粉体学在医药行业中的应用之药物固体分散体制备
2024年04月03日 发布
分类:粉体加工技术 点击量:166
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在医药行业中,口服给药是最常用、最方便的给药途径,与其他给药途径(静脉、 肌肉、皮下)相比,具有安全性高、避免疼痛和良好的患者依从性等优点,然而因药物活性成分(active pharmaceutical ingredients,APIs)较差的水溶性而导致的低口服生物利用度是口服给药途径面临的主要挑战。在药物研发过程中,为了克服候选药物水溶性差的问题,成盐、微粉化、固体-脂质纳米粒、纳米混悬剂和固体分散体(solid dispersions,SDs)等方法得到广泛研究。与另外几种技术相比,SDs技术简单、快速、成熟,被认为是改善难溶性药物溶解性能最成功的策略之一。 广义来说,SDs是一种药物以分子状态、胶态、微晶或无定型(非晶)团簇状态分散在辅料(水溶性、难溶性、肠溶性材料)中的制剂中间体,通过增强润湿性、 减小孔径、增大表面积、减少团聚、提高孔隙率和无定型状态来改善难溶性药物的水溶性。实际上,这同样是一种值得关注的粉体材料分散技术。 在以前的研究中,大多数研究人员在对SDs进行质量控制时,会重点关注产品中药物和聚合物之间的相互作用、溶出度,而忽视了SDs作为一种制剂中间体重要的粉体学性质,例如流动性、可压性、粒度分布,这些性质与下游加工的顺利进行和最终产品的质量密切相关,因此在对SDs进行质量控制时要给予粉体学性质足够的重视。 SDs的制备技术类型 虽然SDs可以通过各种制备技术进行生产,但是它们形成的基本原理是一致的。首先将药物和载体混合均匀,然后通过将混合体系加热熔融或溶解在有机溶剂中以破坏药物的晶格结构,最后将系统快速冷却或干燥得到SDs。SDs的各种制备技术都源于熔融法、溶剂法、溶剂-熔融法、机械分散法等方法。 制造技术的变化对SDs特性(如粒径、流动性、可压性、固态、分子间相互作用)有着重大的影响。充分了解各种制备技术的应用现状并在此基础上选择合适的制备技术对于制备安全有效的SDs产品至关重要。 SDs制备技术 常用固体分散体制备工艺选择决策树 1.熔融法 熔融法是指首先将药物溶解在无定形聚合物的熔融物中,然后熔融产物通过冷却固化产生无定形SDs的过程。熔融法的主要优点是无需使用有机溶剂,不存在有机溶剂残留所导致的潜在毒性问题,有效避免了SDs在保质期内可能发生的与溶剂相关的稳定性风险。由于制备过程中存在的高温处理步骤,因此该方法对原料药和聚合物有一定的要求,即原料药物必须是热稳定的,聚合物的熔点或玻璃化转变温度不能太高,并且需要具有一定的热塑性。常用于熔融法的载体有聚乙烯吡咯烷酮类聚合物、聚乙烯己内酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物。熔融法还要求药物在载体中具有足够的溶解度或混溶性,相容性较差的药物和载体制备的SDs具有较差的增溶效果和更大的药物重结晶风险。 各类熔融法制备SDs的特点
FDM 3D打印技术过程示意图 2.溶剂法 溶剂法也称共沉淀法或者共蒸发法。通常将处方比例的药物和载体溶解于一种有机溶剂中,有时也会将二者分别溶于有机溶剂后再混合均匀,然后将有机溶剂除去从而得到SDs。在溶剂的除去过程中,药物和载体之间的非共价分子相互作用,例如氢键,诱导了无定型产物的形成。溶剂法的操作温度较低,适用于热不稳定、易挥发、熔点高的物质。面临的问题是制备时间较长和有机溶剂残留,残留的溶剂一方面可能会毒害人类身体健康,另一方面可能会诱导无定型药物重结晶。购买有机溶剂和溶剂去除设备所带来的高额成本会加重药企的经济负担。 各类溶剂法制备SDs的特点
3. 溶剂-熔融法 溶剂-熔融法是指将溶有药物的溶剂与熔融的载体混合后,经干燥和固化形成SDs的过程,是溶剂法与熔融法的结合。与溶剂法相比,溶剂-熔融法需要较少的溶剂,并且熔融状态的载体更易分散和溶解;与熔融法相比,溶剂-熔融法需要更低的操作温度和更短的加热时间,因此能够有效避免药物的热降解。 4. 机械分散法 机械分散法又称研磨法,是指将药物和载体材料混合后,通过一些机械过程,如球磨或研磨,来减小药物的粒度、提高分散度并引起一定程度的非晶化的SDs制备过程。该方法十分简单,无需有机试剂,但是原料药非晶化的程度比较低,并且需要使用比例较大的载体材料,仅适用于在实验室中制备小剂量药物的SDs。 参考来源: 1.固体分散体制备技术及质量控制研究进展,张晓阳、应泽华、郭抒博、李文龙(中国粉体技术); 2.固体分散体技术提高难溶性药物溶解度研究进展,孙嘉慧、唐海、杨美青等(化工与医药工程)。 粉体圈小吉 相关标签:
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