【原创】访美国3S PharmaTech公司首席科学家孙永达博士:高端制剂需要具有功能结构的药物微粒


来源:中国粉体网   平安

[导读]  此次采访,粉体网记者就微粉对高端固体制剂的影响、微粉的表征以及制备技术等问题请教了孙永达博士。

中国粉体网讯  继“2019全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”之后,在4月初的信宜特固体制剂技术交流会(广州站)期间,中国粉体网记者有幸再次采访到原国家纳米技术与工程研究院特聘教授、纳米粒子药物实验室主任、原天津大学特聘教授、前天津药业研究院有限公司高级技术顾问、美国3S PharmaTech公司首席科学家兼首席执行官孙永达博士。此次采访,粉体网记者就微粉对高端固体制剂的影响、微粉的表征以及制备技术等问题请教了孙永达博士。


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粉体网记者采访孙永达博士


粉体网记者问:微粉对高端固体制剂的影响?

孙永达博士告诉粉体网记者说,微粉对高端制剂的影响是很明显的。孙博士首先根据国际上的统计,列举出市场价值很高的几类制剂,如:靶向药物、缓控释药物、跨膜给药、透皮给药等。他总结这些高端制剂对粉体有以下三个方面的共同要求:

第一个方面,是要求粉体的粒度分布越来越窄小,例如吸入干粉1-5微米,混悬滴眼液微粉1-3微米等。据孙博士讲,以往药物微丸都是毫米级的,一毫米或者亚毫米,而现在已经做到微米级,粒度降低了三数量级。


第二个方面,是粉体表面物化性质越来越重要。例如晶习、表面能、吸湿性、无定形、静电等等,需要适当的调控,满足特殊给药途径的要求,才达到高端制剂要求的给药功能和治疗效果。


第三个方面, 是粉体粒子的微观功能结构要求越来越高。孙博士解释说,高端制剂如靶向药物、缓控释药物、透皮给药等,不仅需要药粉的粒度小,而且还要有适合给药途径的微观功能结构。例如,微米级粒子的包衣,多孔、微晶嵌入辅料或药物与辅料均匀分散等微观结构。而毫米级颗粒包衣或者激光打孔,都难以胜任。


由此看来,高端制剂对粉体的粒度和功能结构的综合要求更高。据孙博士的观察,目前国内固体制剂类市场的产品以一般制剂居多,而像靶向、缓控释等高端制剂还有待大力研发。

粉体网记者问:微粉物性表征技术的应用现状?

针对这个问题,孙博士首先从一个简单的计算说起。当见方为一毫米的颗粒,分成一微米大小时,就会变成10亿颗微粒,粉体的比表面积变得非常大。受此影响,粉体表面能也会增加,表面物化性质都会发生巨大的改变。如果是用传统的理念来对待这样的微粉,就会比较简单,仅仅是看做尺度上的减小,但实际上它的物化性能发生了很大的变化,而这些都是我们人眼所不能及的。因此,孙博士指出,我们必须要借助于先进仪器来做微粉的表征分析。

据孙博士讲,目前国内一般的药厂或者药企研究院,多半就是以下几种仪器当家,一种是HPLC(高效液相色谱),还有一种就是溶出仪,或者是UV,基本就是这三种。而这三种仪器的使用主要是应对药品申报,但它们并不能深入涉及药物微粉的物性表征。孙博士举例说,要研究微粉的晶型,就需要用到XRD来测衍射峰,XRD就相当于微粉晶型的一个ID,每一个晶型有其不同的特征衍射峰组合。另外,观测微粉形态,就需要用显微镜或SEM;要测熔点,就需要用到热分析仪,即DSC;要测吸湿性,需要用DVS;要测粒度,得用激光粒度仪等等。

在谈到现状时,孙博士呼吁国内药企领导及研发主管应当在认识上有一个巨变:如果想深入认知药物粉体及微粒的物化性质,就必须要借助于现代光学的、谱学的、热学的等多种分析仪器。由于目前国内一般的药业或药企研究院欠缺这种认识,分析仪器单调,因此很多的研究无法深入下去。即使近年来国家推进药品一致性评价,促使不少药企采购了许多进口分析仪器,但“好马骑不好”的现象很常见:看图读数,仅在操作层面使用,许多高端分析功能知之甚少。

粉体网记者问:高质量微粉的制备技术目前的瓶颈以及如何突破?

孙博士告诉记者说,当前国内制药业生产微粉的现行技术主要有两大类,一个是粉碎技术,还有一个是喷雾技术。前者包括气流粉碎、高压均质等,后者包括热风喷雾和冷冻喷雾干燥。这两大类技术有一个共同点,用加能的办法把粒度较大的原料药变成细微药粉。在这个过程中,有一部分能量就会转移到粉体上,导致粉体的表面能升高,表面能分布高而不均,结果是粉体团聚严重,同时也会产生无定形粉体,容易吸潮,诱发转晶,最终影响制剂产品质量及货架期的稳定性。

针对现行药物粉体技术中所存在的一些不可逾越的瓶颈,孙博士呼吁我们:要有创新思维,从现有的技术瓶颈的桎梏里头跳出来,采用新的技术,避免现行制粉技术的内在缺陷。接着,孙博士向记者介绍了一种突破性的技术——超临界流体粒子设计(Supercritical fluid particle design, SCF PD),它的原理是把原料药溶解在有机溶剂里,再利用超临界二氧化碳作为反溶剂,通过喷嘴一步喷成表面能比较低、粒度、晶型、晶习可控的微晶,利用这种新技术还很容易把药物跟辅料“一喷而成“具有独特功能微观结构的复合粒子,如微米级包衣、多孔、均匀分散等微结构,制成增溶、速释、缓释、控释、掩味、粉针、吸入等高端制剂。因此,SCF PD已经成为各种创新制剂“喷涌”的技术平台。关于SCF PD新技术的产业化推广,孙永达博士特别提到需要粉体网这样的行业平台做专业的推介。

在采访的最后,孙博士总结道:高端固体制剂需要高质量的药物微粉,高质量的微粉需要全面的粉体表征。正所谓”工欲善其事,必先利其器“,这里的器有两类,一是认知药物微粉的各种分析仪器,二是制造高端药物微粉的生产机器。利用分析仪器获得了大量的数据之后,就能有目的的调控或者剪裁微粉各种物性,然后采用高端药物微粉生产机器,例如SCF PD制药设备,做出既小又有功能结构的药物微粒,而这正是孙永达博士一直大力倡导推进的3S制药产业化开发的新思路:make Small and Smart particles for Super drugs。



孙永达博士广州报告PPT

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作者:平安

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