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口服固體制劑原輔料相容性研究進(jìn)展

嘉峪檢測網(wǎng)        2020-01-14 09:09

提示

摘要:對近年來國內(nèi)外在原輔料相容性方面的研究進(jìn)行綜述,以便于制劑工作者更好地進(jìn)行處方設(shè)計(jì)。筆者首先分析了口服固體制劑原輔料發(fā)生不相容的原因,隨后對各種原輔料相互作用進(jìn)行了深入的闡述,并列舉了近年來研究的成果;隨后對影響原輔料相互作用的外界因素進(jìn)行了分析和列舉;最后對近年來采用的原輔料相容性研究手段進(jìn)行了綜述,為今后更好地開展此類研究提供參考。

 

原輔料相容性研究是FDA、ICH 指導(dǎo)原則中所要求進(jìn)行的研究內(nèi)容,在ICH 指導(dǎo)原則Q8(R2)PHARMACEUTICAL DEVELOPMENT 中的“2.1.1”章節(jié)中要求在制劑研發(fā)開始階段進(jìn)行原輔料相容性試驗(yàn),這里的輔料不僅僅指終產(chǎn)品的輔料,還包括生產(chǎn)過程中用到的輔料,如活性炭、水等。

 

原輔料相容性的意義在于選擇能夠賦予原料以良好生物利用效果和可生產(chǎn)性的輔料,同時(shí)又不影響原料的穩(wěn)定性。目前國外制劑研發(fā)過程中對原輔料相容性的研究較為透徹,因而制劑質(zhì)量優(yōu)越,而我國原輔料相容性研究剛剛起步,許多工作有待開展和提高。筆者對國內(nèi)外口服固體制劑原輔料相容性研究情況進(jìn)行綜述,希望能夠?qū)ξ覈苿┭芯刻峁椭?/span>

 

1、原輔料不相容的原因分析

原輔料相互作用后導(dǎo)致的藥物不穩(wěn)定可以歸咎為以下3 種情況:①由原輔料本身造成,包括原輔料的物理化學(xué)性質(zhì)、水分、雜質(zhì)、比表面積、晶型等;②處方設(shè)計(jì)造成,包括原輔料比例、混合方式、制粒方式、包裝等;③外圍環(huán)境導(dǎo)致,包括溫度、濕度、光照等。

 

2、原輔料相互作用情況分類

原輔料相互作用可分為物理、化學(xué)和生物藥劑學(xué)3 種類型,作用產(chǎn)生的后果有利有弊。物理作用如吸附、形成復(fù)合物、晶型改變等,可能導(dǎo)致藥物溶解度降低或提高,對療效和安全性產(chǎn)生影響;化學(xué)反應(yīng)包括氧化、水解等反應(yīng),導(dǎo)致原料降解形成雜質(zhì),影響臨床使用的安全性;生物藥劑學(xué)反應(yīng)包括輔料改變胃腸道通透性,進(jìn)而改變原料的吸收程度,或誘導(dǎo)P 糖蛋白,改變藥物的吸收等,可導(dǎo)致藥物吸收利用的變化。

2.1 物理作用
2.1.1 形成復(fù)合物  四環(huán)素可與碳酸鈣形成難溶性復(fù)合物、苯巴比妥可與PEG-400 形成難溶性復(fù)合物,這些都導(dǎo)致主藥溶解度和口服生物利用度下降。Masuda 等研究發(fā)現(xiàn),阿昔洛韋可以和酒石酸形成阿昔洛韋-酒石酸共晶體,和枸櫞酸形成阿昔洛韋-枸櫞酸無定型復(fù)合物,形成復(fù)合物后阿昔洛韋的溶解速度明顯快于無水阿昔洛韋,無定型復(fù)合物在采用PEG 為基質(zhì)的乳膏中透皮率明顯高于結(jié)晶型。
2.1.2 吸附  某些藥物可以被輔料的表面所吸附,導(dǎo)致原料不能很好溶出和分散,進(jìn)而影響藥物的生物利用度。Michael 等研究發(fā)現(xiàn)西吡氯銨的陽離子可以被硬脂酸鎂顆粒表面的硬脂酸陰離子所吸附,導(dǎo)致西吡氯銨的抗菌活性下降。Cotton等研究發(fā)現(xiàn)馬來酸依那普利可以被微晶纖維素所吸附,導(dǎo)致晶型改變,無定型增多,并且發(fā)生降解,形成不穩(wěn)定的馬來酸胺和陰離子,而采用磷酸氫鈣時(shí)就可以避免這一現(xiàn)象。

2.2 化學(xué)反應(yīng)

原輔料之間因?yàn)榛瘜W(xué)基團(tuán)的可反應(yīng)性而導(dǎo)致的不相容是可以預(yù)見的,在選擇輔料時(shí)應(yīng)盡量避免此類反應(yīng)的發(fā)生。已知的不相容反應(yīng)見表1。

口服固體制劑原輔料相容性研究進(jìn)展

除了輔料本身化學(xué)結(jié)構(gòu)對原料的影響外,輔料所含的雜質(zhì)、自身的結(jié)構(gòu)和功能等也會(huì)導(dǎo)致原料的降解,這一方面往往會(huì)被忽視。國外的制藥企業(yè)會(huì)通過研究控制輔料的雜質(zhì)和類型,對輔料供應(yīng)商提出相應(yīng)的要求,從而避免對原料的影響。
2.2.1 輔料中雜質(zhì)的影響 
Nieuwmeyer 等研究發(fā)現(xiàn),乳糖的污染物乳糖-磷酸可以加速甾體類藥物的降解,乳糖的粒徑對降解有明顯影響,研究顯示粒徑小的乳糖表面積大,污染物更多,降解反應(yīng)更明顯,同時(shí)溫度和濕度也加劇了降解反應(yīng)。輔料和原料一樣,在生產(chǎn)過程中均會(huì)帶入雜質(zhì),Narang 等對各種常用輔料可能帶入的雜質(zhì)進(jìn)行了總結(jié),見表2。在使用時(shí)根據(jù)原料的性質(zhì)應(yīng)適當(dāng)控制這些雜質(zhì)。

 

 

口服固體制劑原輔料相容性研究進(jìn)展

 

 

 

2.2.2 輔料物理結(jié)構(gòu)的影響
Mihranyan 等研究了不同結(jié)晶程度的纖維素與阿司匹林混合后的相容性,纖維素的結(jié)晶程度從49%~95%不等,結(jié)果發(fā)現(xiàn)阿司匹林在一定濕度環(huán)境下與不同結(jié)晶程度的纖維素混合所產(chǎn)生的水解產(chǎn)物水楊酸含量不同,結(jié)晶度低的纖維素與阿司匹林的混合物所產(chǎn)生的降解產(chǎn)物少,表明纖維素不同結(jié)構(gòu)下水分分配情況不同,影響了易水解原料的穩(wěn)定性。
2.2.3 輔料功能性質(zhì)的影響

Desai 等研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K30 和泊洛沙姆188 作為粘合劑和潤濕劑時(shí)對含有氫氯噻嗪制劑的影響。氫氯噻嗪目前在多個(gè)降壓藥復(fù)方中都有使用,但它容易水解產(chǎn)生甲醛和游離胺,在濕度和溫度的影響下,PVP K30 可以導(dǎo)致氫氯噻嗪產(chǎn)生0.6%~2.8%的游離胺雜質(zhì)(以主藥含量的百分量計(jì)),泊洛沙姆188可以導(dǎo)致氫氯噻嗪產(chǎn)生0.25%~0.31%的游離胺雜質(zhì)。而去除泊洛沙姆188,并用預(yù)膠化淀粉代替PVP K30 后,游離胺的產(chǎn)生明顯減少,在相同條件下僅產(chǎn)生0.06%~0.12%的游離胺雜質(zhì)。氫氯噻嗪和其他輔料的相容性均較好,分析原因,主要是因?yàn)镻VP K30 和泊洛沙姆188 均具有助溶作用,在有水分存在時(shí)助溶了氫氯噻嗪,導(dǎo)致其水解形成游離胺,高溫和高濕能夠加速水解。

 

3、外圍因素對原輔料相容性的影響

加速原輔料相互作用的外界因素包括光、熱、濕等。因此目前的藥品研究指導(dǎo)原則中關(guān)于原輔料相容性的試驗(yàn),要求進(jìn)行原料和輔料一定比例混合后在高溫、高濕、光照條件下的相容性研究。
3.1 水分
水分是制劑中加速原輔料反應(yīng)的重要因素。水分子有助于原輔料反應(yīng)基團(tuán)的接觸,從而加速反應(yīng)。Chen 等研究水分對卡托普利和硬脂酸鎂

相互作用的影響,發(fā)現(xiàn)預(yù)先110 ℃干燥的混合物紅外圖譜顯示有較小的1562 cm-1 峰,而未干燥的混合物有較強(qiáng)的1 540 cm-1 峰并含1 556 cm-1 肩峰,判斷兩者通過所吸附水的羥基發(fā)生反應(yīng),過量的水導(dǎo)致酸性的卡托普利和堿性的硬脂酸鎂中和,形成新物質(zhì)。

3.2 光照
通常光不敏感的輔料對藥物的雜質(zhì)產(chǎn)生影響不大,但某些輔料在光照下可以與原料發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致雜質(zhì)水平升高。韓晉等在研究恩替卡韋分散片的過程中研究了恩替卡韋原料與各種輔料的相容性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜味劑阿斯帕坦和甜橙香精在光照4 500 Lx 條件下與原料配伍后產(chǎn)生的雜質(zhì)分別達(dá)到1.25%和1.19%,較起始時(shí)的0.60%,0.50%有明顯升高,而高溫和高濕條件下升高沒有那么明顯,說明這兩種添加輔料在光照時(shí)更容易與原料反應(yīng),產(chǎn)生雜質(zhì)。
3.3 溫度

高溫本身對原料的穩(wěn)定性就有一定的影響,同時(shí)可以加速原輔料的各種反應(yīng),原料的物理性質(zhì)也可能因?yàn)闇囟榷l(fā)生改變,Rossi 等研究了對乙酰氨基酚與常用緩釋骨架輔料羥丙基甲基纖維素混合物(1︰9)在高溫下的晶型改變,采用微傅里葉變換紅外分光光度法(MFTIR)和粉末X 衍射法進(jìn)行觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過短暫的130 ℃以上高溫處理,混合物中的對乙酰氨基酚晶型就可以從Ⅰ型轉(zhuǎn)化為Ⅱ型或Ⅲ型,顯示出高溫條件下輔料對原料物理性質(zhì)的影響。

 

4、原輔料相容性研究方法

 

 

4.1 差示掃描量熱法(DSC)

該方法是目前最為快速有效判斷原輔料相容性的手段,可以用于原輔料相容性的初步篩選。Stulzer 等采用DSC 等手段分析卡托普利與各種輔料的相容性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同種類的微晶纖維素、乳糖、乙基纖維素等與卡托普利混合后DSC 圖譜是兩者的疊加,說明相容性良好,但與硬脂酸鎂的混合物發(fā)生吸熱反應(yīng),使卡托普利的峰消失,判斷可能出現(xiàn)了脫水反應(yīng)。從而判斷卡托普利與硬脂酸鎂不能相容。梁榮財(cái)?shù)葢?yīng)用DSC 考察阿替洛爾與片劑輔料的相容性。結(jié)果顯示阿替洛爾與微晶纖維素、預(yù)膠化淀粉、羧甲基淀粉鈉、硬脂酸鎂等輔料的相容性好,與微粉硅膠、乳糖、聚乙烯吡咯烷酮、枸櫞酸、十二烷基硫酸鈉等輔料有配伍反應(yīng),DSC 峰形和峰位有明顯變化。但DSC 檢測也有局限性,沒有發(fā)生DSC 峰改變的輔料也可能在溫度、濕度等因素影響下與原料發(fā)生物理、化學(xué)的反應(yīng),導(dǎo)致原料穩(wěn)定性下降。

 

4.2 傅里葉變換紅外光譜法(FT-IR)

傅里葉變換紅外光譜法的優(yōu)點(diǎn)是避免了高溫對原輔料混合物的影響。Liltorp 等研究了原輔料混合物在等溫加速3 d 后用FT-IR 測定的結(jié)果與常溫存放12 周樣品用HPLC 測定結(jié)果的比對,結(jié)果發(fā)現(xiàn)存放12 周樣品用HPLC 測得的降解產(chǎn)物與采用加速3 d 條件下用FT-IR 測得的基本一致。有3 個(gè)輔料在采用FT-IR 測定時(shí)發(fā)現(xiàn)了不相容,但HPLC 測定時(shí)未發(fā)現(xiàn)有降解產(chǎn)物,僅發(fā)現(xiàn)主成分含量下降。FT-IR 與HPLC 比較的優(yōu)勢是能夠發(fā)現(xiàn)主藥結(jié)構(gòu)的改變,比如溴化氫鹽的脫落,這可能導(dǎo)致溶出和生物利用度的改變。

 

4.3 高效液相色譜法(HPLC)
采用HPLC 可以檢測原輔料混合物在不同外界環(huán)境影響下的含量和雜質(zhì)的變化。國家藥品審評中心的《化學(xué)藥物制劑研究基本技術(shù)指導(dǎo)原則》]中指出,口服固體制劑可選擇若干種輔料進(jìn)行相容性試驗(yàn),用量大的輔料按照主藥︰輔料=1︰5 比例混合,用量小的輔料按照主藥︰輔料=20︰1 的比例混合,取一定量,參照藥物穩(wěn)定性指導(dǎo)原則中影響因素的實(shí)驗(yàn)方法或其他適宜方法,重點(diǎn)考察性狀、含量、有關(guān)物質(zhì)等。

由于目前制劑中用到的輔料種類越來越多,采用HPLC 進(jìn)行含量、雜質(zhì)等測定時(shí)樣品量較多,測定較為繁瑣,Wakasawa 等研究出了自動(dòng)化的樣品處理及強(qiáng)制降解系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠自動(dòng)將原料與輔料按比例混合、稱重、在不同條件下存放、提取、UPLC(超高效液相色譜)測定。他們采用該系統(tǒng)對阿司匹林和硬脂酸鎂的相容性進(jìn)行了研究,采用快速攪拌和振搖兩種方法使原輔料接觸程度有所差別。結(jié)果1︰1 混合的原輔料混合粉末在70 ℃放置9 d 后,兩種混合方式的樣品經(jīng)UPLC檢測的結(jié)果有所區(qū)別,而采用DSC 檢測的結(jié)果沒有差別,說明該系統(tǒng)能夠較好地檢測出原輔料的相容性,同時(shí)大大減少了人工和費(fèi)用。

 

4.4 液相色譜-質(zhì)譜串聯(lián)技術(shù)(LC-MS/MS)

隨著質(zhì)譜技術(shù)的普及,原輔料相容性采用質(zhì)譜技術(shù)能夠更好地了解原輔料反應(yīng)的形式和生成新物質(zhì)的結(jié)構(gòu),以便判斷原輔料反應(yīng)生成的物質(zhì)是否具有安全隱患。Monajjemzadeh 等研究阿昔洛韋與乳糖的原輔料相容性,采用DSC 檢測提示有不相容情況,采用FTIR 未發(fā)現(xiàn)峰形變化,將樣品進(jìn)行加熱破壞后用HPLC 測定發(fā)現(xiàn)新色譜峰,隨后進(jìn)行分離制備,再用LC-MS/MS 測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)生的物質(zhì)為乳糖-阿昔洛韋美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。采用熱分析和LC-MS/MS 技術(shù)聯(lián)用成功地判斷出乳糖和阿昔洛韋的不相容性。

 

4.5 微熱分析技術(shù)和光熱微光譜技術(shù)

隨著新化合物合成難度的加大,在制劑設(shè)計(jì)時(shí)能夠得到的原料較少,如何在較少的原料情況下能夠充分揭示原輔料相容性是將要面臨的問題。Harding 等采用局部熱機(jī)械分析儀(L-TMA)、局部差熱分析儀(L-DTA)、納米化樣品、熱輔助粒子控制(TAPM)、光熱微光譜等技術(shù)(PTMS),使少量的原輔料樣品充分接觸。以硬脂酸鎂和阿司匹林為模型原輔料混合物,同時(shí)采用DSC、熱臺(tái)顯微鏡(HSM)、溫控衰減全內(nèi)反射(ART)傅里葉紅外作為輔助手段。硬脂酸鎂的局部熱機(jī)械分析和宏觀熱機(jī)械分析表明,其熔融所導(dǎo)致的DSC 吸熱峰沒有對應(yīng)產(chǎn)生明顯的液化。采用熱輔助粒子控制技術(shù)可以在粒子水平上將藥物直接放置在輔料的表面,并進(jìn)行熱處理,隨后采用L-TMA 和L-DTA技術(shù)測定,這種方法使得樣品實(shí)現(xiàn)納米化并了解原輔料粒子實(shí)際接觸后的情況,實(shí)現(xiàn)了粒子水平上的原輔料相容性研究。

 

5、總結(jié)

藥物制劑研究過程中輔料的選擇往往對制劑的質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用,尤其是新的化合物在處方篩選的過程中需要首先了解原輔料配伍的穩(wěn)定性。我國的藥品安全“十二五”規(guī)劃中已經(jīng)提出我國的化學(xué)藥品質(zhì)量要與國際接軌,因此提高我國的輔料質(zhì)量、認(rèn)真做好原輔料相容性工作,對推進(jìn)我國制劑質(zhì)量水平的提升具有重要的意義。

通過對同類化合物和同類輔料的物理化學(xué)性質(zhì)分析和使用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),可以避免今后處方設(shè)計(jì)中的缺陷,同時(shí)也讓我們逐漸認(rèn)識(shí)到在今后的每個(gè)產(chǎn)品的處方設(shè)計(jì)中要充分考慮原料的性質(zhì),并對輔料做出相應(yīng)的要求,包括雜質(zhì)殘留等。

通過對最新原輔料相容性研究方法的了解可以為我國今后開展這方面的研究提供更好的借鑒。更快更準(zhǔn)確的檢測手段是未來發(fā)展的方向,例如機(jī)器人程序檢測方法等。采用多種檢測方法的系統(tǒng)評價(jià)也是今后發(fā)展的方向,例如X 衍射等物理檢測方法與HPLC/MS 等化學(xué)檢測方法的結(jié)合,可以更好地了解原輔料反應(yīng)的機(jī)制。同時(shí),由于新化合物處方篩選之初合成成本較高,因此微量分析手段也是今后發(fā)展的方向。

 

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