical 

interactions  with  membrane  lipids  and  their 

significance in drug delivery. 

Effect  of  size  and  charge  of  nanoparticles  on 

biophysical interactions: For our initial studies, we 

used  polystyrene  NPs  of  different  surface 

chemistry and sizes as a model nanomaterial, and 

Figure  1:  Schematic  of  Langmuir  model  to  study  biophysical  interactions  of  NPs  with  model 

membrane.    Interactions can be monitored by change  in  isotherm and  from the Langmuir Schaefer 

(LS) film transferred on to a substrate by atomic force microscopy (AFM). Reproduced from Ref (19) 

with permission from American Chemical Society (Copyright 2009).  

Page 15: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 15Encouraging Research Through Awareness

changes  in  the  membrane’s  SP  were  used  as  a 

parameter  to  monitor  its  interactions  with  NPs. 

The  particular  effect  of NP  characteristics  on  SP, 

determined using AFM and π‐A (surface pressure‐

area)  isotherm, explained whether the  interaction 

results  in  condensation  of  phospholipids  or 

penetration  of  NPs  (increase  in  SP)  or  their 

displacement from the interface into the subphase 

(decrease  in  SP),  causing  destabilization  of  the 

membrane  or  no  interaction  (no  change  in  SP). 

Based on the change  in SP, the  interaction of NPs 

with  the  model  endothelial  membrane  (EMM) 

significantly  depends  on  their  surface 

characteristics  and  sizes.  In  general,  small 

aminated  NPs  and  plain  NPs  have  greater 

interactions with  the  EMM  than  do  carboxylated 

and  large  plain  NPs.  Interesting  observation was 

the presence of serum proteins does not seem to 

influence the interaction of small NPs (20 nm) with 

the membrane irrespective of their surface charge 

but  large size NPs  (60 nm) show different pattern 

of interactions with surface charge in the presence 

of serum proteins [7]. These results thus suggested 

the  role of protein  corona  that  is  formed around 

NPs following interactions with biological fluids on 

biophysical  interactions with membrane  lipids but 

the  effect  depends  on  physical  characteristics  of 

NPs.  

Effect  of  molecular  structure  of  cationic 

surfactant on biophysical  interactions of Surface‐

modified Nanoparticles: In this study, we modified 

NPs  with  different  polymers  and  peptides 

including  cationic  surfactants  to  increase  their 

interactions  with  anionic  cell  membrane.  The 

important  finding was  that molecular structure of 

cationic surfactants at the NP‐interface  influences 

the  biophysical  interactions  of NPs with  a model 

membrane  and  cellular  uptake  of  NPs.    Cationic 

surfactants  used  were  of  either  dichained 

(didodecyldimethylammonium  bromide  [DMAB]) 

or  single  chained  (cetyltrimethylammonium 

bromide  [CTAB]  and  dodecyltrimethylammonium 

bromide  [DTAB])  forms,  the  latter  two  with 

different  hydrophobic  chain  lengths.  DMAB‐

modified NPs showed a greater increase in SP and 

a shift towards higher mean molecular area (mmA) 

than  CTAB‐  and  DTAB‐modified  NPs,  indicating 

stronger  interactions of DMAB‐modified NPs with 

the  EMM.    However,  analysis  of  the  AFM  phase 

and  height  images  of  the  LS  films  revealed  that 

both  DMAB‐  and  CTAB‐modified  NPs  interacted 

with  the  EMM  but  via  different  mechanisms:  

DMAB‐modified  NPs  penetrated  the  EMM,  thus 

explaining  the  increase  in  SP,  whereas  CTAB‐

modified  NPs  anchored  onto  the  EMM’s 

condensed lipid domains, and hence did not cause 

any  significant  change  in  SP.  DMAB  acquires  a 

linear configuration because of repulsion between 

two  hydrophobic  acyl  chains,  which  makes  one 

acyl chain available for anchoring to the NP surface 

and other for interaction and penetration through 

the membrane [19].  

 

Our  recent study with DMAB‐ and CTAB‐modified 

poly  dl‐lactide  co‐glycolide  (PLGA)  NPs 

demonstrated  significant  difference  in  the 

biomechanics  and  thermodynamic of  interactions 

with model membrane  [20]. DMAB‐modified NPs 

caused  membrane  bending  and  also  favored 

escape  from  the  endosomes  than  CTAB‐  or 

unmodified  NPs.  From  this  study,  we  concluded 

that  the  di‐chained  and  single‐chained  cationic 

surfactants on NPs have different mechanisms of 

interaction  with  the  cell  membrane.  

Conventionally, surface charge of NPs  is used as a 

predictor  of  NP‐cell  interactions.    Here  we 

demonstrated that it is not the charge since all the 

surfactants used here  imparted cationic charge to 

NPs, but  the molecular  structure of  surfactant  at 

the  NP  interface  determines  the  extent  and 

mechanism  of  interaction  with  lipid  membrane 

[19].  This has to do with how surfactant molecules 

arrange  at  the  interface  and  how  that 

arrangement  influences  biophysical  interactions 

(Figure 2). 

 

Peptide‐modified  nanoparticles  and  biophysical 

interactions  with  model  membrane: 

Functionalization  of  nanocarriers  with  cell–

penetrating  peptides  (CPPs)  is  one  of  the 

successful strategies  to overcome  the  low cellular 

permeability  of  the  encapsulated  agents.  In  our 

study, we  tested  the  effects  of  the  TAT  peptide 

sequence  and  the  amount of peptide  conjugated 

to NPs on biophysical  interactions with EMM, and 

the HUVECs were used to determine the uptake of 

the  encapsulated  therapeutic.  Ritonavir  was 

chosen as a model drug since  it possesses  limited 

cellular  permeability  and  transport,  attributed 

mainly to its P‐gp‐mediated efflux [21]. Our results 

demonstrate  that  the  TAT  peptide  sequence  and 

Page 16: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 16  Encouraging Research Through Awareness

Figure  2:  Changes  in  the  endothelial  model  membrane  Langmuir‐Schaeffer  film  morphology  following 

interactions with different  surfactant‐modified NPs.    Langmuir‐  Schaffer  films were  transferred onto  silicon 

substrate  following  interaction with NPs  for  20 min,  and  the  imaging was  carried  out  using  tapping mode 

atomic force microscopy in air. a. Endothelial model membrane transferred at SP 30 mN/m. b, c, d, and e are 

images of endothelial model membrane  following  interaction with DMAB‐, CTAB‐, DTAB‐, and PVA‐modified 

NPs, respectively. Phase angle scale for all the images 50°.  Height scales for the images a, d = 3 nm; b, c, f = 50 

nm; e = 200 nm. The section analysis was carried out on AFM height images across the white line.  The height 

scale for 3‐D height images is 50 nm. Scan size = 2 microns. At least 3‐5 images were scanned to obtain mean 

height.   Energy minimized conformation of DMAB. Computed minimum energy  for  the DMAB conformation 

shown  in (a)  is 156.50 K.cal/mole (b) 26.13 K.cal/mole. Minimum energy for different possible geometries of 

DMAB was calculated using MM2 molecular mechanics calculation with Chemdraw 3D software. Reproduced 

from Ref (19) with permission from American Chemical Society (Copyright 2009). 

the amount of TAT conjugated to NPs significantly 

affect the biophysical  interactions of NPs with the 

EMM,  and  these  interactions  correlated with  the 

cellular delivery of the encapsulated drug [22]. 

 

The  broader  significance  of  the  study  lies  in 

optimizing  the peptide sequence and  the amount 

to be conjugated to nanocarriers using biophysical 

interaction studies.   

 

Force  of  interaction  of  modified  nanoparticles 

with  cell  membrane:  In  this  study,  we 

functionalized PLGA‐NPs with poly‐L‐lysine (PLL) to 

determine  the  effect  of  this  surface modification 

on the force of interaction with live cell membrane 

and to study how  it  influences the cellular uptake 

and intracellular trafficking of NPs and the delivery 

of an encapsulated therapeutic agent. To study the 

force  of  interaction,  the  AFM  probe  tips  were 

coated  with  NPs  and  the  force  of  interaction 

between  these  probes  and  cell  membrane  was 

directly measured using AFM as a function of their 

separation distance. Quantification of the force of 

interaction demonstrated significant differences in 

the  relative  adhesion  force  of  the  two 

formulations  of NPs with  cell  surfaces  (Figure  3).  

The  adhesion  force  measured  with  unmodified 

NPs  was  280  pN  (maximum)  and  20  pN 

Page 17: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 17Encouraging Research Through Awareness

(minimum);  the  force  of  functionalized  NPs  was 

1200  pN  (maximum)  and  50  pN  (minimum).  To 

evaluate  the  efficiency  of  surface‐functionalized 

NPs  for  intracellular delivery of  therapeutics, NPs 

encapsulating  the  model  protein‐horseradish 

peroxide  (HRP)  were prepared.  HRP‐loaded, 

functionalized  NPs  demonstrated  10‐fold  greater 

levels of active HRP enzyme  in  cells  compared  to 

that with unmodified NPs and protein  in  solution 

[23]. These results suggest that the force of NP‐cell 

membrane  interactions  determined  using  AFM 

provides a measure of the adhesive  interaction of 

PLGA‐NPs  with  cell  membrane,  which  further 

determines  the  extent  of  intracellular  delivery  of 

the  encapsulated  therapeutic  agent.  Scanning  of 

the  cell  surface  also  showed  the  endocytic  pit 

formed  due  to  internalization  of  NPs  (Figure  3). 

Similar technique could be used to determine the 

efficacy  of  a  particular  targeting  ligand  (e.g.,  the 

sequence  of  the  targeting  or  cell‐penetrating 

peptides and concentration) based on the force of 

interaction  with  cell  membrane.  Further,  it  is 

anticipated  that  the  force of  interaction with  cell 

membrane  would  depend  on  the  membrane 

composition.    Based  on the  relative  force  of 

interaction  of  a  nanocarrier  with  different  cell 

membranes  (e.g.,  healthy  vs.  cancer  cells),  one 

may  be  able  to  design  nanocarrier  that  targets 

specific cell population.

Figure  3:  Measurement  of  force  of  interaction 

between NPs and  live cells. AFM tip coated with 

NPs  was  used  for  interaction  study  with  cells. 

Analysis of force distributions for unmodified NPs 

and functionalized NPs. Three‐dimensional image 

of cell surface showing a typical pit formed on the 

surface  after  incubation  with  NPs.  Figures 

reproduced  from  Ref  (23) with  permission  from 

Elsevier  B.V.  through  Rights  Link  Copyright 

Clarence Center. 

Concluding Statement AFM provides a  sensitive and  important  tool  that 

can  be  explored  in  various  ways  to  understand 

drug/NP  interactions  with  cell  membranes.  

Understanding  such  interactions  could  be  of 

importance  in drug design and development, and 

for  developing  effective  nanocarrier  systems.    A 

novel method to quantitatively measure the force 

of NP‐cell membrane interactions using AFM offers 

unique  opportunity  towards  developing  target 

cell‐specific nanocarriers. The technique could also 

be  used  to  increase  our  basic  understanding  of 

nanocarrier‐interactions with  cell membrane  and 

their overall role in drug delivery.

Acknowledgements The work described here from authors’ laboratory 

is funded by grant R01CA149359 (to V.L.) from the 

National Cancer Institute of the National Institutes 

of Health. 

References: 1.   Y. Romsicki and F.  J. Sharom. The membrane 

lipid environment modulates drug interactions 

with the P‐glycoprotein multidrug transporter. 

Biochemistry. 38:6887‐6896 (1999) 

2.  S.  Ran,  A.  Downes,  P.  E.  Thorpe.  Increased 

exposure  of  anionic  phospholipids  on  the 

surface  of  tumor  blood  vessels.  Cancer  Res. 

62:6132‐6140 (2002) 

3.  G.  Brezesinski  and  H.  Mohwald.  Langmuir 

monolayers  to  study  interactions  at  model 

membrane  surfaces. Advances  in Colloid  and 

Interface Science. 100‐102:563‐584 (2003) 

4.  D. Marsh.  Intrinsic  curvature  in  normal  and 

inverted  lipid  structures  and  in membranes. 

Biophys J. 70:2248‐2255 (1996) 

5.  C.  Peetla,  A.  Stine  and  V.  Labhasetwar. 

Biophysical  interactions  with  model  lipid 

membranes:  applications  in  drug  discovery 

and drug delivery. Mol Pharmaceutics. 6:1264‐

1276 (2009) 

Page 18: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 18  Encouraging Research Through Awareness

6.  C.  Peetla,  S.  Vijayaraghavalu  and  V. 

Labhasetwar.  Biophysics  of  cell  membrane 

lipids  in  cancer  drug  resistance:  Implications 

for  drug  transport  and  drug  delivery  with 

nanoparticles.  Adv  Drug  Deliv  Rev.  65:1686‐

1698 (2013) 

7.  C.  Peetla  and  V.  Labhasetwar.  Biophysical 

characterization  of  nanoparticle‐endothelial 

model  cell  membrane  interactions.  Mol 

Pharmaceutics. 5:418‐429 (2008) 

8.   C.  Peetla,  R.  Bhave,  S.  Vijayaraghavalu,  A. 

Stine,  E.  Kooijman  and V.  Labhasetwar. Drug 

resistance  in  breast  cancer  cells:  biophysical 

characterization  of  and  doxorubicin 

interactions  with  membrane  lipids.  Mol 

Pharmaceutics. 7:2334‐2348 (2010) 

9.   B.  Sharma,  C.  Peetla,  I.  M.  Adjei  and  V. 

Labhasetwar.  Selective  biophysical 

interactions of surface modified nanoparticles 

with  cancer  cell  lipids  improve  tumor 

targeting  and  gene  therapy.  Cancer  Lett. 

334:228‐236 (2013) 

10.  T. H. Chung, S. H. Wu, M. Yao, C. W. Lu, Y. S. 

Lin, Y. Hung, et al. The effect of surface charge 

on  the  uptake  and  biological  function  of 

mesoporous silica nanoparticles in 3T3‐L1 cells 

and  human  mesenchymal  stem  cells. 

Biomaterials. 28:2959‐2966 (2007) 

11.  M. N. Kumar, S. S. Mohapatra, X. Kong, P. K. 

Jena,  U.  Bakowsky  and  C. M.  Lehr.  Cationic 

poly(lactide‐co‐glycolide)  nanoparticles  as 

efficient  in  vivo  gene  transfection  agents.  J 

Nanosci Nanotechnol. 4:990‐994 (2004) 

12.  P. R. Lockman, J. M. Koziara, R. J. Mumper and 

D. D. Allen. Nanoparticle surface charges alter 

blood‐brain barrier integrity and permeability. 

J Drug Target. 12:635‐641 (2004) 

13.  T.  S.  Hauck,  A.  A.  Ghazani  and W.  C.  Chan. 

Assessing  the  effect  of  surface  chemistry  on 

gold  nanorod  uptake,  toxicity,  and  gene 

expression  in mammalian  cells.  Small.  4:153‐

159 (2008) 

14.  J.  Pan  and  S.  S.  Feng.  Targeted  delivery  of 

paclitaxel using folate‐decorated poly(lactide)‐

vitamin  E  TPGS  nanoparticles.  Biomaterials. 

29:2663‐2672 (2008) 

15.  L.  Balogh,  S.  S.  Nigavekar,  B.  M.  Nair,  W. 

Lesniak, C. Zhang, L. Y. Sung, et al. Significant 

effect of size on the  in vivo biodistribution of 

gold  composite nanodevices  in mouse  tumor 

models. Nanomedicine. 3:281‐296 (2007) 

16. Y. Tabata and Y.  Ikada. Effect of  the  size and 

surface  charge  of  polymer  microspheres  on 

their  phagocytosis  by  macrophage. 

Biomaterials. 9:356‐362 (1988) 

17.  S.  K.  Sahoo,  J.  Panyam,  S.  Prabha  and  V. 

Labhasetwar.  Residual  polyvinyl  alcohol 

associated with poly  (D,L‐lactide‐co‐glycolide) 

nanoparticles affects their physical properties 

and cellular uptake. J Control Rel. 82:105‐114 

(2002) 

18.  M.  C.  Woodle.  Controlling  liposome  blood 

clearance  by  surface‐grafted  polymers.  Adv 

Drug Rev. 32:139‐152 (1998) 

19.  C.  Peetla  and  V.  Labhasetwar.  Effect  of 

molecular structure of cationic surfactants on 

biophysical  interactions  of  surfactant‐

modified  nanoparticles  with  a  model 

membrane  and  cellular  uptake.  Langmuir. 

25:2369‐2377 (2009) 

20.  C. Peetla, S. Jin, J. Weimer, A. Elegbede and V. 

Labhasetwar.  Biomechanics  and 

thermodynamics  of  nanoparticle  interactions 

with plasma and endosomal membrane  lipids 

in  cellular  uptake  and  endosomal  escape. 

Langmuir. 30:7522‐7532 (2014) 

21.  J. Alsenz, H. Steffen and  R. Alex. Active apical 

secretory efflux of the HIV protease inhibitors 

saquinavir  and  ritonavir  in  Caco‐2  cell 

monolayers. Pharm Res. 15:423‐428 (1998) 

22.  K. Borgmann, K. S. Rao, V. Labhasetwar and A. 

Ghorpade.  Efficacy  of  Tat‐conjugated 

ritonavir‐loaded  nanoparticles  in  reducing 

HIV‐1  replication  in  monocyte‐derived 

macrophages  and  cytocompatibility  with 

macrophages  and  human  neurons.  AIDS  Res 

Hum Retroviruses. 27:853‐862 (2011) 

23.  J. K. Vasir and V. Labhasetwar. Quantification 

of  the  force  of  nanoparticle‐cell  membrane 

interactions  and  its  influence  on  intracellular 

trafficking  of  nanoparticles.  Biomaterials. 

29:4244‐4252 (2008) 

Page 19: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Development oActing Drug DeSystems for CoAnimalsAnimals

Michael Rathbone*, Peter BarlingInternational Medical University,

Bukit Jalil, 57000, Kua*

Introduction Pets play an

lives of people. They are often revered foon the physical and mental health ofFurthermore, they provide companionshi

*Email: michael_rathb

, y p presponsibility to their owners and famianimals include (but are not limited to) domonkeys and horses. As is the case withthey sometimes need medicines to keepspecific animal requiring any particular ddr g concentration in its blood hich idrug concentration in its blood which witherapeutic benefit. Above the maximutoxic effect may occur, while below the mthe effect will be therapeutically inadequrelease dosage forms such as tablets, capsmultiple dosing is required to maintain twithin the optimum therapeutic raninconvenient to have to administer a druConsequently long acting drug delivery syare being, developed by formulation sciendoing this is generally to ensure that theinduces a slow release of the entrapped dinduces a slow release of the entrapped d

Controlled Release Soci

February 2015

Technical Insights

of Long elivery ompanion

g, Soon Teng and Franciska Kim No. 126, JalanJalil Perkasa 19,

ala Lumpur, Malaysia,

important part in the

or their positive effectstheir human owners.p and instill a sense of

[email protected]

pilies. Such companionogs, cats, birds, rabbits,h their human owners,them healthy. For anydrug, there is an idealill achie e a ma im m

Michael Rathbone

ill achieve a maximumm therapeutic level ainimum effective level,uate. With immediate‐sules, and suspensions,the average drug levelnge. It is generallyug frequently to a pet.ystems have been, andntists. The objective ofe resulting formulationrug prolonging therug, prolonging the

iety Indian Chapter

1919Encouraging Research Through Awareness

Page 20: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 20  Encouraging Research Through Awareness

effective  action  period  after  a  single  dose 

administration.  The  advantages  of  long  acting 

dosage forms to the companion animal include the 

ease of administration, and a lowering of stress to 

the  animal  and  its  owner  because  less  time  and 

effort  is required to deliver the overall treatment. 

In  addition,  compliance  is  potentially  increased 

and  the  overall  cost  of  treatment  is  reduced. 

Moreover  the  dose  of  administered  drug  can  be 

more  accurately predicted  than  if  the  same drug 

were added  to,  for example, the animal’s  food or 

water [1]. 

 

This  article  describes  some  of  the  long  acting 

technologies that are currently available for use in 

pets,  and  discusses  the  challenges  faced  by 

formulation scientists in developing more effective 

pharmaceutical products for this purpose. 

 

Long-acting drug delivery formulations These are drug delivery systems which, by virtue of 

the  excipients,  or  manufacturing  process,  or 

physical  design,  provide  drug  release  in  a 

prolonged  manner  that  is  distinct  from  that  of 

more  conventional  dosage  forms.  They  are 

formulated  to  release  their  medication  in  a 

controlled manner, at a pre‐determined rate, over 

an  extended  duration.    They  are  designed  to  be 

administered  once  or  a  few  times  only,  to  a 

specific  location  in  the  body  in  order  to  achieve 

and maintain optimum therapeutic blood levels of 

the drug of choice. Long acting dosage  forms can 

play an  important role  in facilitating  improvement 

in  a  pet’s  health.  In  conventional  formulation, 

drugs  that  are  not  inherently  long‐lasting  often 

require  multiple  daily  dosing  to  achieve  the 

desired therapeutic effect: a commitment which is 

often  inconvenient  to  the pet owner, or  requires 

repeated trips to the veterinarian [2,3].  

 

Challenges in developing long acting dosage treatments for pets

There  are  many  challenges  faced  by  the 

formulation scientist is in developing effective long 

acting dosage forms for pets. The first  is the need 

to  keep  costs  at  a minimal  level  because  of  the 

limited budget and  resources  for veterinary R&D. 

The  second  is  the  eventual  cost  of  the  resulting 

product. This  results  from  the  resistance of  some 

pet owners  to  spend beyond a certain budget on 

treatment  for their pet. This consideration affects 

the  design  and  components  of  the  formulation 

(including  excipients)  and  the  choice  of  the 

manufacturing process.  

 

Another challenge  is to optimize drug dosage and 

delivery,  considerations  which  are  critical  to 

achieving  clinical  efficacy  and  safety.  This  is 

particularly  important  when  formulating  drugs 

with  a  narrow  therapeutic  index.  Increasingly 

these  days,  models  of  the  pharmacokinetics  of 

drug  distribution  and  metabolism  and  the 

pharmacodynamics  of  a  particular  species’ 

response  to  a  drug  have  become  the  basis  for 

effective dose optimization. Such models are often 

very  different  between  different  species  of  pets. 

The  diversity  of  breeds  poses  further  challenges, 

as  large differences  in  sizes and weights within a 

species  correlate with  variations  in  anatomy  and 

physiology.    These  considerations,  together  with 

seasonal  variations  and  differences  in  animal 

temperaments  all  need  to  be  taken  into  account 

by  the  formulation  scientist  [3,4].  Getting  it  all 

right for a particular species and breed of pet, and 

at  the  right price, poses  formidable  challenges  to 

the formulation scientist. 

Examples of long acting dosage forms already in use

There  are  various  types  of  long  acting  dosage 

forms  currently  available  for  companion  animals. 

These include parenterals (injections, implants and 

microspheres),  collars,  spot‐ons  and  ocular 

technologies.   

Parenteral long acting dosage forms Drugs  given  by  injection:  The  main  parenteral 

routes  of  drug  administration  are  intramuscular 

and  subcutaneous.  In  farm  animals,  a 

subcutaneous  route  (an  injection  into  the 

subcutaneous  layer  below  the  skin)  is  generally 

preferable.  This  is because muscle  tissue may be 

harvested  for  food,  and  a  subcutaneous  route 

avoids the risk that the dosage form or drug might 

result  in muscle, tissue residue and/or  local tissue 

damage,  thus affecting meat quality. However,  in 

pets,  these  considerations  are  not  important 

factors,  so  a  route  in which  the  drug  is  injected 

deep  into muscle  is generally acceptable and has 

the advantages of  rapidity of drug administration 

Page 21: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 21Encouraging Research Through Awareness

and  reliable  predictability  of  the  resulting  blood 

level of  the drug.   However,  the disadvantage of 

parenteral  injection  is  that  it  is almost  impossible 

to  remove  the  drug  once  it  has  been  injected 

causing problems if there is an allergic reaction or 

overdose.  In  addition,  injection  sites differ  in  the 

rate of release of a drug.  Many factors contribute 

to this,  including tissue composition, and the rate 

of  perfusion  of  nearby  blood  and  lymphatic 

vessels. 

 

Recombinant human  insulin  is often used to treat 

diabetes  in  cats  and  dogs  by  a  subcutaneous 

parenteral depot  injection. A depot  injection  is  a 

suspension or a solution which precipitates at the 

injection  site.  Delivery  of  the  active  drug  is 

maintained  for  the period during which  the drug 

becomes  solubilized  and  released  into  the 

bloodstream.  Short‐acting,  intermediate‐acting 

and  long  acting  insulin preparations  are  available 

for companion animals. ProZincTM is an example of 

long acting protamine zinc insulin available for use 

in pets (Figure 1). 

 

Implants: Implants have been used extensively for 

estrous  control  in  free‐ranging dogs and cats and 

to predictably control their oestrous for breeding.  

Testosterone  implants  such  as  Perlutex  Leo® 

(which  is  formulated  as  polydimethylsiloxane 

capsules  containing  medroxyprogesterone 

acetate)  has  been  used  to  effectively  inhibit  the 

oestrous  cycle  in  free‐ranging  dogs  in  order  to 

reduce  their  numbers.  This  technology  is 

increasingly  gaining  popularity  as  an  effective 

replacement  for  surgery  to  achieve  the  same 

outcome. 

Microspheres and microcapsules: Microspheres 

and microcapsules are spheres about 1‐1000μm in 

diameter  in  which  a  drug  has  been  dispersed 

(microspheres),  or  encapsulated  in  the  core 

(microcapsules).  Microspheres/microcapsules  are 

easy  to  administer,  and  can  act  as  effective 

carriers  because  they  can  be  formulated  so  the 

active drug  is released by being  leached  from  the 

polymer or by degradation of the polymer matrix. 

The  drawback  of  microspheres/microcapsules  is 

that they have a low drug loading capacity. 

Figure  1:  ProZinc™  insulin  for  treatment  of 

diabetes in cats 

Proheart®6  is  an  example  of  a  microsphere‐

formulated product for use in pets (Figure 2).  The 

product comprises of two vials, one containing the 

active drug and the other a vehicle for constitution 

of  the  microspheres  as  a  sustained  release 

suspension  containing  moxidectin  (3.4  mg/mL). 

This  is  then  administered  subcutaneously  to 

provide  prolonged  release  of  moxidectin  for  6 

months.  

Collar  long‐acting  dosage  forms:  The  flea  collar 

has been developed to control fleas, ticks and lice 

in companion animals. The dose of pest  repellent 

or  insecticide  is delivered  from a  collar  that goes 

around  the  neck  of  a  dog  or  cat.    The  collar 

incorporates  active  ingredients  that  leach  out  of 

the  collar matrix  into  the  fat  layer  on  the  pet’s 

skin,  and  spreads using  the pet’s natural  skin oil. 

The advantages of the flea collar are that it is easy 

to fit, and it is waterproof so that it does not need 

to be removed while the animal is being showered 

or  when  swimming.    Flea  collars  are  widely 

available and  can  control  fleas  and  ticks  for  5‐8 months according to the brand. On the down side, 

when  humans,  particularly  children,  come  in 

contact with  the  collar,  there  is a  risk of  toxicity, 

with a detrimental effect on human health.  

 

 

Page 22: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 22  Encouraging Research Through Awareness

 

 Figure 2: ProHeart®6 which prevents heartworm 

in dogs 

   

Examples of flea collars  include Kiltix, Adams, and 

Bob Martin (Figure 3).  

     Figure 3: The Adams flea and tick collar for  large 

and small dogs and Bob Martin flea collar for cats 

 

Spot‐on  long acting dosage forms: The spot‐on  is 

another  long  acting  dosage  form  to  kill  and 

manage  fleas,  lice,  and  ticks,  or  to  prevent 

heartworm, hookworm, roundworm or whipworm 

(Figure  4).  The  active  ingredients  in  spot‐on 

products include fipronil, imidacloprid, selamectin, 

ivermectin  and  moxidectin.    They  are  applied 

topically  and  use  the  inherent  properties  of  the 

drug  (aided  by  the  formulation)  to  partition  into 

subcutaneous layers of the skin and slowly diffuse 

from  there  into blood  to be  transported  to more 

distant  sites.    Spot‐ons  usually  last  for  a month. 

The  drawback  of  spot‐on treatments  is  that  the 

formulations  need  to  be  specifically  tailored  for 

the size and type of the pet.  Thus, a product that 

has been designed  for a  large dog may not work 

effectively for a smaller dog or vice versa.   

  

Ocular  long  acting  dosage  forms:  Most  of  the 

ophthalmic  drugs  formulated  for  companion 

animals  use  work  by  penetrating  the  cornea 

through  passive  diffusion.    This  process  depends 

upon  the  oil/water  solubility  and  partitioning 

characteristics of the drug. 

 

   Figure  4:  Frontline  spot‐on  for  dogs  and  Bob 

Martin  spot‐on  for  cats  and  kittens  to  prevent 

fleas and ticks 

   

Unfortunately,  many  drugs  do  not  possess  the 

ideal  physicochemical  characteristics  to  facilitate 

their  ocular  delivery.  Therefore,  they  are  often 

formulated  with  excipients  such  as  surfactants 

(e.g.,  benzalkonium  chloride)  to  enhance  their 

absorption, or combined with organic salts to give 

a  pro‐drug  that  has  improved  solubility.  The 

frequency  of  application  depends  upon  the 

severity of the condition, the vehicle used and the 

duration of action of the drug. Conventional ocular 

dosage  forms  comprise  solutions,  suspension  or 

ointments.  However alternative long‐acting ocular 

delivery systems have also been developed. These 

include  a  delivery  system  in  which  a  polymeric 

membrane holds a reservoir of drug which can be 

placed  into the conjunctival cul‐de‐sac, permitting 

the drug  to diffuse out at a predictable  rate. This 

concept employs a device similar to a soft contact 

lens.  Pilocarpine  and  epinephrine  are  drugs  used 

for  the  treatment  of  glaucoma which  have  been formulated in this way. The advantage of this type 

of  delivery system  is  that  it  requires  placement 

into  the afflicted eye only once a week and  slow 

release results in the eye being exposed to a lower 

concentration  of  drug,  thus  minimizing  side 

effects.  One  disadvantage  is  that  at  times,  the 

pet’s  third  eyelid  can  catch  on  the  reservoir  and 

flip it out of the cul‐de‐sac. It is also expensive.  

 

Sub‐conjuctival delivery  involves an  injection of a 

drug under  the bulbar  conjunctiva  so  the drug  is 

deposited  against  the  sclera.  Following 

administration,  the drug will penetrate via simple 

diffusion through the sclera. It has the potential to 

increase  drug  absorption  and  prolong  contact 

time.  Drugs  with  low  solubility  (for  instance 

corticosteroids) may  be  provided  as  a  repository 

Page 23: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 23Encouraging Research Through Awareness

lasting  days  to  weeks  following  subconjuctival 

delivery. By this route, water‐soluble products can 

also  be  absorbed  into  the  eye.  However,  it 

requires a perforation of  the globe with a needle 

and it cannot be used with drugs which have been 

found  to  irritate  the  animals’  eyes.    For  small 

animals, 0.5mL per site is often safe and effective.  

For  large animals  such as horses, volumes of  less 

than 1mL can be administered.  

Concluding remarks

Many obstacles are faced by formulation scientists 

in  developing  effective  long‐acting  products  for 

companion animals.  These challenges still need to 

be  resolved  in order  to make  further progress  in 

animal health long acting delivery systems. Despite 

the  challenges,  a  number  of  long  acting  dosage 

forms  are  already  available,  such  as  parenteral 

injections, microspheres/ microcapsules,  implants, 

flea collars, and spot‐ons.   These products aim  to 

increase the duration of action of a medication for 

the  treatment  of  disease  in  companion  animals. 

With  the design of more  specialized drug carriers 

with predicable release profiles, the future for long 

acting  drug  delivery  systems  for  pets  looks 

promising. 

 

References: 1.  M.  J.  Rathbone.  Delivering  drugs  to  farmed 

animals  using  controlled  release  science  and 

technology. International e‐Journal of Science, 

Medicine  &  Education.  6(Suppl  1):S118‐S128 

(2012). 

http://web.imu.edu.my/ejournal/approved/1

6. Review_michael_s118‐s128.pdf 

2.  M.  J.  Rathbone  and  R.  Gurny.  Controlled 

release  veterinary  drug  delivery:  Biological 

and  pharmaceutical  considerations,  Elsevier, 

Holland, 2000. 

3.  M. J. Rathbone and A. McDowell. Long Acting 

Animal  Health  Drug  Products:  Fundamentals 

and Applications, Advances in Delivery Science 

and Technology.  Springer, USA, 2012. 

4.  G.  E. Hardee  and  J. D.  Baggot. Development 

and Formulation of Veterinary Dosage Forms, 

Second  Edition,  Marcel  Dekker,  New  York, 

USA, 1998. 

CROSSWORD

 

Across  7.  Popular desiccant 8.  Pfizer  blockbuster  drug  for  cholesterol 

treatment 10.  A  small  device  that  can  be  placed  in  the 

artery  after  angioplasty  to  ensure  that  the artery remains open 

11.  Natural Superdisintegrant 14.  A  recognizable  sign,  design  or  expression 

which  identifies  products  or  services  of  a particular source from those of others 

15.  USP Dissolution Apparatus III 16.  Discoverer of liposomes  

Down  1.  Medicated  candy  to  be  dissolved  slowly  in 

the mouth 2.  Nicotine  chewing  gum  to  aid  smoking 

cessation 3.  A molecule  used  as  an  anticoagulant  in  the 

treatment of thrombosis 4.  A hormone that stimulates production of red 

blood  cells  and  haemoglobin  in  the  bone marrow 

5.  Artificial sweetener 6.  Intravenous fat emulsion 9.  Cervical cancer vaccine by GSK 12.  A  pharmaceutical  agent  that  has  been 

developed specifically to treat a rare medical condition 

13.  Type I Glass used in packaging *Answer key on pg 50‐51 

Page 24: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

INDUSTRUSPERSPE

Technical Reviews

24

RY ECTIVES

Page 25: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Quality By DRoadmapRoadmap

BukeSanta Farma Pharmaceutical

No:16 Sisli, IsEmail: baksu@s

Introduction Today high

pharmaceutical authorization process isefforts and costs. With the incpharmaceutical products, risk control an

d ff l d f h lmore difficult. Rigidity of the regulatdifficulties arising from the implementatare the most important factors explaininindustry in production innovation. Duripharmaceutical industry is trying to adrapidly, has experienced major devep y, p jinformation, quality management systemand has developed modern productionensuring the production quality. Themanufacturers to identify, analyze, correand constantly enhance the production p

In 2002, the Food and Drug Administratiopharmaceutical industry the amendmeManufacturing Practices (cGMP) to imprules that regulate the pharmaceutical pthe pharmaceutical product quality. Interp p q y

Controlled Release S

February 2015

Industrial Perspectives

Design (QbD)

t Aksuls, Okmeydani, BorucicegiSok. stanbul, Turkeyantafarma.com.tr

demand and requests in

s continuously increasingcreasing complexity ofd ensuring the quality get

d f ftory system and fear oftion of new technologies,g the unwillingness of theing the recent years, thedapt itself to innovationselopments in production

Buket Aksu

p pms and risk managementn tools that can assist inese new tools help theect and prevent problems,processes.

on (FDA) introduced to thents in the current Goodprove and modernize theroduct manufacturing andrnational Conference on

Society Indian Chapter

2525Encouraging Research Through Awareness

Page 26: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 26  Encouraging Research Through Awareness

Harmonization  (ICH)  is  a  forum  that  gathers  the 

authorities  and  experts  of  the  pharmaceutical 

industry  in  the  United  States  (US),  Japan  and 

European  Union  to  harmonize  the  technical 

requirements for pharmaceutical products in three 

regions, published current guidelines (ICH Q8, Q9, 

Q10  and Q11)  to  bring  a  new  approach which  is 

called Quality by Design (QbD) to the industry [1]. 

 

In  this  framework,  the  guideline  ICH  Q8  was 

published  in 2005, which  introduced  the  concept 

of QbD into the pharmaceutical industry. Later on, 

as  one  of  the  important  steps  to  define  QbD 

required  a  distinction  between  the  critical  and 

non‐critical  product  qualities  and  process 

parameters,  it was decided that there was a need 

to conduct and manage risk assessments, and the 

ICH Q9  guideline was  thus published.  Finally,  the 

last  document  of  the  triple  structure,  ICH  Q10 

guideline  was  published  to  regulate  the  quality 

management  system  of  pharmaceutical  product 

manufacturers, which establishes the expectations 

from the Pharmaceutical Quality System, and deals 

with the ways of their implementation in achieving 

compliance  with  quality  standards  in  design, 

quality management,  risk  assessment  and  during 

the  life‐cycle  of  the  product.  The  studies  on 

guidelines following the above continued with the 

guideline Q11 on manufacture of pharmaceutical 

raw materials.  In  line with  these developments, a 

better understanding of the QbD approach and its 

implementation  became  very  important. 

Therefore,  in  this  paper,  displaying  the  QbD 

approach,  explaining  its  basic  steps  and  pointing 

its benefits was aimed. 

Science And Risk Based Approach As defined in ICH Q8 guideline, QbD is a systematic 

product  development  approach  that  begins with 

pre‐defined  objectives  and  emphasized 

understanding  of  the  product  and  process  based 

on firm science and quality risk management [2].  

 

Two  basic  components  of  QbD  are  quality  risk 

management and knowledge management.  

 

Risk  Based  Approach:  Adoption  of  risk  based 

orientation  by  the  FDA  with  current  Good 

Manufacturing  Practices  (cGMP)  is  the  most 

important aspect of  twenty  first century. FDA has 

carried  out  a  pilot  study  in  2005  including  risk‐

rating model. The model is based on a hierarchical 

risk  assessment  and  risk  filtering  method  and  a 

Site Risk Potential (SRP) calculates the site risk as a 

function  of  weighted  potentials  for  each  of  the 

three  high  level  components  of  site  risk,  as 

product, facility and process. The risk potential for 

these three high level components is a function of 

the  relevant  selected  risk  factors. A  sub‐category 

set  has  been  defined  for  each  high  level 

component  and  each  sub‐category  comprises  of 

different risk factors.  

 

Science  Based  Policies:  In  the manufacture  of  a 

pharmaceutical  product,  especially  taking  into 

consideration  the  financial  and  ethical  pressures 

on process development teams carrying out works 

to  release  a  new  pharmaceutical  product  to  the 

market,  there  is  a  problem  about  the  idea  of 

considering  the  first  confirm  configuration  as  the 

most  suitable  one.  This  situation  has  resulted  in 

the  authority  initiating  the process of developing 

science‐based  policies  and  standards  in  order  to 

support  innovation,  thus  new  guidelines  have 

been generated. Each guideline give  incentive  for 

willing  adoption  of  new  technologies  in 

pharmaceutical  manufacturing,  by  defining 

modern,  science‐based  authorization  processes 

that  allow  manufacturers  to  carry  out  easier 

authorization processes and improvement works.  

 

Qbd Applications Quality of a pharmaceutical product  is dependent 

on understanding molecule  reliability, mechanism 

of  action  and  its  biology.  Understanding,  control 

and  pharmaceutical  quality  is  ensured  for 

formulation  and  manufacturing  variables,  when 

QbD  is used. Manufacturing process  is developed 

according  to  development  and  fulfilling  of 

requested  features  of  the  molecule;  in  case 

product quality is "designed" rather than "tested". 

In  the  QbD  approach,  it  is  possible  to  use  data 

obtained  from development works  carried out  to 

create  a  design  space  for  achieving  continuous 

development and existing information. This way, it 

is  possible  to  provide  changes  in  the  industry 

through  change  control  method,  without 

confirmation from the authority. Also the most up‐

to‐date  pharmaceutical  and  engineering 

information  is  used  during  the  life‐cycle  of  the 

Page 27: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015  27 Encouraging Research Through Awareness

product.  In addition to this, QbD works  inside the 

design  space  obtained  by  considering  critical 

formulation and process parameters and therefore 

no  need  remains  for  product  quality  verification 

through  final  quality  test.  Processes  are  adopted 

with the help of Design of Experiments  (DoE) and 

Process  Analytical  Technology  (PAT)  instruments 

with  quality  management,  in  order  to  create  a 

product  that  has  the  same  quality  continuously, 

and  the products  are  very well understood  [3‐5]. 

With  the QbD  system,  formulation  is designed  to 

meet product quality and  the process  is designed 

to  meet  critical  quality  features  of  the  product, 

continuously.  

Qbd Steps Management of product and process  information 

is  an  indispensable  component  of  design  and 

quality  and  should  be  continued  throughout  the 

whole  or  entire  full  life‐cycle  of  the  product.  In 

QbD,  it  is necessary to ensure flow of  information 

from development  to manufacture and  flow back 

from  manufacture  to  development  and 

transparency of information is necessary.  

 

The  first  step  in  QbD  is  determining  design 

objectives for the product.  

 

Target  Product  Profile  (TPP):  Target  Product 

Profile (TPP) described the general objective of the 

pharmaceutical  product  development  program 

and provides  information about  the development 

works.  In  pharmaceutical  development,  ICH  Q8 

requires  “determining  of  features  critical  for 

quality of the ready‐made pharmaceutical product, 

with  regard  to  intended  use  and  route  of 

administration and assessment of  intended use of 

the product and route of administration  is carried 

out through the TPP” [2]. Many features of TPP are 

restricting  or  determining  works  of  formulation 

and  process  development  researchers.  Among 

them, there are route of administration, form and 

amount of dosage, maximum and minimum doses, 

presentation of pharmaceutical product and target 

patient population [6].  

 

Quality of Target Product Profile  (QTPP): Quality 

profile of target product, or in other words quality 

of  target  product  profile  (QTPP)  is  quantitative 

support  for  clinic  safety  and  efficacy  that  can be 

used for designing and optimizing a formulation or 

manufacturing  process.  In  the  ICH  Q8,  QTPP 

includes  definition  of  features  critical  in  product 

quality  in  pharmaceutical  development,  intended 

use  of  the  pharmaceutical  product  and  route  of 

administration [2].  

 

Critical Quality Attributes  (CQA):  The  concept of 

criticality  can  be  used  to  explain  any  feature, 

importance  or  characteristics  of  an  active 

substance,  component,  raw  material,  finished 

product or device; or  any process  characteristics, 

parameters,  conditions  or  factors  in  finished 

product production.  

CQA is defined as physical, chemical, biological and 

microbiological  features/characteristics  that 

should  be  controlled  in  order  to  ensure  product 

quality [2]. 

 

Critical Process Parameters (CPPs): The parameter 

expresses  a  characteristic of  a  system or process 

that  is measurable  or  countable.  Parameters  are 

usually  considered  as  features  related  to 

manufacture, such as  temperature, mix  speed, as 

characteristics  of  equipment  or  process;  on  the 

other  hand,  features  are  considered  as 

characteristics of materials (such as melting point, 

viscosity,  sterility). However,  it  should be  kept  in 

mind that there are no absolute borders between 

features and parameters.  

 

Design Space: Realizing  the restricting  features of 

today's  pharmaceutical  product  development 

approaches,  the  FDA,  together with  the  ICH  has 

supported  the  concept  of  "Quality  by  Design". 

Accordingly,  design  space  has  started  to  gain  an 

important  place  in  the  pharmaceutical  industry. 

Design  space  is  defined  as  "multi‐dimensional 

combinations  and  interactions  of  input  material 

variables  (i.e.  material  features)  and  process 

parameters  with  proven  assured  quality". 

Boundaries of the design space should be very well 

defined. Information should be provided on which 

parameters and ranges are  included  in the design 

space.  An  explanation  should  be  made  when 

ranges  investigated  at  laboratory  scale  does  not 

coincide  with  the  design  space.  Comprehensive 

information  about  design  of  experiments  and 

statistical  methods  should  be  included  in  the 

application.  

Page 28: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 28  Encouraging Research Through Awareness

Solutions And Benefits Put Forth By Qbd Primarily QbD applications put forward a win‐win‐

win policy. From the perspective of manufacturers, 

better  understanding  of  product/process, 

development of more effective processes and less 

regulatory  requirements  are  possible.  In  addition 

to  these,  it  allows  for  understanding  critical  and 

non‐critical  parameters  in  developing  design 

space,  provides  opportunity  for  focusing  on 

important  parameters  in  product  quality  in 

validation  works.  As  the  control  range  where 

product  and process  are  not  affected,  are better 

understood  than  a  range  generated  only 

empirically, a wider validation acceptance  criteria 

is achieved [7]. Product quality cannot be tested at 

the  end  of  manufacturing  process  using  QbD 

approach,  but  quality  is  designed  at  product 

design  phase  and  quality  is  embedded  in  the 

product.  Rather  than  controlling  quality,  quality 

assurance is ensured, which is more superior.  

 

Manufacturing implementations with continuously 

constant processes have ended with generation of 

a  full  understanding  regarding  the  process;  and 

process  is  made  dynamic  through  approaches 

based fully on scientific data and implementations 

based  on  previous  information  and  experience, 

along  with  determining  and  managing  critical 

points through risk management implementations, 

by  determining  critical  points  regarding  product 

and  process.  Development  and  innovation  are 

hindered  because  of  processes  and  systems  that 

are not changed. However, with  the design space 

brought  by  QbD,  flexibilities  such  as  real  time 

release  have  become  a  part  of  the  process. 

Because  of  these  changes,  operability  of  the 

processes  has  been  proven  and  reliance  on  the 

system has increased.  

 

Testing of quality  in process begins as the process 

is  halted  and  testing  is  removed.  Controls  have 

been carried out based on  critical  features  in  the 

process  and  changes  made  in  relation  to  these 

have  been  managed  and  the  process  has  been 

continuously  advanced.  As  continuous  process 

improvement  has  become  possible,  an  approach 

implementation  has  come  where  process 

performance  intended  for  process  validation  is 

continuously monitored,  evaluated  and  adjusted. 

Most  importantly,  other  than  these,  this  new 

approach  has  allowed  for  acting  and  decision 

making with scientific and risk based information. 

References: 1. B. Aksu, A. Paradkar, M. de Matas, Ö. Özer, T. 

Güneri  and  P.  York.  A  quality  by  design 

approach  using  artificial  intelligence 

techniques  to  control  the  critical  quality 

attributes of ramipril tablets manufactured by 

wet  granulation.  Pharm  Dev  Technol. 

18(1):236‐245 (2013) 

2. ICH.  Pharmaceutical  Development  Q8(R2) 

(Step 4). Geneva: International Conference on 

Harmonisation of Technical Requirements  for 

Registration  of  Pharmaceuticals  for  Human 

Use (ICH)(2009) 

3. U.S.  Dept.  of  Health  and  Human  Services, 

Guidance  for  Industry,  PAT —  A  Framework 

for  Innovative  Pharmaceutical  Development, 

Manufacturing. Food and Drug Administration 

Rockville, 2004 

4. R.  Mhatre  and  A.  S.  Rathore.  Quality  by 

Design: An Overview of the Basic Concepts, In, 

A. Rathore S, and Mhatre R, (ed) in, Quality by 

Design  for Biopharmaceuticals: Principles and 

Case  Studies,  John  Wiley  &  Sons,  Inc,  NJ, 

Hoboken (2008) 

5. S.  K.  Singh,  T.G.  Venkateshwaran,  and  S.  P. 

Simmons.  Oral  Controlled  Drug  Delivery: 

Quality  by  Design  (QbD)  Approach  to  Drug 

Development, In, Wen, H and Park K, (ed),Oral 

Controlled  Release  Formulation  Design  and 

Drug Delivery: Theory  to Practice,  John Wiley 

& Sons, Inc, New Jersey, pp 305‐320, 2010 

6. R. A .Lionberger, S. L. Lee, L.Lee, A. Raw and L. 

X. Yu. Quality by Design: Concepts for ANDAs. 

AAPS J.10(2):268‐276 (2008) 

7. S.  Schmitt. Quality  by Design  Putting  Theory 

into  Practice,Davis  Healthcare  International 

Publishing, LLC, USA, 2011

Page 29: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

EXAMINATION EXAMINATION SPECIFICATIONSPECIFICATION

COPYRIGHT COPYRIGHT INNOVATIONINNOVATION

RESEARCHRESEARCH

505(b)(2): AnInsight

RESEARCHRESEARCH

InsightYagna Kumar and Ma

Intellectual Property DepartmGENBlock, T.T.C.

Mahape, Navi Mu*

Introduction From 1938

Drugs Administration used to approve thsafety studies. Senator Estes Kefauver tr

*Email: mahalaxmiandhe

efficacy requirement, a concept thaindustry fully supported, but could not bof some logical disconnections. In 196sleeping pill, caused birth defects in thouWestern Europe. News reports on the roFDA medical officer, in keeping the druFDA medical officer, in keeping the druaroused public support for stronger drugsame year Kefauver‐Harris Drug Amendensure drug efficacy and greater drug sathe first time, drug manufacturers are rethe effectiveness of their products befo

i i f h d hgeneric version of these new drugs tha1962 could be approved with a "paper(NDA). The paper NDA was based solelyor medical literature; a generic manufacapproved by showing that medical literaabout the chemical, demonstrating t, geffective.

Controlled Release Soc

February 2015

Industrial Perspectives

n Industry

ahalaxmi Andheria* ment, Panacea Biotec Ltd, 72/3 Industrial Area,

umbai – 400710

to1962, US Food and

he new drugs based onried for years to add an

[email protected]

at the research‐basede able to do so because62, thalidomide, a newusands of babies born inole of Dr. Frances Kelsey,ug off the U.S. market,

Yagna Kumar

ug off the U.S. market,g regulation. Thus in thedments was passed toafety [1]. As a result, forequired to prove to FDAore marketing them. A

d f

Mahalaxmi Andheria

at were approved after" new drug applicationy on published scientificcturer could get its drugature had been writtenthat it was safe and

ciety Indian Chapter

2929Encouraging Research Through Awareness

Page 30: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 30  Encouraging Research Through Awareness

After  1962,  though  there  were  150  drugs  that 

were off‐patent, but there were very few generics 

for  this,  because  as  per  the  new  amendments 

(Kefauver‐Harris  Drug  Amendments)  a  generic 

drug manufacturer also  required  to prove  to FDA 

the  effectiveness  of  their  products  before 

marketing  them,  and  generic  companies  simply 

could  not  spend  the  time  and money  doing  the 

clinical trials to get to market, and thus there were 

only fifteen "paper NDAs,” post 1962 [2]. 

 

This  kind  of  a  milieu  created  an  unintentional 

advantage  for  the  innovator  companies  where 

they  were  able  to  relish  the  monopoly  in  the 

market  without  any  substantial  generic  rivalry 

even after the expiry of patents. The environment 

was conducive for the innovator companies at the 

same  time  inimical  to  the  interests  of  generic 

industry. 

 

Thus  the  situation  ripened  to  streamline  the 

approval  process  of  the  medicinal  products  for 

human  use  by  balancing  benefits  for  both 

innovator companies and the generic industry. 

 

The Hatch - Waxman act and the Approval procedures

As  a  result  of Hatch  ‐ Waxman  act  1984, United 

States Food and Drug Administration (USFDA) in its 

regulatory  structure  included  three  pathways  for 

approving medicinal product for the human use by 

balancing  benefits  for  both  innovator  companies 

and the generic industry.  

(i).  New  Drug  Application  (NDA)  also  known  as 

505(b)(1) application,  

(ii).  New  Drug  Application  (NDA)  also  known  as 

505(b)(2) application and, 

(iii).  Abbreviated  New  Drug  Application  (ANDA) 

also known as 505(j) application.  

 

Here  we  attempt  to  provide  an  outline  of  the 

505(b)(2)  process  with  respect  to  the 

identification,  selection,  development  feasibility, 

time  lines,  cost  and  other  aspects  related  to 

505(b)(2) filing and approval processes. 

 

 

The 505(b)(2) application The  505(b)(2)  application  is  an  intermediate 

between  505(b)(1)  [an  application  that  contains 

full  reports  of  investigations  of  safety  and 

effectiveness]  and  505(j)  [an  application  that 

contains  information  to  show  that  the  proposed 

product  is  identical  in  active  ingredient,  dosage 

form,  strength,  route  of  administration,  labeling, 

quality, performance characteristics, and intended 

use, among other things, to a previously approved 

product]. As  per  21 U.S.C  355(b)(2),  “A  505(b)(2) 

application  is  one  for which  one  or more  of  the 

investigations  relied  upon  by  the  applicant  for 

approval  were  not  conducted  by  or  for  the 

applicant  and  for  which  the  applicant  has  not 

obtained  a  right  of  reference  or  use  from  the 

person  by  or  for  whom  the  investigations  were 

conducted". 

The  comparison  of  505(b)(2)  applications  with 

505(b)(1)and 505(j) has been given  in Table 1  for 

reference [3]. 

Table  1:  Comparison  of  505(b)(2)  applications 

with 505(b)(1) and 505(j) 

  505(b)(1)  505(b)(2)  505(j) 

Regulatory process 

Review Timeline  1‐2 years  9  months  to 

1 year 

2.5  to  3 

years 

Data required for approval 

Safety  and  efficacy 

study reports 

Yes  Depends  on 

the nature of 

application 

No 

BA/BE  study  with 

RLD 

N/A  Yes  Yes 

CMC  bridging  study 

with RLD 

N/A  Yes  Yes 

Toxicology  bridging 

study with RLD 

N/A  Depends  on 

the nature of 

application 

No 

Patent and Exclusivity eligibility 

Patent listing in OB  Yes  Yes  No 

Patent certification  N/A  Yes  Yes 

Marketing exclusivity  Yes  Yes  No* 

*Except  for  first  to  file  applicants  with  P‐IV certification that is eligible for 180 day exclusivity 

 

The 505(b)(2) application expressly permits FDA to 

rely,  for  approval  of  an  NDA,  on  data  not 

developed by  the applicant,  i.e. some of  the data 

may not be owned by the applicant but may have 

a reference to the information in the application of 

a  full  NDA  or may  be  relied  on  some  published 

literature  or  both.  The  same  is  dealt  in  detail 

below: 

 

Page 31: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 31Encouraging Research Through Awareness

Data from published literature: An applicant for a 

505(b)(2)  application  may  rely  on  data  from 

published  literature.  This  can  be  called  as  a 

“literature  –based  505(b)(2)”.  The  data  from  the 

literature  should  be  such  that  the  applicant  has 

not  obtained  a  right  of  reference  for  the  data, 

otherwise,  such  application  qualifies  as  a  505 

(b)(1)  application,  had  the  applicant  reserved  his 

right of reference.  

 

Data  from  the  Agency’s(The  USFDA)  finding  of 

safety  and  efficacy  of  the  approved  drug:  The 

505(b)(2)  applicant  can  rely  on  the  Agency’s 

finding of safety and efficacy data for a previously 

approved  drug  under  section  314.54.  This 

exclusive  provision  of  relying  on  reference  data 

drastically  reduces  the  cost  incurred  when 

compared  to  that  for  an  NDA  involving  an  NCE. 

Hence, such submissions may also prove  lucrative 

for  smaller  applicant  firms  who,  in  most  cases, 

may  not  have  the  facility,  resources  and 

infrastructure to conduct the study themselves or 

lack  monetary  support  in  cases  of  contract 

outsourcing. 

Types of 505(b)(2) applications [4]

New  Chemical  Entity  (NCE)  or  New  Molecular 

Entity  (NME):  In  this,  an  applicant  can  submit  a 

505(b)(2)  application  for  a  NCE/NME  based  on 

data revealed by published literature and not from 

FDA’s previous findings of safety and efficacy.  

Eg:  Approval  of  Bendamustine  HCl  lyophilized 

powder  for  injection  as  Treanda®  (a  Cephalon’s 

product) by USFDA was  through a 505(b)(2), NCE 

application. 

 

Changes  to  previously  approved 

drugs/formulation:  The  approval  to  a  change  in 

previously  approved  drug/formulation  cannot  be 

sought through the 505(j) route, however, can be 

applied  via  the  505(b)(2)  pathway.  The  applicant 

can  rely on  the Agency’s  safety and efficacy data 

for  previously  approved  drugs.  The  applicant 

however, needs  to submit additional data  for  the 

matter  which  makes  the  application  eligible  for 

505(b)(2), these studies need to be carried out by 

the  applicant  himself  or  the  applicant  should 

reserve a right of reference on the data which he is 

relying upon. 

However, section 505(b)(2) applications should not 

be submitted for duplicates of approved products 

that are eligible  for approval under 505(j)  (see 21 

CFR 314.101(d) (9)). 

 

Some  of  the  below  mentioned  examples  will 

provide  an  insight on  various  feasible  changes  to 

Reference Listed Drug (RLD) for applying through a 

505(b)(2) process: 

 

i. Change in Strength ‐ For example: An application 

for a change to a lower or higher strength 

ii.  Change  in  Route  of  administration  ‐  For 

example: intravenous to intrathecal 

iii.  Combination  product  ‐  For  example:  An 

application  for  a  new  combination  product  in 

which the active  ingredients have been previously 

approved individually. 

iv.  Changes  in  Formulation  ‐  For  example:  An 

application  for  a  proposed  drug  product  that 

contains  a  different  quality  or  quantity  of  an 

excipient(s) than the listed drug where the studies 

required  for  approval  are  more  than  those 

considered  limited  confirmatory  studies 

appropriate to a 505(j) application. 

v. Change  in Dosing regimen ‐ For example: Twice 

daily to once daily 

vi. Change in Dosage form ‐ For example: Solid oral 

dosage form to transdermal patch 

vii.  Change  in  Indication  ‐  For  example:  An 

application  for  an  indication  which  was  not 

previously approved for a listed drug. 

viii. Change in Prescription status from Rx to OTC. 

ix.  Bioequivalent  products  ‐  For  example:  a 

505(b)(2)  application would  be  appropriate  for  a 

controlled  release product  that  is bioinequivalent 

to  a  RLD  where:1.  Such  product  is  at  least  as 

bioavailable as  the RLD  (unless  it has  some other 

advantage,  such as  smaller peak/trough  ratio); or 

2. The pattern of release of the proposed product, although different,  is  at  least  as  favorable  as  the 

RLD. 

 

505(b)(2) Development Pathway Generally followed principles for the development 

of a 505(b)(2) product  in an  industry setup would 

start  with  identifying  an  unmet  need  with  the 

existing  treatment  option  in  a  therapeutic  class, 

identifying  the  right  business  opportunity  to 

design  the dosage  form  that  can effectively  fulfill 

Page 32: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 32  Encouraging Research Through Awareness

the  unmet  need  or  provide  significant  patient 

compliance,  followed  by  selecting  the  right 

molecule in the therapeutic class. The selection of 

such  opportunity  often  involves  brainstorming 

sessions initially involving personnel from Business 

Development,  Intellectual  Property,  Clinical  and 

Formulation  Development,  followed  by  some 

detailed  analysis  involving  Supply  Chain 

Management and Regulatory affairs groups. 

 

(i) The Business Development expert estimates the 

sales  forecast  and  provides  tentative  sales 

projections.  He  also  estimates  possible  generic 

competition  and  there by predicting  the  lifecycle 

of the proposed product. 

 

(ii) The Intellectual Property scientist is very crucial 

and has a dual role viz (a) to protect the invention 

and  to  safeguard  the monopoly  of  the  proposed 

product once approved. An IP scientist would pro‐

actively  file  prosecute  and  ensure  the  grant  of  a 

patent  in  US,  comprehensively  covering  all  the 

aspects  of  the  invention  to  prevent  other 

competitors  from circumventing the claims to the 

extent  possible.  He  would  additionally  ensure 

listing of  such patent(s)  in  the Orange Book once 

the proposed 505(b)(2) is approved by the USFDA. 

(b) to provide freedom to operate opinion for such 

products in US. This is possible by identifying other 

patents  filed  in  US  and  providing  effective 

strategies  to  mitigate  the  risks  associated  with 

such patents. 

If  any  patent(s)  are  listed  in  the Orange  Book  of 

RLD  then,  the  505(b)(2)  application may  need  to 

certify  against  these  patent.  In  case  of  Para–IV 

certification,  IP  scientist,  based  on  the  product 

developed, arranges to obtain a non‐infringement 

or  invalidation opinion against these patents from 

a US attorney, depending on the strategy of filing, 

and notify the RLD and Patent holder  (collectively 

“the  innovator”) accordingly as per the provisions 

of Hatch‐Waxman Act. On  certifying patents with 

Para‐IV  certification,  the  505(b)(2)  filer  may  be 

sued  by  the  innovator  as  per  his  discretion.  IP 

scientist  collaborates with US  attorney  to  handle 

the litigation process. 

 

(iii)  The  Formulation  (R&D)  scientist  plays  an 

important  role,  where  he  puts  all  his  skills  and 

expertise to develop and optimize the dosage form 

to  attain  targeted  release  characteristics both  in‐

vitro  and  in‐vivo  and  ensures  the  product meets 

safety and efficacy  criteria.   Typically  the process 

involves  prototype  development  and  product 

optimization  at  lab  scale.  At  this  stage,  the 

scientist  in  association with  clinical  group  carries 

required  investigations  to  establish  proof‐of‐

concept  (POC). Further  the  scientist escalates  the 

lab  scale  batch  and  optimizes  at  a  large  scale 

facility  (scale‐up  trials)  where  the  batches  are 

made  using  higher  quantities  of  drug  and 

excipients.  Finally  a  Pivotal  (Exhibit)  batch would 

be  taken  for  carrying  out  the  required  clinical 

investigations.   At the same time, the same batch 

would  be  subjected  to  stability  study 

investigations  under  ICH  or  Agency’s  prescribed 

conditions. Collating all the data obtained from the 

clinical  investigations  and  accelerated  stability 

study  investigations,  and  in  collaboration  with 

regulatory team a 505(b)(2) dossier would be filed. 

 

Once a project  is  identified  for development,  the 

formulation  scientist  follows  the  regulatory 

requirement  to  develop  the  product.  One 

important aspect here  is, meeting  the  time  lines. 

Developing a 505(b)(2) with  in  the  specified  time 

period  is very vital  for effective positioning of the 

product  in  the  market  and  to  attain  projected 

sales. Chasing  the  timelines by  connecting all  the 

key  activities  to  achieve  the  goal  is  a  highly 

challenging  task  and  often  requires  extensive 

experience, exhibition of extra‐ordinary  skills  and 

knowledge by a formulation scientist. 

 

(iv)The Clinical  scientist provides  key  inputs as  to 

what  kind  animal  studies,  Biostudies  or  clinical 

studies are needed, the study design and the cost 

and time  involved  in such studies  in order to take 

the  proposed  project  to  submission  stage.  He  is 

also responsible for successful completion of such 

studies. 

 

(v)  The  Supply  Chain  or  Sourcing  personnel 

ensures  timely  and  cost  effective  availability  of 

API, RLD samples and other materials required for 

the development and execution of the project. 

 

(vi)  The  Regulatory  Affairs  personnel  collate  and 

evaluate  the  necessary  data  and  submits  the 

dossier to the USFDA. 

  

Page 33: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 33Encouraging Research Through Awareness

(vii)  Other  stake  holders  like  Quality  Control, 

Quality  Assurance,  Production  and  Project 

Management  also  play  an  important  role  in 

providing  all  necessary  resources  and  logistical 

support  to  the  formulation  scientist  to make  the 

project a success. 

 

 The  505(b)(2)  development  pathway  has  been 

summarized  in Fig  :1. The average  time  line  for a 

development  of  505(b)(2)  product  based  on  the 

complexities  rages  from 2  to 5 years or more. An 

illustrative example is provided in Fig. 2. 

 

Cost estimate from the development to approval of a 505(b)(2) product

Based  on  the  API  cost  and  the  technology 

involved,  which  are  the  major  contributors,  the 

development of  a  505(b)(2)  product  may  vary 

from 1 million USD to 5 million USD or more. The 

regulatory  dossier  filing  cost  of  505(b)(2)  as  per 

Prescription  Drug  User  Fee  Act  (PDUFA)  for  the 

current  year  2013  is  USD  108,45,50  and  is 

expected  to  increase  year  on  year.  If  a  505(b)(2) 

application  certifies  Para‐IV  to  the  patents  listed 

for RLD in Orange Book, then based on number of 

patents under the suit after the dossier  filing, the 

litigation expenses may vary from 3 million USD to 

5 million USD or more.

Few examples of 505(b)(2) applications There are number of ways to modify conventional 

dosage  form  to  qualify  as  505(b)(2)  products. 

Below  mentioned  are  few  strategies  for  the 

development of 505(b)(2) products‐ 

 

i.  IR  to ER dosage  form: An Extended release  (ER) 

formulation  can  be  developed  for  a  previously 

approved  Immediate Release  (IR)  formulation. An 

example  of  this  kind  is  Altoprev®,  an  extended 

release  formulation  of  Lovastatin  developed  by 

Andrx Labs LLC, which is a 505(b)(2) application of 

Mevacor®,  an  Immediate  release  formulation  of 

Lovastatin developed by Merck [5,6]. 

 

Figure 1: Development of 505(b)(2) products 

ii.  Lyophilized  to Solution dosage  form:  ‘Ready  to 

use’  solutions  for  injection  can  be  developed  for 

previously approved lyophilized products. A ‘ready 

to  use’  solution  injectable  formulation  for 

Gemcitabine  marketed  as  “Gemcitabine 

hydrochloride  Injection  solution”  developed  by Hospira  Inc.  was  approved  as  a  505(b)(2) 

application  to  “Gemzar®”  which  is  a  lyophilized 

powder [5,6]. 

 

iii.  Improved  bioavailability  product:  A  505(b)(2) 

application  can be  submitted  for  improvement  in 

bioavailability of Class II and IV drugs. An example 

of  this  strategy  is  “Antara®(micronized 

fenofibrate)”  developed  by  Reliant 

Pharmaceuticals and was approved as a 505(b)(2) 

Figure 2: Timelines for development of a 505(b)(2) product

Page 34: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 34  Encouraging Research Through Awareness

application to RLD “Tricor®” ( fenofibrate capsules) 

developed by Abbott [5,6]. 

 

iv. An NDDS product: A novel drug delivery system 

for  a  previously  approved  conventional  dosage 

form  can be  submitted  as  a  505(b)(2)application. 

As  an  example,  “Marquibo®”  is  a    vincristine 

sulfate liposomal injectable formulation developed 

by  Talon  Therapeutics which was  approved  as  a 

505(b)(2)  application  to  RLD  “Oncovin®”,    a 

conventional  injectable  solution  formulation  of 

vincristine  sulfate  developed  by  LILLY  Pharma 

[5,6]. 

 

Eligibility of a 505(b)(2) application for patent and exclusivity protection after

approval (refer Table:2) [4] 

Exclusivity Protection: 

 

Table 2: Exclusivity protection 

Section  Exclusivity period  Requirement 

21 CFR 

314.50(j); 

314.108(b) 

(4) and (5) 

3 years 

 

Eg: Onsolis® 

NP (New Product) 

exclusivity for 3 

years granted 

Clinical 

investigations 

other than BA/BE 

study was 

essential for 

approval of 

application 

21 CFR 

314.20‐

316.36 

7 years  Orphan drug 

exclusivity 

Section 505A 

of the Act 

6 month  Pediatric 

exclusivity 

Patent Protection: Under 21 CFR 314.54(a) (1) (v), 

a  505(b)(2)  application  shall  contain  information 

on patents claiming the drug or  its method of use 

which get listed in Orange Book and is thus eligible 

for patent protections. 

505(b)(2) & Patent certification A  505(b)(2)  applicant  has  to  certify  all  patents 

listed against  the previously approved RLD  in  the 

Orange book. At times the applicant have to certify 

Para‐IV  for  OB  listed  patents  against  the  RLD, 

which may  call  for  litigation  and  thus  delay  the 

approval of  the 505(b)(2) application. Further  the 

applicant  needs  to  provide  a  statement  to  the 

agency  as  to  whether  the  listed  drug(s)  have 

received a period of marketing exclusivity (21 CFR 

314.108(b)).  If  a  listed  drug  is  protected  by 

exclusivity,  filing  or  approval  of  the  505(b)(2) 

application may be delayed. In ideal conditions the 

total  time  taken  for  approval  is  around  9  ‐12 

months from the date of dossier filing. 

Incentives for 505(b)(2) applicants The 505(b)(2) approval route is a good bargain for 

applicants  as  they  can  cherish  a  development 

process that eliminates most preclinical studies as 

well  as  safety  studies  and    in  certain  situations 

efficacy studies and can hit the market in relatively 

less  time, when  compared  to  505(b)(1)  or  505(j) 

application. The risk  in 505(b)(2) filing  is relatively 

low  since  the  safety  and  efficacy  of  the  active 

agent has been already established. Further, fewer 

clinical requirements  (depending on  the extent of 

studies  required)  result  in  reduction  of  cost  for 

complete approval process. Product differentiation 

can  provide  significant  market  potential  which 

forms  the  basis  for  increased  505(b)(2) 

applications. 

Trends in filing of 505(b)(2) applications The  following  statistics  regarding  number  of 

505(b)(2) applications have been displayed  in Fig. 

3. The initial period after Hatch Waxman Act saw a 

very  handful  of  505(b)(2)  approvals,  roughly  five 

from 1984  to 1996 and another  five  in 1997 and 

1998.  The  number  was  seen  to  increase 

substantially post 2002, as can be seen from Fig. 3. 

Figure 3: Number of 505(b)(2) NDAs Approved Each Year [7]

Page 35: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 35Encouraging Research Through Awareness

Table 3  indicates the percentage approval by type 

of dosage form [7]. 

 

Table  3: Percentage  approval by  type of dosage 

form 

Dosage Form  % of Total 

Capsule DR/ER  6% 

Capsule IR  5% 

Injection  16% 

Ophthalmic  4% 

Transdermal Patch 4% 

Tablet DR/ER  6% 

Tablet IR  29% 

Tablet ODT  4% 

Topical  10% 

Other  16% 

DR=Delayed release, ER= Extended release 

IR=  Immediate release, ODT= Orally disintegrating 

tablet 

  

Conclusion In general, 505(b)(2) new drug applications (NDAs) 

may be used appropriately to seek approval  for a 

modification  of  a  previously  approved  drug 

product, such as a change  in dosing  route, a new 

active  ingredient,  a  new  or  higher  amount  of  an 

inactive  ingredient  or  a  new  indication  for  use. 

Over  the years,  the 505(b)(2)  regulatory pathway 

has  become  very  attractive  to  companies  of  all 

sizes.  The  approval  of  505(b)(2)  applications  is 

nearly doubled  compared  to  traditional 505(b)(1) 

applications. This pathway is particularly attractive 

to manufacturers transitioning from generic drugs 

to  innovator  products.  Due  to  the  similarities  to 

traditional drug development, these products offer 

a  low‐risk market entry point. However, there are 

unique  scientific  and  regulatory  challenges  to 

developing such products. 

References: 1. http://www.fda.gov/AboutFDA/WhatWeDo/H

istory/Milestones/ucm128305.htm 

2. G.J.  Mossinghoff.  Overview  of  the  Hatch‐

Waxman  Act  and  Its  Impact  on  the  Drug 

Development  Process.  Food  Drug  Law  J. 

54:187‐194 (1999)  

3. H.L.  Nadler  and  D.  DeGraft‐Johnson. 

Demystifying  FDA’s  505(b)(2)  Drug 

Registration Process. Regulatory Focus (2009) 

4. Guidance  for  Industry:  Applications  Covered 

by Section 505(b)(2) (Draft, October 1999). 

5. http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/

ob/default.cfm  (Orange  Book  as  available  in 

Jul 2013) 

6. http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/

drugsatfda/index.cfm?fuseaction=Search.Sear

ch_Drug_Name(Drugs@fda as  available  in  Jul 

2013). 

7. http://www.contractpharma.com/issues/2010

‐03/view_features/trends‐in‐505‐b‐2‐

approvals/ 

 

 

PHARMA PUZZLE

*Answer key on pg 50‐51 

Page 36: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Industrial Perspectives

In Vitro In Vivfor Stents

Ankur Raval*,1 and V1Research and Development

Technologies Pvt. Ltd2Department of PharmaceuticInstitute of Chemical Techno

Introduction During pas

care industry has faced many challenproducts (such as drug eluting impla

ti l t d ti l t t

Institute of Chemical Techno*Email: ankur.me

particulate and nano-particulate systeforming systems) within predefinedresource intensive efforts. Researchersworked towards development of pharmand are collaborating principles of phaand pharmacokinetics to target thebi l i l t f h f l tibiological aspects of such formulationsstages. Such formulations can maintainor tissue levels over extended periodundesirable fluctuations in systemic dreduce multiple dosing frequencies, thcompliance [1]. Drug eluting stents (l t d ithi l tielute drug within vascular tissue

Determination of safety and efficacyimportance during development and esvarious regulatory submissions. Correlduring pharmaceutical development bevivo data (IVIVC) to reduce the de

ti i th f l ti h t i tioptimize the formulation characteristics

Controlled Release So

3636 Encouraging Research Through Awareness

o Correlation

Vandana Patravale2

t Dept., Sahajanand Medical d., Surat, Gujarat, Indiacal Sciences and Technology, ology Matunga Mumbai India

st decades, the health

nges to develop novelants, polymeric micro-

d i it d t

ology, Matunga, Mumbai, [email protected] 

ems and in situ depottimeframe and less

around the globe havemaceutical formulationsarmacy, pharmaceutics,

physicochemical andt id i t l t

Ankur Raval

to avoid issues at latern effective drug plasmads of time, minimizingdrug concentration andhus improving patience(DES) are designed to

t l t

Vandana Patravale

s at a slow rate.y of DES is of primestablishing them duringlations are often usedetween in vitro and inevelopment time ands.

ociety Indian Chapter

February 2015

Page 37: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 37Encouraging Research Through Awareness

A good  correlation  is a  tool  for predicting  in vivo 

outcomes based on the in vitro data. IVIVC proves 

itself  an  important  tool  that  allows  formulation 

optimization  with  fewest  possible  clinical  trials, 

freezes dissolution acceptance criteria and can be 

used as a surrogate  for subsequent bioequivalent 

studies  and  is  also  recommended  by  regulatory 

agencies.  

IVIVC development While many definitions have been proposed for in 

vitro‐in  vivo  correlation,  FDA  has  appropriately 

stated  IVIVC as a predicative mathematical model 

describing  the  relationship  between  an  in  vitro 

property  of  an  extended  release  dosage  form 

(usually the rate of drug release) and a relevant in 

vivo response, e.g., plasma drug  levels or amount 

of drug absorbed [2]. One of the prime objectives 

of  drug  product  development  is  to  have  better 

understanding  of  the  in  vitro  and  in  vivo  drug 

behavior. By developing an effective IVIVC, in vivo 

drug  performance  can  be  predicted  from  its  in 

vitro implication.   

 

The  primary  objective  of  an  IVIVC  for  DES  is  to 

establish  a  meaningful  relationship  between  in 

vitro  behavior  of  a  DES  product  and  in  vivo 

performance of  the  same product. Often  in  vitro 

drug  release data  is considered  to establish  IVIVC 

for DES similar  to other pharmaceutical products.  

In  this way  IVIVC  for DES  empowers  the  in  vitro 

data  to  serve  as  a  surrogate marker  for  in  vivo 

bioavailability.  In  general,  FDA  recommends 

following  factors  for  consideration  while 

establishing IVIVC‐ 

•  Mechanism of drug release from the stent 

•  Formulation  and  manufacturing  process 

factors that influence the release kinetics 

•  In  vitro  method  conditions  (e.g., 

hydrodynamics, media composition) 

•  In vivo stent deployment factors 

 

While majority of correlation  is established based 

on  the  pharmacological  aspects  of  the  DES, 

mechanical  properties  of  stent  structure  and 

deployment factors are also considered.

IVIVC for drug eluting stent Drug  eluting  stent  is  basically  a  drug  device 

combination product which has gained remarkable 

importance  as  it  has  provided  effective  practical 

alternatives  for  the  treatment  of  coronary  artery 

diseases.  The  device  part  which  is  generally  a 

metallic  stent  provides  scaffolding  to  the  artery 

and also acts as a platform for drug coating. Figure 

1 represents the typical mesh like configuration of 

metallic  stent.  Such  stents  are  designed  using 

extensive  Finite  Element  Analysis  (FEA)  and 

manufactured  by  laser  micromachining  from 

seamless metal alloy (commonly SS 316L and Co‐Cr 

alloy)  tubings.  Serpentine  struts  allow 

homogeneous  stress  distribution  within  the 

structure upon expansion.  

Figure 1: Image depicting basic stent structure 

 

Re‐narrowing of the coronary artery also known as 

‘restenosis’  occurs  after  successful  stent 

implantation due to complex multiple biochemical 

reactions and  it cannot be controlled by putting a 

device  alone.  This  device  can  only  provide 

mechanical  support  to  the  vessel  wall  and 

prevents  elastic  recoil,  but  cannot  control  the 

smooth  muscle  cell  (SMC)  migration  and 

proliferation process. Often stents are coated with 

anti‐proliferative,  anti‐inflammatory  or 

antithrombotic  agents  to minimize  the  impact  of 

restenosis  process.  Controlled  drug  delivery 

systems  are  formulated  by  incorporating 

therapeutic  agents  within  biocompatible, 

biodegradable  or  non‐degradable  polymers.  Thin 

films  of  these  drug‐polymer  formulations  can  be 

created  on  metallic  stents,  making  them  DES. 

When such DES are placed at the target area they 

start  releasing  drugs  to  the  surrounding  arterial 

tissues and due  to  the drug’s  therapeutic activity 

restenotic mechanisms  involving uncontrolled cell 

growth  are  inhibited.  In  a  way,  DES  is  a 

combination  of  engineering,  polymer  chemistry, 

pharmacology  and  vascular  biology.  Therefore, 

development of any DES  requires all  four aspects 

to  be  studied  thoroughly  in  order  to  understand 

the  underneath  characteristics  that  governs  and 

Page 38: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 38  Encouraging Research Through Awareness

influences  the  scaffolding property, drug delivery 

and ultimate vascular response.  

 

Often  development  work  of  DES  involves  bench 

testing  to  assess  various  engineering  attributes, 

analytical testing for total drug content and in vitro 

release kinetics and finally establishment of device 

safety  and  efficacy  in  animals  (in‐vitro 

biocompatibility,  hemocompatibility,  toxicity,  in‐

vivo  pharmacodynamics  and  pharmacokinetics) 

followed  by  human  trials.  Generally,  for  any 

pharmaceutical  formulation,  an  in  vitro  in  vivo 

correlation  is  established by  studying  the  in‐vitro 

drug  dissolution  properties  and  corresponding  in 

vivo  blood  plasma  levels  and  its  effect  on  the 

human body. For a drug eluting stent, similar kind 

of study can be done to establish a correlation of 

in  vitro  drug  release  and  corresponding 

pharmacological response. However, study of drug 

release  properties  is  not  adequate  to  fully 

understand  the  impact  a  medical  device  could 

make  within  the  human  body.  Due  to  the 

incorporation  of  drug  component  along with  the 

device, characterization of such product cannot be 

done  separately  for both parts  (device  and drug) 

as the mechanical aspects of stent structure  itself 

can  also  contribute  to  the  device  safety  and 

efficacy.  Therefore,  an  appropriate  method  for 

establishment  of  in  vitro  in  vivo  correlation  for 

drug  eluting  stent  is  to  study  the mechanical  as 

well as drug eluting properties of it.  

 

IVIVC  considering mechanical  attributes: Despite 

being a simple mesh like structure, a stent in fact is 

a  complex mechanical  structure made  of  various 

elements  designed  to  withstand  various  load 

conditions. There are certain  functional attributes 

which  determine  the  stent’s  overall  capability  to 

serve its intended purpose. Some of the important 

stent properties are: (1) ability to withstand radial 

load,  (2)  fatigue  endurance,  (3)  radial  recoil,  (4) 

longitudinal  foreshortening,  (5)  surface  to  artery 

ratio (6) MRI compatibility (7) corrosion resistance 

and (8) device pushability and trackability. Certain 

guidelines  from  International  Organization  for 

Standardization  (ISO)  like  ISO  25539‐2 

(Cardiovascular  implants  ‐  Endovascular  devices  ‐ 

Part 2: Vascular stents) specify  the general safety 

requirements  to  assess  intended purpose,  design 

characteristics, design and material evaluation  for 

endovascular  prosthesis  like  cardiac  stents.  This 

guideline  exemplifies  the  various  in  vitro  test 

conditions  to  simulate  in  vivo  conditions  for 

understanding  the performance of  stent  in actual 

practice.  However,  for  each  of  the  mechanical 

attribute,  American  Society  for  Testing  and 

Materials  (ASTM)  has  specifically  mentioned  in 

vitro  test  conditions  for  evaluation  and 

interpretation  of  results  which  can  be 

corresponded to an in vivo behavior. For example, 

test  requirements  for  fatigue  durability  test  are 

specifically  mentioned  in  ‘ASTM  2477  ‐Standard 

Test  Methods  for  in  vitro  Pulsatile  Durability 

Testing of Vascular Stents’. Using pulsatile  fatigue 

tester  capable  of  applying  cyclic  displacement  to 

the mock artery with  the endovascular prosthesis 

deployed,  approximately  10  years  equivalent 

cycles  can  be  applied.  Physiological  conditions  of 

temperature  and  pressure  should  be maintained 

throughout  the  test  period.  After  completion  of 

pulsatile  cycles,  zones  identified  for  high 

stress/stain  should  be  inspected  using  scanning 

electron microscopy (SEM) or X‐ray equipment for 

any deformation or anomalous findings like cracks, 

fractures,  abrasions  etc.  Such  analysis  generates 

the  data  for  approximately  10  years  of  in  vivo 

device life within 4‐6 months depending up on the 

cycle frequency which varies in the range of 50‐70 

Hz as applicable to the stent type. Early evaluation 

of design utilizing such  in vitro tests  is very useful 

in  determination  of  the  design  characteristics  as 

the  test outcome  can directly be  correlated with 

the in vivo clinical performance.  

 

Advancements  in  computer  aided  simulation 

techniques  enable  researchers  and  scientists  to 

use the tools like Finite Element Analysis (FEA) for 

analyzing  the design  and  its mechanical behavior prior  to  prototyping.  Guidelines  like  ‘ASTM 

F2514Standard  Guide  for  Finite  Element  Analysis 

(FEA)  of  Metallic  Vascular  Stents  Subjected  to 

Uniform Radial Loading’ provide the procedure for 

conducting the computer simulation to determine 

the stress‐strain behavior of stent structure under 

various  load conditions. Once the generated stent 

model  is  validated,  it  can  be  used  to  check  the 

radial  recoil,  foreshortening  and  fatigue  behavior 

prior  to  prototyping,  which  greatly  reduces 

iterations  required  for  design  preparation  and 

subsequent testing.  

 

Page 39: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 39Encouraging Research Through Awareness

As  always,  there  are  some  limitations  with  the 

simulation  methods,  actual  prototyping  and 

assessment  yields  the  real  device  behavior.  For 

example,  scientists  are  now  correlating  the  stent 

recoil  values  tested  during  in  vitro  examination 

and  during  actual  stent  implantation  in  humans. 

Often  recoil  assessment  is  considered  as 

engineering  testing,  but  interventional 

cardiologists  are  now  performing  similar 

evaluation  in  vivo  to  establish  the  correlation 

between the bench test results and in vivo human 

device  implantation  [3].  Such  interpretation  also 

provides  vital  insights  to  stent’s  ability  to  resist 

radial collapse pressures. Another important factor 

which  can  be  correlated  is  the  stent’s  flexibility 

and conformability. Under  in vitro test conditions, 

stent  flexibility  and  conformability  can  be 

measured  in  terms  of  3  point  bend  test  and 

analysis  of  trackability  force  measurement  in 

which  stent  is  passed  through  three  dimensional 

coronary artery model under simulated laboratory 

conditions  and  track  force  values  are  recorded 

using a sensitive force gauges. Stent flexibility is its 

ability  to  bend  tortuous  anatomies  during 

implantation  procedure.  Stents  with  good 

flexibility  results  in  achieving  low  force  values 

when tested by 3 point bend test and trackability 

assessment.  With  the  usage  of  advance 

instruments and softwares, stent conformability is 

assessed  by  many  researchers  under  in  vivo 

conditions. As many  standards and guidelines are 

now  available  from  different  agencies  and 

organization  like  ISO  and  ASTM,  understanding 

test  requirements  and  conducting  in  vitro  tests 

enables  device  developer  to  find  out  the 

performance  behavior  and  correlate  it  to  in  vivo 

safety and efficacy.     

 

IVIVC  considering  pharmacology  (drug 

component):  Normally  the  drug  component  is 

applied  on  the  stents  in  a  form  of  thin  film 

coatings.  These  films  should  perform  two  basic 

and very important functions of, 

(1)  Drug elution and  

(2)  Maintain coating mechanical integrity. 

 

Film  integrity  is  as  important  for  a  DES  as  drug 

elution as  latter  is highly dependent on  intactness 

of film. Delamination, peeling and damage to thin 

film  can  result  in  non‐uniform  and  unpredicted 

drug  delivery.  Erroneous  IVIVC  can  result  from 

such unreliable data.  

 

Drug eluting stents are designed to deliver drug at 

a very slow rate because adequate drug levels are 

required at the target site for at  least 2‐3 months 

to  inhibit the SMC proliferation. To estimate drug 

release rate at real time scale is very challenging as 

DES often  contains hydrophobic drug  in  very  less 

amount  (in  microgram  levels).  Extracting  drug 

from  aqueous  media  and  estimating  accurately 

even  using  advanced  analytical methods  such  as 

HPLC  is a difficult  task. This  is because of the  low 

aqueous  solubility  of  hydrophobic  drugs.  Some 

drugs  like  Sirolimus  and  its  analogs  have  limited 

stability  in  aqueous  buffers  (at  physiological  pH 

range)  and  undergo  hydrolytic  degradation. Over 

the  past  few  years,  accelerated  in  vitro  release 

methods  have  received  considerable  attention  in 

order  to  shorten  the  time  required  to  study  real 

time  drug  release  for  stent  base  drug  eluting 

coatings  [4]. Many  studies have been done using 

different  surfactants  to  improve drug  solubility  in 

the  aqueous  media  [5].  These  in  vitro  release 

testing  methods  should  have  a  good 

discriminatory  power  to  detect  the  formulation 

changes  for  serving  as  good  quality  control  tool. 

They are also critical  in establishing  IVIVC and are 

desirable to assist in formulation development and 

help  reduce  the  regulatory  burden  of 

bioequivalence testing. 

 

Hence,  IVIVC  considering  the  drug  component  is 

not  a  straightforward  task  just  like  conventional 

pharmaceutical  formulations because of  following 

reasons,  

•  DES are designed to elute drug directly to 

the arterial tissue and not systemically.  

•  As mentioned  earlier  IVIVC  incorporates 

the  drug  concentration  levels  in  the  blood  to 

establish  a  relationship  with  drug  release 

properties, but with DES, blood  levels of drug are 

not efficacious.  

•  Also,  as  experienced  in  some  DES  (like 

Taxus  Paclitaxel  eluting  stent),  not  the  entire 

coated drug  is released from the stent. (Similar to 

some SR solid oral dosages) 

•  Determination  of  drug  amount  left  on 

stent  requires  an  explantation  of  stent, which  is 

not possible in humans. 

 

Page 40: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 40  Encouraging Research Through Awareness

In  order  to  obtain  an  IVIVC  for DES,  two  sets  of 

data  are  collected.  The  first  set  of  data  includes 

the  in  vitro  data,  usually  drug  release  data  as  a 

function of time using an appropriate drug release 

method. Second set of data consists of in vivo drug 

amounts  extracted  from  blood,  tissues  and 

remaining amount from explanted stents. A model 

which  integrates  both  (i.e.,  mechanism  of  drug 

release  and  systemic  drug  concentration)  may 

provide  a means  for  developing  a  physiologically 

based PK model for predicting drug disposition and 

for  establishing  relevant mechanism based  IVIVC. 

A point‐to‐point correlation between  in vitro drug 

elution and the in vivo tissue uptake of drug is one 

to  establish  a  mathematical  model  for  IVIVC, 

generally known as level A correlation. In vivo data 

are kept fixed while developing such relationships. 

Often  in  vitro  release  data  are modified  by  fine 

tuning  the  release  test  conditions  to  obtain 

consistent  and  meaningful  relationship  between 

the  percentage  of  drug  released  in  vitro  and  the 

fraction of drug released in vivo [6].   

 

For  the actual  IVIVC of a DES,  tissue  levels of any 

drug are not feasible; instead blood concentration 

of drug can be used for studying pharmacokinetic 

aspects.  In  such  cases,  correlating  arterial uptake 

of  drug  from  its  blood  concentration  is  of major 

clinical importance. In one of the study Thakkar et. 

al.  [7] determined  the  concentration of  Sirolimus 

in  blood  and  target  blood  vessel  at  various  time 

intervals  using  animal model.  Level  A  correlation 

has  been  performed  for  in  vivo  release  profiles 

which  showed  biphasic  pattern  of  Sirolimus 

elution  from  the  stent,  i.e.,  initial  burst  release 

followed  by  sustained  release.  Blood  flow  rate, 

metabolism of Sirolimus  from arterial  tissues and 

distribution  of  Sirolimus  from  arterial  tissue  are 

the major biological factors which affects Sirolimus 

concentration in the vascular tissues. 

 

Studying IVIVC for drug eluting stents: 

Selecting an appropriate apparatus 

As of now there is no official dissolution apparatus 

recommended by USP to study the release profiles 

of drug eluting stent like devices. Researchers have 

modified  existing  instruments  to  simulate  the 

physiological  conditions  considering  their  own 

requirements.    Preferred  apparatus  for  stent 

testing  includes,  reciprocating  disk  (USP  7),  flow 

through  cell  (USP 4),  rotating paddle  (USP 2) and 

other non‐compendial apparatus. The instruments 

that are  listed here  (refer Figure 2) are used with 

some modification to accommodate study of drug 

release from stent.    

 

Some  important  considerations  for  establishing 

appropriate  release  profile  for  DES  and  studying 

IVIVC for DES: 

a)  Establishing in vitro drug release method,  

Development  of  drug  release  medium 

(pH,  pKa’s  of  API,  surfactants,  hydro‐

alcoholic medium) 

Temperature of release medium 

Sink conditions  

Sampling time points  

Apparatus agitation rate 

Setting  appropriate  chromatographic 

(HPLC) conditions  

b)  In  vivo  data  is  derived  from  appropriate 

animal  models  (non‐human  subjects)  generally 

pigs and rabbits. 

c)  Arterial  drug  amount  is  assumed  to  be 

same as amount of drug released in blood. 

d)  Simultaneous  measurement  of  drug 

remaining  on  stent  is  to  be  done  at  similar  time 

points.   

e)  Mass balance of drug to be done as,  

Total Drug Content (D) = Drug on Stent (DS) + Drug 

in Blood (DB) + Drug in Arterial Tissues (DA) 

 

 Figure 2: Some dissolution apparatus  for DES  (a) 

USP‐7  (b)  Stent  holder  for USP‐7  (c) USP‐4 with 

flow through cell (d) Stent holding cell for USP‐4 

Page 41: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015 41Encouraging Research Through Awareness

If D, DS and DB are known, then we can estimate 

the DA. Calculation can be done to find a function 

between  DA  and  DB  rate  of  release.  The 

cumulative  amounts  of  DB+DA  can  be  then 

correlated with the in vitro drug release amounts.  

Conclusion Developing an  IVIVC and applying  it appropriately 

should  make  therapeutic  sense.  While  different 

correlations can predict the in vivo behavior of any 

pharmaceutical  products  including  drug  device 

combinations  like drug eluting stents on the basis 

of  in  vitro  data,  it  is  very  important  to  properly 

validate  the  correlation  before  making  any 

practical conclusions. IVIVC can become a credible 

tool  to  select  the  discriminating  in  vitro  test 

conditions and to set therapeutically meaningful in 

vitro release specifications. If applied correctly, the 

IVIVC can  save  substantial  costs and  time  in drug 

product development and regulatory submissions. 

References: 1.  J. M. Davis, L. Matalon, M.D. Watanabe, and L. 

Blake.  Depot  antipsychotic  drugs.  Place  in 

therapy. Drugs. 47:741–773 (1994)  

2.  The  Food  and  Drug  Administration,  U.S.. 

Extended  release  solid  dosage  forms: 

development, evaluation and application of in 

vitro/in vivo correlations. 1997 

3.  A.D.  Abhyankar  and  A.S.  Thakkar.  In  vivo 

assessment  of  stent  recoil  of  biodegradable 

polymer‐coated  cobalt‐chromium  sirolimus‐

eluting coronary stent system.  Indian Heart  J. 

64:541‐6 (2012) 

4.  M. Kamberi, S. Nayak, K. Myo‐Min, T.P. Carter, 

L. Hancock, and D. Feder. A novel accelerated 

in  vitro  release  method  for  biodegradable 

coating  of  drug  eluting  stents:  Insight  to  the 

drug  release  mechanisms.  Eur  J  Pharm  Sci. 

37:217‐22 (2009) 

5.  A.  Raval, A.Parmar,A.  Raval,  and  P.  Bahadur. 

Preparation  and  optimization  of media  using 

Pluronic®  micelles  for  solubilization  of 

sirolimus  and  release  from  the  drug  eluting 

stents. Colloids Surf B Biointerfaces. 93:180‐7 

(2012) 

6.  FDA  Guidance  for  Industry,  Coronary  Drug‐

Eluting  Stents  ‐  Nonclinical  and  Clinical 

Studies, March 2008 

7.  A. Thakkar, A. Raval, R. Mandal, S. Parmar, A. 

Jariwala, J. Tailor,and A. Mehta.  Development 

and  Evaluation  of  Drug  Eluting  Stent  Having 

Biphasic  Release  From  a  Single  Layer  of 

Biodegradable  Polymer.  J.  Med.  Devices.7: 

011005 (2013) 

 

 

WORD SEARCH

*Answer key on pg 50‐51 

Page 42: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood
Page 43: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

CRS NE

43

EWS

Page 44: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015  Encouraging Research Through Awareness 44 

Glimpses of 13th International Symposium on “Advances in Technology and Business Potential of New Drug Delivery

Systems” held on 22nd and 23rd January 2013 at J. W. Marriott Hotel, Mumbai.

 

       Prof. Sevda Senel delivering her talk at           Dignitaries at the Inaugural Ceremony of 

            13th International Symposium                              13th International Symposium 

 

     Prof. H. L. Bhalla and Prof. K. K. Singh (R)            Prof. Alok Dhawan delivering his talk at 

at the Lamp Lighting Ceremony                       13th International Symposium 

 

                            Prof. H. L. Bhalla presenting                                CRS‐IC Board releasing       

                   Merit Poster Award to Ketan Patel                     6th issue of CRS Newsletter                      

Page 45: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015  

45Encouraging Research Through Awareness

  

      

  Dr. Sanyog Jain, Associate Professor, National Institute of Pharmaceutical Education and Research (NIPER), Mohali, India was conferred with Bharat Jyoti (The Glory of India) Award, 2013.

Dr. Sanyog Jain, Associate Professor, NIPER, Mohali, India was bestowed with Award for Rising Suns in Asia at 40th Annual Meeting and Exposition of Controlled Release Society, Honolulu, Hawaii, USA, July 21-24, 2013.

Dr. Sanyog Jain, Associate Professor, NIPER, Mohali, India is appointed as Expert member-Radiopharmaceutical Committee (RPC) of Department of Atomic Energy (DAE), Govt. of India (2014).

Dr. Vandana B. Patravale, Professor of Pharmaceutics, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India received a prestigious grant of $100,000 for project entitled “Nanovaccine for Brucellosis using Green Technology” from the Bill & Melinda Gates foundation (October 2013).

Dr. Vandana B. Patravale, Professor of Pharmaceutics, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was invited as a Keynote Speaker to deliver a lecture entitled, “Nanostructured Lipid Carriers: Potential as a Vaccine Adjuvant” at the “Vaccine Session” of ‘NanoBio Australia 2014’ conference organized by The University of Queensland held at Brisbane, Australia from 6th to 10th July, 2014.

Dr. Vandana B. Patravale, Professor of Pharmaceutics, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India received "Dr. P. D. Patil Best Pharmaceutical Scientist of the year Award - 2014” (November 2014).

Dr. Vandana B. Patravale, Professor of Pharmaceutics, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India received “Smt. Chandaben Mohanbhai Patel Industrial Research Award for Women Scientists –2013” by Vividhlaxi Audyogik Samshodhan Vikas Kendra (VASVIK) Apex Committee.

Dr. Vandana B. Patravale, Professor of Pharmaceutics, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was appointed as Convener, Association of Pharmaceutical Teachers of India (APTI), Women forum, (December 2014).

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was conferred with the Prof. C.J. Shishoo Award for Research in Pharmaceutical Sciences, APTI, 2013.

H A L L O F F A M E

Page 46: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter February 2015

  

Encouraging Research Through Awareness 46 

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India, Member-Board of Scientific Advisors, Controlled Release Society (CRS), Inc, USA.

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was Co-Chair, Drug Delivery and Translational Research, Outstanding Paper Award Committee, Controlled Release Society (CRS), Inc, USA.

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was invited as Guest of Honor and Keynote Speaker at the National Workshop on ‘Advances in Drug Delivery’ organized by Ramanbhai Patel College of Pharmacy, CHARUSAT to deliver a talk on Drug Delivery – Current Scenario and Future Directions, Gujarat, February 2013.

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was invited as Chief guest and Keynote speaker at SVKM’s Dr. Bhanuben Nanavati College of Pharmacy for the graduation ceremony to deliver a talk on “Designer Nanoparticles for Splenotropic Drug Delivery”, Mumbai, July 2013.

Dr. Padma V. Devarajan, Professor and Head of Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India was invited as Key Note Speaker at the DBT- JRF Regional Meeting (Western Region) organized at ICT to deliver a talk on Pharmaceutical Biotechnology- Opportunities and Challenges, Mumbai, November 2013.

Dr. M.S. Nagarsenker, Professor and Head of Pharmaceutics Department at Bombay College of Pharmacy, Mumbai, India, was awarded with Dr. (Mrs.) Manjushree Pal Best Researcher National Award 2013 by Association of Pharmaceutical Teachers of India (APTI).

Dr. M.S. Nagarsenker, Professor and Head of Pharmaceutics Department at Bombay College of Pharmacy, Mumbai, India, was also awarded Prof M. L. Khorana Best Research Paper Award (April 2013) for paper “M. P. Jadhav, M. S. Nagarsenker, R. V. Gaikwad, A. Samad, N. A. Kshirsagar, Formulation and Evaluation of Long Circulating Liposomal Amphotericin B: A Scinti-kinetic Study using Tc in BALB/C Mice. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences 2011;73(1):57-64”.

Dr. M.S. Nagarsenker, Professor and Head of Pharmaceutics Department at Bombay College of Pharmacy, Mumbai, India, was Chairman and Convener, Scientific committee, Disso India 2013, Annual conference of Society of Pharmaceutical Dissolution Science, May 6 and 7, Mumbai.

Dr. M.S. Nagarsenker, Professor and Head of Pharmaceutics Department at Bombay College of Pharmacy, Mumbai, India, was Chairman and Convener, Scientific committee, Disso Asia 2014, Annual Conference of Society of Pharmaceutical Dissolution Science, May 5 and 6, Mumbai.

Dr. M.S. Nagarsenker, Professor and Head of Pharmaceutics Department at Bombay College of Pharmacy, Mumbai, India, was invited to attend “Journees Galeniques” annual conference on Transmucosal Drug Delivery, organized by Gattefosse foundation, St. Remy the Provence, France, 10-13th Sept 2014.

Page 47: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015   47 Encouraging Research Through Awareness

AWARDS Shete,  H.,  Chatterjee,  S.,  De,  A.,  and  Patravale,  V.B  received  Best  Poster  award  for  poster  titled 

"Discrepancy  in therapeutic efficacy of nanoformulation against different breast cancer cell  lines" at the 

International  Symposium on Drug Discovery  for  Infectious Disease & Cancer  (DDIDC), 16‐17th  January, 

2013 at ICT, Mumbai, India. 

Gugulothu, D. and Patravale V.B. received Best Poster Award  for poster titled “Curcumin‐Celecoxib dual 

drug  loaded pH  sensitive nanoparticulate  combination  therapy:  a novel  approach  for  the  treatment of 

inflammatory bowel disease” at the Thirteenth International Symposium on 'Advances in Technology and 

Business Potential of New Drug Delivery Systems' of the Controlled Release Society ‐ Indian Chapter, held 

at J. W. Marriot Hotels, Juhu, Mumbai, January, 2013. 

Preshita Desai (Student of Dr. Vandana B. Patravale, ICT) received Bombay Technologist Best Postgraduate 

Student Award for year 2012‐13, at Institute of Chemical Technology, Mumbai, India, March 2013. 

Fernandes,  C.  and  Patravale,  V.B.  received  Best  Poster  Award  (Drug  Delivery  System  Section)  for  the 

poster titled “Impact of drug loading on the anti Parkinsonism effects of lipid formulation of curcumin” at 

the  6th  International  Annual  Conference  South  Asian  Chapter  of  American  College  of  Clinical 

Pharmacology, Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.   

Mirani, A., Borhade, V., Kate, L., Pathak, S., Sharma, S., and Patravale V.B.  received Second Best Poster 

Award‐Shared  (Drug  Delivery  System  Section)  for  the  poster  titled  “Bio‐enhanced  Atovaquone: 

Comparison of  solid dispersion and nanosuspension” at  the 6th  International Annual Conference South 

Asian Chapter of American College of Clinical Pharmacology, Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.  

Kadwadkar, N., Gugulothu, D.,  Pathak,  S.,  Sharma,  S.,  and  Patravale, V.B.  received  Second Best  Poster 

Award‐Shared  (Drug  Delivery  System  Section)  for  the  poster  titled  “Solid  lipid  nanoparticles  of 

Arteether/Ellagic  acid: A novel  combination  therapy  for  treatment of malaria”  at  the 6th  International 

Annual Conference  South Asian Chapter of American College of Clinical Pharmacology, Mumbai, 21st  ‐

22nd April, 2013.   

Jain, S., Basu, H., Joshi, M., Pathak, S., Sharma, S., and Patravale, V.B. received Second Best Poster Award 

(Preclinical  Section)  for  the poster  titled  “Selective Uptake of Nanostructured  Lipid Carriers by Malaria 

Infected Red Blood Cells” at  the 6th  International Annual Conference South Asian Chapter of American 

College of Clinical Pharmacology, Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.   

Namrata Kadwadkar, student of Dr. V.B. Patravale, ICT, Mumbai, India was selected for Novartis Biocamp, 

Hyderabad, July 2013.  

Preshita Desai, student of Dr. V.B. Patravale, ICT, Mumbai, India received Visiting fellowship for  a tenure 

of 2 months  at the Center for Pharmaceutical Engineering Science, University of Bradford, UK under the 

UKIERI  (UK‐India  Education  and  Research  Initiative)  collaborative  project  entitled,  “Process  analytics 

enabled green technologies for processing of poorly soluble drugs” funded by British council. Project title: 

Hot melt extrusion assisted solid dispersions for oral bioenhancement of poorly bioavailable drugs (August 

– October 2013). 

A proposal for a non‐invasive vaccine for brucellosis using green technology conceptualized by Swati Vyas 

and Priyanka Prabhu  (Students of Dr. Vandana B. Patravale),  ICT, Mumbai,  India  received a prestigious 

grant of $100,000 for project entitled “Nanovaccine for Brucellosis using Green Technology” from the Bill 

& Melinda Gates foundation (October 2013). 

Swati Vyas, Ronak Bhuptani,  Soniya  Jain, Amit Mirani,  and  Preshita Desai  (Students of Dr. Vandana B. 

Patravale),  ICT, Mumbai,  India were  selected  in  Biotechnology  Entrepreneurship  Student  Team  (BEST) 

Workshop  sponsored  by  Department  of  Biotechnology  (DBT),  Ministry  of  Science  and  Technology, 

Government of  India  and managed  and  administered by Association of Biotechnology  Led  Enterprises, 

ABLE – India, Bangalore, India, October 2013.  

Page 48: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015  48  Encouraging Research Through Awareness

Pol, A., Mirani, A., Kadwadkar, N., Singhal, R., and Patravale, V.B. received the Best Poster Award for the 

poster titled “Super Critical extraction method optimization of Seabuckthorn (SBT) berry oil: Exploiting its 

role  in  anti‐ageing”  at  the  OMICS  Group  of  conference:  Pharmacognosy,  Phytochemistry&  Natural 

Products, Hyderabad, October 21‐23, 2013.  

Shete, H., Prabhu, R. and Patravale, V.B. received Veneto Nanotech Prize (Winner of the second edition of 

the Cadini Prize) for the poster titled “Influence of newly synthesized Mono‐Guanidine heterolipid based 

cationic Nanocarriers  in treatment of melanoma tumour  in C57BL/6 mice” at the NanotechItaly, 2013  in 

Venice –Mestre, Italy.   

Shete, H. and Patravale, V.B. received Best Poster award for the poster titled “Lymphtarg for tamoxifene: 

Potential  in  breast  cancer  treatment”  at  the  "Workshop  on  Advances  in  Biomaterials  and 

Nanobiotechnology (ICT‐NANOBIO2013)" held at the Institute of Chemical Technology, Matunga, Mumbai 

(November, 2013).  

Shete,  H.,  Desai,  P.,  Vanage,  G.,  and  Patravale,  V.B.  received  First  prize  for  poster  titled,  “In  vivo 

investigation  of  anticancer  activity  and  treatment  associated  toxicity  of  tamoxifen‐loaded  cationic 

lipomer” at 65th Indian Pharmaceutical Congress, Delhi, India, December 2013. 

Patale,  R., Desai,  P.  and  Patravale, V.B. won  First  Poster  award  for  the  poster  titled  “Development  of 

mathematical  model  to  predict  release  of  a  water  soluble  drug  from  tamarind  seed  polysaccharide 

matrices”  at  the  National  Seminar  on  "Software  in  Drug  Discovery  and  Development",  Kolhapur, 

India, January, 2014.  

Gite, S., Mirani, A. and Patravale, V.B. won Second Poster Award for the poster titled “Design Expert: An 

Integration  of  Software  Solution  for Nanoformulation Experimentations" at  the  National  Seminar  on 

"Software in Drug Discovery and Development", Kolhapur, India, January, 2014.   

Desai, P., Hassan, P., and Patravale, V.B. received First prize for poster entitled, “SANS  investigation of a 

micellar  drug  delivery  system  formed  by  a  novel  antioxidant‐  lipid  bioconjugate”  at  Conference  on 

Neutron Scattering 2014, Pune, India, February 2014. 

Swati Vyas  (Student of Dr. Vandana B. Patravale,  ICT)  received Bombay Technologist Best Postgraduate 

Student Award for year 2013‐14, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India, March 2014. 

Preshita Desai (Student of Dr. Vandana Patravale, ICT) was selected as top 20 research students from all 

over the world for Merck Serono Innovation Cup 2014, Darmstadt, Germany, July 2014.  

Desai, P., Kulkarni, C., Gokarna, V., Deshpande, V., Paradkar, A., and  Patravale, V.B. received First prize for 

poster  entitled,  “Green  approach  towards  bioenhanced  curcumin:  process  analytical  technology  (PAT) 

enabled  scale  up  studies  of  curcumin  solid  solution  using  hot  melt  extrusion”  at  1st  International 

Conference on Industrial Pharmacy (ICIP) 2014, Kuantan, Malaysia, August 2014.  

Gite, S., Mirani, A., Kundaikar, H., Velhal, S., Degani, M.S., Bandivdekar, A., and Patravale, V.B.  received 

Excellent  Poster  Award  for  the  poster  titled  “Comparison  of  Phytopolyphenols  as  gp120‐CD4  Binding 

Inhibitor: In  Silico  & In  Vitro Screening”  at  the  5th  Indo‐Japanese  International  Joint  Symposium  on 

Overcoming  Intractable  Infectious  Diseases  Prevalent  in  Asian  Countries,  September,  2014  in  Tokyo, 

Japan.  

Mirani, A., Kundaikar, H., Velhal, S., Degani, M.S., Bandivdekar, A., and Patravale, V.B. received Excellent 

Poster  Award  for  the  poster  titled  “Evaluation  Of  Punicalin  And  Punicalagin  As  GP  120‐CD4  Binding 

Inhibitor: In  Silico  & In  Vitro Screening”  at  the  5th  Indo‐Japanese  International  Joint  Symposium  on 

Overcoming  Intractable  Infectious  Diseases  Prevalent  in  Asian  Countries,  September,  2014  in  Tokyo, 

Japan.  

Desai, P., Bacchav, B.K., Bochre, M.B., Degani, M.S., and Patravale, V.B. received Excellent Poster Award 

for the poster titled “Pharmaceutical Co‐Crystal Of Atovaquone: A Systemic Approach Towards Solubility 

Enhancement”  at  the  5th  Indo‐Japanese  International  Joint  Symposium  on  Overcoming  Intractable 

Infectious Diseases Prevalent in Asian Countries, September, 2014 in Tokyo, Japan.  

Agrawal, A., Gugulothu, D., Pathak, S., Sharma, S., and Patravale, V.B. received Excellent Poster Award for 

the poster titled “Solid Lipid Nanoparticles of Ellagic Acid: A Novel Modality for the Treatment of Malaria” 

Page 49: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015   49 Encouraging Research Through Awareness

at  the  5th  Indo‐Japanese  International  Joint  Symposium  on Overcoming  Intractable  Infectious Diseases 

Prevalent in Asian Countries, September, 2014 in Tokyo, Japan. 

Sudeep  Pukale,  a  student  of  Dr.  Vandana  Patravale,  ICT,  Mumbai,  India  won  First  Prize  in  poster 

competition    for poster  titled  “Polymeric Nanoparticulate Delivery of Curcumin‐Ellagic  acid:  Synergistic 

Potential  for  Inflammatory  Bowel Disease  Therapy”  at  the  conference  on  Advances  in  Pharmaceutical 

Technology  and  its  Business  Potential  organized  by  Yadavrao  Tasgaonkar  College  of  Pharmacy  (YTCP), 

Mumbai. 

Sudeep  Pukale,  a  student  of  Dr.  Vandana  Patravale,  ICT,  Mumbai,  India  got  3rd  prize  in  Pharmawiz 

competition conducted at Institute of Chemical Technology (ICT), Mumbai.  

Sudeep Pukale, a student of Dr. Vandana Patravale, ICT, Mumbai, India got 1st prize in Industrially Defined 

Problem  (IDP)  ‐Vortex  for  proposal  of  innovative  and  cost  effective  sanitary  pads  for  rural  women 

conducted by Institute of Chemical Technology (ICT), Mumbai. 

Preshita  Desai  (Student  of  Dr.  Vandana  Patravale,  ICT) was  declared  as  recipient  of  Ranbaxy  Science 

Scholar Award ‐ 2014 in the field of Pharmaceutical Sciences, November 2014. 

Desai, P., Kulkarni, C., Paradkar, A., and Patravale, V.B. received Young innovator in Bioprocessing Award 

(2nd  Place)  for  research  work  entitled,  “Bioenhanced  ellagic  acid  solid  solution:  a  systematic  green 

approach” at Bioprocessing India 2014 conference, Mumbai, India, December 2014. 

Ankit Agrawal, student of Dr. V.B. Patravale, ICT, Mumbai, India received the prestigious “Prime Minister’s 

Fellowship” for doctoral Research. This  is a  joint  initiative of CII, Science & Engineering Research Board 

(SERB) and Sahajanand Medical Technologies Pvt. Ltd. as an Industry partner. 

Harshad Harde (Student of Dr. Sanyog Jain, NIPER) received CEFIPRA fellowship award by “Centre Franco‐

Indien pour  la Promotion de  la Recherche Avancée”,  India  to attend European School on Nanosciences 

and Nanotechnologies (ESONN 2013), Grenoble, France from Aug 25, 2013 to Sep 14, 2013. 

Amit Jain (Student of Dr. Sanyog Jain, NIPER) won 2013 AAPS Lipid based drug delivery graduate student 

award. 

Ashish Agrawal  (Student of Dr. Sanyog  Jain, NIPER) won Punjab Young Scientist Award‐2013, by Punjab 

Science Academy at 17th Punjab Science Congress. 

Sumit  Arora  (Student  of  Dr.  Sanyog  Jain,  NIPER)  received  2014  Endeavour  Research  Fellowship, 

Department of Education, Australian Government. 

Sumit Arora (Student of Dr. Sanyog Jain, NIPER) received DADD Scholarship 2014 for pursuing part of Ph.D. 

work at Max Planck Institute, Germany. 

Kaushik  Thanki  (Student  of Dr.  Sanyog  Jain, NIPER) won Mike How Award  2014  for  expressing unique 

passion  in  the  field  of  Industrial  Pharmacy  by  Industrial  Pharmacy  Section  (IPS),  International 

Pharmaceutical Federation (FIP). Award facilitated at 74th FIP World Congress, Bangkok during August 31 

to September 04, 2014.  

Kaushik Thanki  (Student of Dr. Sanyog  Jain, NIPER) won 2014 AAPS  Lipid based drug delivery graduate 

student award. 

Pranatharthiharan,  S.,  Patel, M.  and  Devarajan,  P. were  awarded  certificate  of merit  for  poster  titled 

“Efficacy  study of pullulan anchored  stealth DOX nanoformulations  in  fibrocarcinoma mouse model” at 

the Thirteenth International Symposium on  'Advances in Technology and Business Potential of New Drug 

Delivery Systems' of the Controlled Release Society ‐ Indian Chapter, held in January, 2013. 

Pranatharthiharan,  S.,  Patel, M.  and  Devarajan,  P.  won  second  prize  in  “Preclinical  section”  for  oral 

presentation  entitled  “Role  of  Carbohydrate  based  Ligands  on  the  cytotoxicity  and  cell  uptake  of 

Doxorubicin nanoformulations” at 6th  International annual conference South Asian Chapter of American 

College of Clinical Pharmacology, Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.  

Dalvi, B., Benival, D. and Devarajan, P. won second prize  in “Preclinical section”  for poster presentation 

entitled  “PES  Lopinavir  nanoparticles:  A  promising  approach  to  target multiple  HIV  reservoirs”  at  6th 

International  annual  conference  South  Asian  Chapter  of  American  College  of  Clinical  Pharmacology, 

Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.  

Page 50: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015  50  Encouraging Research Through Awareness

Soni, M., Shelkar, N., Gaikwad, R., Samad, A., Devarajan, P. and Vanage, G. won second prize in “Preclinical 

section”  for  poster  presentation  entitled  “Genotoxicity  and Mutagenicity  evaluation  of  Buparvaquone 

Solid Lipid Nanoparticles” at 6th International annual conference South Asian Chapter of American College 

of Clinical Pharmacology, Mumbai, 21st ‐22nd April, 2013.  

Malode, V. and Devarajan, P. won second prize for poster entitled “Modified USP Dissolution Apparatus II 

for  Dissolution  Testing  of  Buccal  Tablets  of  Rivastigmine  Hydrogen  Tartrate”  at  First  International 

Conference, Disso India 2013 in Mumbai, 3‐4 May, 2013. 

Bhagyashree  Dalvi  and  Sandhya  Pranatharthiharan,  students  of  Dr.  Padma  V.  Devarajan,  ICT,  were 

selected for Novartis Biocamp, Hyderabad, July 2013.  

Pranatharthiharan,  S.  and  Devarajan  P.  won  second  prize  for  poster  presentation  titled 

“Asialoglycoprotein  receptor  mediated  hepatocyte  targeted  delivery  of  polymeric  nanoparticles  of 

Doxorubicin” in NIPICON 2014, January 23‐25, 2014 at Nirma University, Ahmedabad.  

Dalvi, B. and Devarajan, P. won first prize for poster presentation titled “Design of surface functionalized 

nanoparticles with a novel targeting ligand (TL) for macrophage targeting” in Rasayanam 2014, 3‐4 March 

2014 held at ICT, Mumbai. 

Chawla, S. and Devarajan, P. won second prize for poster titled “Nano diagnostic approach for blood group 

detection”    in  7th International  Conference  organized  by  South  Asian  Chapter  of  American  College  of 

Clinical Pharmacology on “Clinical Pharmacology‐Translational Research: Patient  to Public Health”,17‐20 

April 2014, held at Nehru Centre, Worli, Mumbai. 

Pranatharthiharan, S. and Devarajan, P. won consolation prize  for poster  titled “Carbohydrate anchored 

stealth doxorubicin nanoformulations with  improved efficacy  in  fibrosarcoma mouse model”  in  Indo‐US 

Workshop on nanoengineering in medicine, December 17‐19, 2014 at AIIMS, Delhi. 

 

ANSWERKEYWORD SEARCH

  

PHARMA PUZZLE

B R U C E L L O S I S 10                   3     14                   17                                             2                    15     1 

E P I L E P S Y               5     7                    9 

B O T U L I S M

Page 51: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood

Controlled Release Society Indian Chapter

February 2015   51 Encouraging Research Through Awareness

I M P E T I G O 16                      8     4                                                                                         6                     11 

M I G R A I N E                      13                           12 

M U L T I P L E   1       2       3      4      5       6      7       8            9       10     11    12    13    14    15    16     17 

CROSSWORD

 

Across 

7.  SILICA GEL—Popular dessicant 8.  LIPITOR—Pfizer blockbuster drug for cholesterol treatment 10.  STENT—A  small  device  that  can  be  placed  in  the  artery  after  angioplasty  to  ensure  that  the  artery 

remains open 11.  EMCOSOY—Natural Superdisintegrant 14.  TRADEMARK—A  recognizable  sign,  design  or  expression  which  identifies  products  or  services  of  a 

particular source from those of others 15.  RECIPROCATING CYLINDER—USP Dissolution Apparatus III 16.  BANGHAM—Discover of liposomes  

Down 

1.  LOZENGE—Medicated candy to be dissolved slowly in the mouth 2.  NICORETTE—Nicotine chewing gum to aid smoking cessation 3.  HEPARIN—A molecule used as an anticoagulant in the treatment of thrombosis 4.  ERYTHROPOIETIN—A hormone  that  stimulates  production  of  red  blood  cells  and haemoglobin  in  the 

bone marrow 5.  SUCRALOSE—Artificial sweetener 6.  LIPOSYN—Intravenous fat emulsion 9.  CERVARIX—Cervical cancer vaccine by GSK 12.  ORPHAN DRUG—A pharmaceutical agent  that has been developed  specifically  to  treat a  rare medical 

condition 13.  BOROSILICATE—Type I Glass used in packaging 

CRYPTOGRAM Science investigates religion interprets. Science gives man knowledge which is power; religion gives man 

wisdom which is control. 

S Y P H I L I S

S C L E R O S I S

Page 52: Volume 7, February 2015 IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE · IN THIS ISSUEIN THIS ISSUE ... for drug eluting stents is the industry expert Mr. Ankur Raval. ... imary circulatory blood