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嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2018-09-20 10:53

 

 

前 言

 

在制藥行業(yè)中,粉體的顆粒特性已成為口服固體制劑產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制中至關(guān)重要的因素之一。原料藥的粒度分布(Particle Size Distribution,PSD),可能會(huì)對(duì)終產(chǎn)品的性能產(chǎn)生顯著的影響(如:溶解度、生物利用度、含量均勻度、穩(wěn)定性等)。此外,原料藥和輔料的粒度分布也會(huì)影響藥物的可生產(chǎn)性(如:流動(dòng)性、總混均勻度、可壓性等),最終可能影響藥物的安全性、有效性和質(zhì)量。很多出版物中都提到,粉體的粒度分布對(duì)口服固體制劑生產(chǎn)過程中的每一步都有很大影響,包括預(yù)混合/混合、制粒、干燥、整粒、包衣、包裝和壓片[1-3]。因此,在每個(gè)特定藥物申報(bào)的不同開發(fā)階段,應(yīng)評(píng)估藥物生產(chǎn)過程中粉體的粒度影響[4]。一旦在最終開發(fā)階段確定了粒度的影響,就可以選擇粉體的粒度分布,并確定合適的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的,保證生產(chǎn)的一致性。

 

本文將從監(jiān)管的角度,對(duì)口服固體制劑粒度標(biāo)準(zhǔn)制定的幾個(gè)重要方面進(jìn)行討論。討論將包括粒度作為處方組成和中間產(chǎn)品關(guān)鍵物料屬性的一部分,在建立粒度標(biāo)準(zhǔn)方面的關(guān)鍵考慮。

 

2
何時(shí)需要制定粒度標(biāo)準(zhǔn)?

 

對(duì)于原料藥,ICHQ6A指導(dǎo)原則中提出了何時(shí)需要制定粒度標(biāo)準(zhǔn)的建議(決策樹#3)[5]??傊?,如果原料藥的粒度對(duì)藥品的性能(如:溶出度、溶解度、生物利用度、含量均勻度、穩(wěn)定性或產(chǎn)品外觀)或產(chǎn)品的可生產(chǎn)性(即工藝可行性)至關(guān)重要,那么就需要建立一個(gè)粒度標(biāo)準(zhǔn)。然而,在許多新藥申請(qǐng)(NDAs)和仿制藥申請(qǐng)(ANDAs)中,對(duì)粒度的控制通常被認(rèn)為是對(duì)藥品性能的控制,而對(duì)產(chǎn)品的可生產(chǎn)性(如:流動(dòng)性、混合均勻度、可壓性等)的影響通常未被考慮。例如,在粒度標(biāo)準(zhǔn)建立時(shí),只關(guān)注了低溶解性原料藥(對(duì)生物利用度有影響)或低劑量藥物(對(duì)含量均勻度的關(guān)注)。如果藥品不是低劑量藥物,同時(shí)原料藥是高溶解性的,那么粒度標(biāo)準(zhǔn)就可能不用建立或制定時(shí)不用考慮那么多或根本不用考慮其科學(xué)性。

 

對(duì)于口服固體制劑,粒度對(duì)產(chǎn)品的可生產(chǎn)性的影響是非常顯著的,因?yàn)槠渖a(chǎn)過程中幾乎每一個(gè)工序與粒度相關(guān)。例如,制粒和包衣會(huì)與粒度增大有關(guān),而粉碎和研磨(milling and grinding)與粒度減小有關(guān)。過篩和篩分(screening and sieving)會(huì)與不同粒度的顆粒分離有關(guān)?;旌虾突靹颍╩ixing and blending)與不同組分的粒子混合有關(guān),這些組分間的粒度差異對(duì)混合均勻性都有很大影響。因此,在每個(gè)藥物的申請(qǐng)中,理解粉體粒度對(duì)生產(chǎn)工藝的影響至關(guān)重要。對(duì)于原料或過程中的物料(in-process material),如果它們的粒度對(duì)生產(chǎn)工藝(如:混合、制粒、整粒、總混、包衣等)影響較大,那么有必要對(duì)這些粉體進(jìn)行粒度控制,以確保生產(chǎn)的一致性。因此,每種物料都需要制定粒度標(biāo)準(zhǔn),不僅包括原料藥、輔料也包括過程中的物料。接下來將討論幾個(gè)生產(chǎn)工藝,以證明何時(shí)需要建立口服固體制劑的粒度標(biāo)準(zhǔn)。

 

2.1 片劑生產(chǎn):直接壓片法

 

直接壓片是指原料藥和合適的輔料(包括填充劑、崩解劑和潤(rùn)滑劑等)混合均勻后在模具內(nèi)直接壓制成片劑的過程[6]。對(duì)于這些不同組分(如原料藥、填充劑、崩解劑、潤(rùn)滑劑等),如果顆粒大小、形狀或密度存在顯著差異,混合粉(如混合物)可能有分層的趨勢(shì),這將導(dǎo)致混合均勻度差。分層可能主要是出現(xiàn)在大小差異的組分中,性狀、密度上有顯著的差異,可能會(huì)造成在混合物中發(fā)生分離,此時(shí),顆粒形態(tài)和密度的差異則是次要因素[7]。此外,由于原料藥和輔料顆粒仍存在于混合物中,每個(gè)成分都以獨(dú)立的顆粒形態(tài)呈現(xiàn)出來。盡管最終的混合物符合混合均勻性的接受標(biāo)準(zhǔn),但由于混合后不同組分的顆粒大小、形狀或密度不同,原料藥可能會(huì)在混合后出現(xiàn)分離或結(jié)塊。因此,為了確保生產(chǎn)過程的一致性,原料藥和關(guān)鍵輔料都需制定粒度標(biāo)準(zhǔn)。另外,如果顆粒形態(tài)對(duì)最終混合物粉末的混合和流動(dòng)性均有很大影響,則需要提供顆粒形態(tài)的信息。在以往文獻(xiàn)中,有報(bào)道過顆粒形態(tài)對(duì)混合和壓片過程的影響[8-9]。

 

2.2 片劑生產(chǎn):制粒

 

除直接壓片外,片劑還可以通過濕法或干法制粒方式來生產(chǎn)。制粒本質(zhì)上是顆粒放大過程的一種,既能提高流動(dòng)性,又能提高壓片特性[6]。在干法制粒過程中,原料藥和稀釋劑的粉體顆粒會(huì)在高壓下聚集(通過擠壓形成帶狀形式),然后在壓制前進(jìn)行粉碎和篩分。在濕法制粒過程中,將溶液加入到原料藥和稀釋劑的粉末中產(chǎn)生聚結(jié),然后在壓片前,進(jìn)行干燥、整粒和過篩制成顆粒。在這兩種情況下,由于單一原料藥和稀釋劑在制粒過程中被顆?;ㄖ辽僭谝欢ǔ潭壬希?,所以片劑的質(zhì)量直接受到顆粒(原料藥和稀釋劑的混合物)的影響,而不是單個(gè)原料藥或稀釋劑顆粒的影響。因此,控制粒度分布和顆粒流動(dòng)性對(duì)最終的混合和壓片過程具有潛在的關(guān)鍵作用。

 

正如美國(guó)FDA口服固體制劑研發(fā)和驗(yàn)證批準(zhǔn)前及批準(zhǔn)后檢查指南(1994)中所指出的那樣:在制粒中,用于說明批間粒度一致性的主要物理參數(shù)是顆粒的粒度。這對(duì)生物批(biobatch)與生產(chǎn)批進(jìn)行比較以及對(duì)工藝修改或變更同樣重要。粒度會(huì)提供有用的可比性信息。顆粒的大小,甚至是顆粒的類型都會(huì)影響片的孔隙大小,并對(duì)溶出產(chǎn)生影響。例如,包衣片的溶出失敗可能是由于整粒篩網(wǎng)大小變化引起的,產(chǎn)生了較大的顆粒,導(dǎo)致很低的溶出[10]。因此,顆粒的粒度標(biāo)準(zhǔn)建議作為制粒工序的一部分。由于在濕法或干法制粒過程中有一個(gè)預(yù)混合過程,如果這些成分對(duì)總混粉末或成品的均勻性有顯著影響,那么就需要對(duì)原料藥和關(guān)鍵輔料的粒度分布進(jìn)行控制。

 

2.3 多層包衣緩釋膠囊的生產(chǎn)

 

許多緩釋制劑(ER)都是由小的包衣糖丸填充到膠囊中制成的,這些小丸的生產(chǎn)涉及到藥物層包衣和緩釋層包衣過程,本質(zhì)上是顆粒增大的過程。在多層包衣工藝過程中,顆粒大小的增加如圖1所示。在不同包衣階段對(duì)顆粒大小的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,可為控制產(chǎn)品的質(zhì)量提供有效方法。Heinicket等人研究了顆粒大小與包衣厚度之間的關(guān)系[11],并證明了聚合物包衣厚度可以通過動(dòng)態(tài)成像分析(DynamicImaging Analysis,DIA)來測(cè)量,這為多顆粒產(chǎn)品的包衣提供了一種潛在的替代分解測(cè)試方法[12]。除了成像分析,還可以用簡(jiǎn)單的篩分分析方法對(duì)不同階段的顆粒大小的變化進(jìn)行定量評(píng)估。

 

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圖1-多層包衣過程中小丸粒度分布的變化

 

1中顯示了在不同的生產(chǎn)階段如何改變顆粒大小分布的一個(gè)例子。對(duì)于批間一致性,這些顆粒粒徑的測(cè)定在不同階段都提供了有用的信息。此外,顆粒寬的粒度分布可能會(huì)導(dǎo)致顆粒的分離,并會(huì)影響到顆粒的均勻性,因此,顆粒大小分布的控制不僅對(duì)包衣有重要的影響,而且對(duì)混合過程也很重要。在此,對(duì)初始的糖球、包藥物層顆粒、包緩釋層顆粒和最終混合顆粒,建議制定可接受的粒度標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)原料藥,如果其完全溶解在包衣溶液中,一般不需要制定粒度標(biāo)準(zhǔn)。但是,如果原料藥混懸在包衣液中,那么也最好制定一個(gè)粒度標(biāo)準(zhǔn)。

 

表1-多層包衣過程中小丸粒度分布的改變

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此外,除了控制粒度分布外,藥物層和緩釋層的包衣均勻性是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。由于小丸的體積小,重量的測(cè)定對(duì)包衣均勻性的控制是沒有意義的。相反,對(duì)于每個(gè)包衣階段,包衣均勻性應(yīng)在適當(dāng)?shù)娜佑?jì)劃下,通過收集到的多個(gè)位置的單位劑量樣品中原料藥含量和含量均勻度來評(píng)估的。當(dāng)原料藥平均含量與預(yù)期顯著不同或不同位置間存在較大差異時(shí),包衣過程可能未得到很好的控制。同樣,在封裝前的終混器或容器中,通過對(duì)多個(gè)位置采取合適的取樣方式所收集到的樣品進(jìn)行溶出度測(cè)試,是評(píng)價(jià)緩釋層包衣均勻性的一個(gè)有用方法。

 

3
如何建立合適的粒度標(biāo)準(zhǔn)?

一旦確定需要制定粉體的粒度標(biāo)準(zhǔn),下一個(gè)問題就是如何建立一個(gè)恰當(dāng)?shù)牧6葮?biāo)準(zhǔn)。許多新藥申報(bào)和仿制藥申報(bào)資料中,由于粒度標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)考慮不充分,無法達(dá)到控制粉體粒度分布的要求。因此,為了滿足法規(guī)的要求,了解粒度標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)包含哪些信息就顯得尤為重要。在ICH Q6A指導(dǎo)原則中,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以測(cè)試列表的形式被定義出來,并對(duì)參考方法、適合的接受標(biāo)準(zhǔn)以及測(cè)試數(shù)值的限度、范圍或其他要求做了描述。接下去我們將從一個(gè)合適的粒度標(biāo)準(zhǔn)建立過程展開討論,其中包括分析方法、方法驗(yàn)證和可接受標(biāo)準(zhǔn)。篩分法和激光衍射法是口服固體制劑最常用的粒度測(cè)定方法,以下將圍繞這兩個(gè)方法開展探討。

 

3.1分析方法

 

關(guān)于分析方法,USP通則<786>和<429>中分別提供了篩分法和激光衍射法的具體要求。但是,在申報(bào)資料中,很多并沒有完全遵循USP的要求。

 

一般來說,篩分法或激光衍射法測(cè)定粒度包括以下步驟:(1)粉末的抽樣,(2)對(duì)抽樣樣品進(jìn)行取樣作為分析樣品,(3)樣品的制備或分散,(4)儀器設(shè)置和確認(rèn),(6)粒徑測(cè)定,(6)數(shù)據(jù)分析和說明,(7)報(bào)告粒度結(jié)果[13]。因此,一個(gè)完整的分析方法應(yīng)該包括所有這些信息。在這些階段中,如何從粉體中獲得少量能代表粒度分布的樣品很關(guān)鍵。Allen已經(jīng)證明,選擇合適的取樣器將大大提高粒度測(cè)定的重現(xiàn)性[14]。另外,對(duì)于粒徑小或有粘性的顆粒,選擇合適的樣品分散方法也是至關(guān)重要的,這些顆粒有聚集的趨勢(shì)。樣品分散的目的是盡可能地減弱樣品分析中顆粒的聚集,同時(shí)避免過度使用分散力而造成顆粒損耗。通常來說,在粒度測(cè)定中出現(xiàn)的誤差大多是由于取樣或樣品分散缺陷造成,而不是因?yàn)閮x器問題產(chǎn)生的。因此,粒度標(biāo)準(zhǔn)中,建議在分析方法部分詳細(xì)描述取樣和樣品分散方面的具體操作。

 

對(duì)于激光衍射法,數(shù)據(jù)分析和說明同樣重要,若光學(xué)模型選擇不合適(如Mie或Runover理論)或折射率值都有可能會(huì)導(dǎo)致粒度分布的顯著偏差[15]。因此,為了得到更好的重現(xiàn)性,有必要在報(bào)告中將光學(xué)模型和折射率值寫清楚。硬件和軟件方面同樣存在一些明顯差異,不僅是不同廠商的設(shè)備,甚至連同一廠商的不同型號(hào)設(shè)備都存在很大差別,因此,建議提供激光衍射儀的足夠信息,包括用于分析使用的軟件。

 

3.2分析方法驗(yàn)證

 

分析方法驗(yàn)證是通過實(shí)驗(yàn)室研究來證明方法的性能參數(shù)符合預(yù)期的分析應(yīng)用目的的過程[16]。由于粒度分析方法的獨(dú)特性,其方法驗(yàn)證不同于ICH Q2A、Q2B以及USP通則<1225>[17-18]中描述的驗(yàn)證內(nèi)容。一般來說,粒度方法驗(yàn)證通常需要對(duì)精密度(重復(fù)性和中間精密度)和耐用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在ICH中涉及到的其他驗(yàn)證參數(shù),如專屬性、線性與范圍、準(zhǔn)確度、檢測(cè)限和定量限等都不作為粒度方法驗(yàn)證的要求。

 

精密度中的重復(fù)性是指在短時(shí)間內(nèi),由實(shí)驗(yàn)室的同一實(shí)驗(yàn)人員使用同一臺(tái)儀器進(jìn)行驗(yàn)證的過程。中間精密度是指在同一實(shí)驗(yàn)室,在不同時(shí)間由不同實(shí)驗(yàn)人員使用不同儀器進(jìn)行測(cè)定的過程[16]。如果將粒度方法轉(zhuǎn)移到其他實(shí)驗(yàn)室,則需要對(duì)不同實(shí)驗(yàn)室所使用的方法進(jìn)行重現(xiàn)性評(píng)價(jià)。

 

分析方法的耐用性是指測(cè)量條件有小的變化時(shí)測(cè)定結(jié)果不受影響,對(duì)方法參數(shù)進(jìn)行故意改變并提供正常使用過程中的可靠性指標(biāo)[16]。在粒度測(cè)定方法的開發(fā)階段,應(yīng)對(duì)耐用性進(jìn)行評(píng)估。一旦確定了最優(yōu)的方法參數(shù),就可以通過這些參數(shù)的微小變化來評(píng)價(jià)耐用性。對(duì)于篩分法,推薦以下參數(shù)來驗(yàn)證耐用性:(1)樣本量,(2)拍擊速率,(3)旋轉(zhuǎn)速率,(4)攪拌時(shí)間。對(duì)于激光衍射法,推薦下列參數(shù)來驗(yàn)證耐用性:(1)測(cè)量穩(wěn)定性,(2)折射率,(3)分散壓力(干法測(cè)定),(4)樣品濃度,超聲和攪拌速率(濕法測(cè)定)。耐用性應(yīng)該在方法參數(shù)故意發(fā)生變化時(shí)顯示出分析的可靠性。在分析方法驗(yàn)證報(bào)告中,也應(yīng)包括能表明在分析過程中所描述的取樣和樣本分散策略的可靠性和重復(fù)性的研究。此外,建議使用圖像分析作為評(píng)估顆粒形狀、大小范圍以及選擇的篩分法或激光衍射法適用性的輔助工具。

 

3.3可接受標(biāo)準(zhǔn)

 

可接受標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)分析方法結(jié)果的限度、范圍或其他參數(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)[5]。對(duì)于粒度標(biāo)準(zhǔn),可接受范圍應(yīng)與產(chǎn)品性能或可生產(chǎn)性聯(lián)系起來。通常需要的是一個(gè)窄的粉體粒度分布。對(duì)于相對(duì)較廣的粒度分布,控制整體粒度分布比只對(duì)平均粒徑控制要重要得多。兩種平均粒徑相同但粒徑分布不同的顆粒,其對(duì)產(chǎn)品性能或可生產(chǎn)性的影響可能會(huì)非常大。

 

對(duì)于激光衍射法,D10、D50和D90的限度常被作為可接受標(biāo)準(zhǔn)。這些參數(shù)代表的是樣品中一定大小顆粒的累積分布百分比,D10、D50或D90指的是累積粒度分布為10%、50%和90%的對(duì)應(yīng)值,其代表了粒徑小于它的比例占10%、50%和90%。例如,圖2中通過激光衍射法測(cè)定得到的粒徑大小數(shù)據(jù)被繪制成累積粒度分布。它表明D50是200μm,代表50%的粒徑低于200μm(即:中值粒徑)。類似的,D10和D90分別是74μm和411μm,這表明10%的粒徑低于74μm,90%的粒徑都低于411μm。應(yīng)該注意的是,對(duì)于單一粒子的測(cè)定,D10、D50和D90不是一個(gè)范圍,而是一個(gè)值。這些值在不同的測(cè)定或不同的樣品中會(huì)有所改變。

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圖2-激光衍射法測(cè)定累計(jì)粒度分布結(jié)果

 

粒度分布可以通過D10、D50和D90分別設(shè)置上限和下限來控制。如圖3所示,如果藍(lán)線上的鉆石點(diǎn)表示目標(biāo)或期望的粒度分布,D10、D50和D90的上限和下限提供了樣品粒度分布變化的控制策略,使得綠線和紅線之間的樣品沒有對(duì)產(chǎn)品性能或生產(chǎn)造成不利影響。設(shè)置上限和下限值,很大程度上取決于粒度分布的影響有多大,這通常是基于先前的理論或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)(DOE)的結(jié)果。如何設(shè)置這些限度,需要一定的支持性數(shù)據(jù)來證明,同時(shí)也應(yīng)該包括在藥品申報(bào)中。在許多NDA和ANDAs中,僅對(duì)D10、D50或D90建立了上限或下限。在沒有科學(xué)依據(jù)的情況下,這種單側(cè)限度是不可接受的,因?yàn)樗荒軐?duì)粉體的粒度分布進(jìn)行充分的控制。

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圖3-采用激光衍射法測(cè)定的粒度分布的D10、D50和D90的接受標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)線帶有鉆石點(diǎn)的藍(lán)線表示目標(biāo)或期望的粒度部分。三角形點(diǎn)的綠線代表了粒度分布的下限。帶點(diǎn)的紅線代表了粒度分布的上限。

 

對(duì)于篩分法,建議測(cè)量樣品的整個(gè)粒徑分布,而不是測(cè)定一兩個(gè)篩子上的顆粒比例。一旦從篩分法測(cè)定中得到累積粒度分布,就可以通過激光衍射法中使用的類似方法來確定D10、D50和D90的接受標(biāo)準(zhǔn)。如圖4所示,更常見的情況是三個(gè)篩號(hào)(或粒度)的累積比例的上限和下限被定為可接受標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下,不是控制大小變化,而是控制三個(gè)固定篩分的累積比例的變化,以確保更好的控制粒度分布。因此,建議選擇三個(gè)篩子,目標(biāo)累積量約為10%、50%和90%,以充分代表整個(gè)粒度分布。

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圖4-采用篩分法測(cè)定的粒子粒度分布的接受標(biāo)準(zhǔn)。帶有鉆石點(diǎn)的藍(lán)線表示目標(biāo)或期望的粒度分布。帶有三角形點(diǎn)的綠線代表了粒度分布的上限。用方點(diǎn)表示的紅線表示粒度分布的下限。

 

 

4
結(jié) 論

 

 

本文從法規(guī)的角度,對(duì)口服固體制劑的粒度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討??诜腆w制劑的生產(chǎn)與粉體粒度息息相關(guān),粒度是一個(gè)重要的影響因素。除了原料藥和輔料需要建立粒度標(biāo)準(zhǔn)外,過程產(chǎn)品必要時(shí)也需制定標(biāo)準(zhǔn),以保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

 

在注冊(cè)申報(bào)中,建議粒度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提供完整的分析方法,包括取樣、樣品處理或分散方法、儀器參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)分析和說明等。粒度分析方法驗(yàn)證報(bào)告中應(yīng)提供重復(fù)性、中間精密度和耐用性等驗(yàn)證內(nèi)容。此外,在報(bào)告中最好有取樣和樣品分散策略方面的研究,以保證方法的可靠性和重現(xiàn)性。對(duì)于可接受標(biāo)準(zhǔn),建議建立上限和下限,以便更好地控制更寬的粒度分布。在資料中性應(yīng)提交帶有支持性數(shù)據(jù)的限度制定理由。

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來源:AnyTesting

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