药物微粒表征研究


来源:制剂那点事儿

[导读]  了解药物粒子的粒径,形状和粒径分布是药物处方开发的重要环节。

中国粉体网讯  随着制药行业的迅速发展,药物开发的方法也发生了相应的变化。过去,早期的药物开发一般生产“公斤级”的产品进行处方研究。这种方法尽管可以开发出高质量的药品,但需要耗费大量的活性成分(API),且开发时间较长。


近年来,药学工作者开发以节约原料的方法开展早期的固体制剂研究。处方的开发是通过微粒、粉体的表征,对药物的理化性质有了更加深入的了解。进而以低成本快速开发出可用于临床试验的处方。但这种也存在利弊。有利之处是可以降低成本,弊端是由于量少,不具代表性,存在试验误差。


微粒表征


粒径、粒径分布、粒子性状以及结构都会对药物的工艺和制剂在体内的释放吸收行为产生影响。在API、辅料和制剂样品(混合或制粒)时,样品必须具有代表性。样品的制备方法是可重复的,分析仪器参数也要可靠。测量粒径的方法不同,结果可能不同,产生这种原因可能是样品中的颗粒的粒径和形状不一致,对于制剂来说,结果可能更加复杂。因此需要使用相同分析方法检测不同批次的API、辅料或制剂样品。粒子的性状决定测量的难易程度。


通常,粒子形状有针状、柱状、块状、条状等。


大多数API、辅料和制剂都处于一定的粒径范围内,对于API、辅料和制剂样品的粒径分布会影响含量均一性和溶出曲线。因此研究其粒径分布对制剂开发具有重要作用。下面介绍些常用的微粒表征方法:


1、筛分法

筛分法是一种常用的测量粉体粒径分布的方法。在处方开发过程中也是优先考虑的。常用于分析制剂和辅料。不适用API的分析,原因是API的粒径和形状不规则。筛分法适用于平均粒径大于25-50μm的粉体。


2、光学显微镜法

该法也是微粒表征中最基本的方法。所用样品量几毫克即可测量粒子的外观、性状、结合程度等信息。使用偏振光显微镜还可以评估粒子的结晶度。光学显微镜也可以用于分析颗粒的粒径分布(PSD),但比较耗时。常用激光衍射测定PSD。光学显微镜可分析粒径在1μm-1mm范围内的粒子。


3、扫描电镜

扫描电镜(SEM)是另一种测量粒径、粒子形状或制剂结构的技术。仅需几毫克的样品即可测量。SEM扫描电镜的原理是依据电子和物质的相互作用,扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。对这些信息的接收、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。SEM可检测到1nm以下的粒子,还可以观察粒径的表面结构。SEM由于其视野中一次只能观察几个粒子,不具有定量性,不适用于测定粒径分布。可以和其他技术配合使用。


4、光衍射法

激光衍射目前成为测定药物粒子粒径分布的首选方法。这种方法更加节省原料,几克即可完成测定,并且分析检测时间短,重现性较好,测量范围也较宽。激光衍射法分为湿法和干法两种。对于湿法,要求样品在介质中的溶解度很小且能分散,常常使用表面活性剂促进分散。但所用的表面活性剂不能是样品在溶液中溶解。预先过饱和溶液也可用作分散介质。干法则需要找到合适的压力,是粒子彼此分开,但又不破坏粒子。


选择湿法或干法测定粒子的粒径由以下几个因素,最重要的是原料的性质。单一成分通常选择湿法。多组分更倾向使用干法,因为干法的介质为空气,避免测定各组分在介质中的溶解度的麻烦。另外如果原料足够,也可使用干法进行测量。


5、形态定向拉曼光谱

形态定向拉曼光谱(MDRS)是目前比较新的一种形态表征的方法。将颗粒物自动成像技术与拉曼显微光谱结合在一个集成式平台中。  它可对多成分样品中的各种成分进行快速且自动的化学和形态表征。


MDRS的工作原理:测量的第一阶段是对分散样品的自动图像分析。此阶段可确定每个单独颗粒的粒度和一系列粒形参数,及其在测量滑块上的准确位置。随后,可以使用此信息来指导完成该技术的第二阶段,即拉曼光谱分析。 


简单来说,拉曼分析在一小组随机选定的颗粒上执行,使用户可以发现样品的多种化学成分,根据这些归属来创建颗粒类,并确定每种成分的相对比例。  随后可以使用来自自动图像分析的数据,以粒度和粒形分布的形式生成每种化学鉴定成分的形态描述。


如果对混合物中的颗粒成分感兴趣,则可以在化学分析中有选择性地以这些具有独特形态的颗粒为目标,从而对测量进行优化;例如,处于既定粒度范围内或粒形参数高于特定值的颗粒。通过将拉曼测量的重点仅放在感兴趣的成分,可以在既定时间范围内对更多的颗粒进行表征。



MDRS® 的典型应用包括:

确认制药配方中活性成分(API)的粒度

将 API 在参考上市药品(RLD)或通用(测试)配方中的粒度和粒形进行比较,这在剖析期间和调查体外生物等效性时非常有用

了解流程步骤或变更对 API 或赋形剂的影响

识别地质样品内矿物成分的名称和来源

通过分析各种化学成分的比例和形态,识别假冒药品的来源

      

微粒表征的重要性


了解药物粒子的粒径,形状和粒径分布是药物处方开发的重要环节。对于API,粒子的大小不均一会影响片剂的含量均匀性,溶出曲线或制备工艺(流动性、干法制粒等)。粒径和粒径分布也可预测剂型在体内的行为。


粒子表征在制药过程中必不可少的。例如物料的流动性是基于粒径、形状和粒径分布的一种特性。


(中国粉体网编辑整理/青黎)


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