纳米晶制备技术:助力药物制剂创新发展的技术


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  纳米晶制备技术主要包括自上而下(top-down)技术、自下而上(bottom-up)技术及组合技术3种。

中国粉体网讯  药物制剂的发展深深依赖于制剂技术、药用辅料、给药装置、制剂设备、检测设备和包装材料等创新和发展,其中,药物制剂相关制备技术对药物制剂的发展起到了重要作用。王敬文等通过文献分析,回顾近十年来制剂相关技术发展,对多种制剂技术进行综述,总结发展历程、应用范围与特点、取得成就等内容,为我国药剂学及相关领域制剂相关技术的使用提供一定的参考,助力我国药剂学及相关领域的发展。


药物纳米晶制备技术


以减小粒径为目的的固体分散技术或热熔挤出技术,对制备固体制剂而言具有重要的作用,但运用这些技术时,辅料的添加量通常是较大的,这对于剂量较大的药物而言是不利的,因为会增加制剂的形状或使用数量。药物纳米晶技术可同时兼顾减小药物粒径和辅料的用量。


药物纳米晶


药物纳米晶指小于1μm的药物晶体颗粒。药物纳米晶可以以固体颗粒分散于液体介质形成纳米混悬液,此外,药物纳米晶也可通过干燥等手段得到固态纳米晶,因此,药物纳米晶既可制备成液体状态的混悬剂供口服/注射或/眼用等给药途径,也可制备固态药物纳米晶然后进行进一步固体制剂的制备。药物纳米晶仅需添加少量稳定剂或保护剂,理论载药量可接近100%。药物纳米晶粒径小和比表面积大,可提高难溶药物的溶解度和溶解速率,但药物纳米晶的表面自由能高,易出现热力学及动力学不稳定现象,包括晶体聚集、沉降及ostwald熟化。可加入适量稳定剂以解决药物纳米晶的稳定性问题。


稳定剂


常见的稳定剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、环糊精、透明质酸、壳聚糖、泊洛沙姆和聚山梨酯80等。稳定剂通过物理吸附作用附着在药物纳米晶粒子表面,主要产生的作用包括:覆盖在新形成的药物纳米晶表面、与药物纳米晶形成较强的氢键、降低系统自由能和表面张力、在疏水药物纳米晶周围形成亲水层与空间位阻并抑制纳米晶生长、在药物纳米晶表面形成双电层以增加颗粒间静电斥力来维持系统稳定性、形成空间稳定和静电稳定作用,等等。此外,某些稳定剂还起到冻干保护剂的作用。


上市产品


药物纳米晶可显著改善难溶性药物的口服吸收,是解决难溶性药物研发的有效策略。就生产而言,药物纳米晶易于工业化生产。目前,国外已有近20个纳米晶制剂品种批准上市,其中,多数为口服产品如雷帕霉素、地尔硫和非诺贝特等,也包括肌肉注射用药物纳米晶如帕利哌酮棕榈酸酯纳米晶和月桂酰阿立哌唑纳米晶,眼用药物纳米晶产品奈帕芬胺和氯替泼诺,显示出用于多种给药途径的可能。


制备方法


纳米晶制备技术主要包括自上而下(top-down)技术、自下而上(bottom-up)技术及组合技术3种。


1.自上而下技术


自上而下技术是通过介质研磨或高压均质将药物从微米级颗粒粉碎至纳米级颗粒。主要包括湿法介质研磨法和高压均质法。而高压均质法又包括微流控技术、活塞式均质技术和水/非水介质中的均质技术等。自上而下技术具有简单快速、不需要使用有机溶剂、重复性高、易于放大的优点,目前已上市的基于纳米晶技术的药物产品基本上都是通过湿法介质研磨法和高压匀质法生产的。但自上而下技术能耗高,需高剪切力和高温,且研磨介质可能污染产物从而使药物出现潜在的不稳定性。


2.自下而上技术


自下而上技术是将药物溶解于适宜的有机溶剂中,使用沉淀法或蒸发法制备药物纳米晶。常见的制备技术包括反溶剂沉淀法、超临界流体沉淀法、溶剂蒸发法(喷雾干燥)、冷冻干燥法等。自下而上技术制备的药物纳米晶尺寸更小,但该技术生产放大存在一定难度,且有机溶剂残留也是需要解决的问题。


3.组合技术


组合技术是将晶体预处理和高能处理相结合,以控制纳米晶尺寸。常见的组合技术包括:nanoedge技术(反溶剂沉淀法预处理,高压匀质法制备药物纳米晶)、H69技术(nanoedge技术相似,反溶剂法预处理,高压匀质法制备药物纳米晶,区别在于,沉淀与研磨同时进行)、H42技术(喷雾干燥作为沉淀和预处理,高压匀质对纳米晶药物进行进一步粒度细化)、H96技术(冷冻干燥预处理,高压匀质技术减小纳米晶粒径)、CT技术(研磨法进行预处理,高压匀质法进一步减小颗粒粒径,该技术不使用有机溶剂)等。随着制备设备、赋形剂、制备工艺的不断进步,药物纳米晶制备技术或许会成为原料药物粉碎处理的常规方法,这将为固体制剂、液体制剂及新型药物递送系统的质量提高提供有力的保障。


有关药物纳米晶技术的主要作用、应用范围、制备方法及上市产品等简要总结见表3。 



参考来源:


王敬文等,浅谈药物制剂制备技术助力我国药物制剂创新发展


(中国粉体网编辑整理/青黎)


注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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