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【药物制剂】原辅料及制剂处方工艺对口服固体制剂溶出行为的影响
发表于:2020-04-01 浏览:1038

  摘 要

  本文在文献调研的基础上,从原料的晶型和粒度、辅料的种类和用量、原料微粉化技术、片剂制备工艺等因素对口服固体制剂溶出行为的影响进行了综述,以期为开展一致性评价研究提供参考。

  2016 年3 月,国家食品药品监督管理总局( 以下简称“总局”) 发布了“关于发布化学药品注册分类改革工作方案的公告( 2016 年第51 号) ”,在附件中将仿制药定义为“具有与原研药品相同的活性成份、剂型、规格、适应证、给药途径和用法用量的原料药及其制剂”,不强求辅料、处方、工艺等相同。同年5 月,总局发布了“关于落实《国务院办公厅关于开展仿制药质量和疗效一致性评价的意见》有关事项的公告”,其中明确提出一致性评价的研究内容之一是“以参比制剂为对照,进行固体制剂溶出曲线的比较研究”。将上述2 个公告的内容概况起来可以理解为,不论使用何种辅料、选择何种处方、采用何种工艺生产,仿制药应与参比制剂具有一致的溶出曲线才能被接受。

  众所周知,药物本身的理化性质是影响药物溶出的重要因素,同时制剂的处方、工艺等也会对药物溶出造成不同程度的影响,从而影响药物的体内吸收过程。而原辅料控制、处方、工艺、生产等环节正是我国制药行业的薄弱环节。因此,生产企业在开展一致性评价的溶出曲线比较研究过程中,需要尽可能多地获取参比制剂的原辅料及处方工艺信息,充分弄清上述诸多因素对产品溶出行为的影响,以保证产品能够通过一致性评价。本文在文献调研的基础上,对原料的晶型和粒度、辅料的种类和用量、原料微粉化技术、片剂制备工艺等对口服固体制剂溶出行为的影响进行了综述,以期为一致性评价研究提供参考。


  1、原料的晶型和粒度

  对于多晶型药物而言,由于晶格结构的不同,某些物理性质( 如熔点、溶解度等) 可能不同,稳定性亦可能不同。其中溶解度的不同可能会对制剂特性产生明显的影响,如对难溶性药物的口服固体制剂而言,主要是对溶出特性产生影响,从而影响药物的体内吸收。因此,对于多晶型药物的口服固体制剂,在产品研发阶段,对原料药进行必要的晶型研究有利于选择一种在制剂加工工艺或临床治疗学上有意义的晶型,同时避免因晶型因素导致的临床不安全或疗效降低低问题的发生。在仿制药一致性评价过程中,应全面查阅参比制剂的化合物晶型专利、说明书、研究文献等相关信息; 对参比制剂进行检测;对制剂加工及稳定性研究过程中可能发生的晶型转变进行监控。

  陈华等对2种晶型的利福平口服固体制剂的溶出曲线进行了研究。利福平的晶型可分为Ⅰ型、Ⅱ型及无定型几种,主要取决于结晶溶剂,Ⅰ型、Ⅱ型均为有效晶型。Ⅰ型结晶外观性状为鲜红色,不易氧化、稳定性好、分子对称性好、疗效高,为国内厂家广泛使用的利福平原料药,但国外厂家多使用Ⅱ型结晶作为原料药,且FDA 橙皮书推荐的参比制剂( 赛诺菲-安万特公司) 和日本橙皮书推荐的参比制剂( 第一三共株式会社) 均为利福平Ⅱ型结晶。文章比较了在3 种不同pH 值的溶出介质中,Ⅰ型利福平片/胶囊与Ⅱ型利福平片/胶囊溶出曲线的差异。结果显示,2种晶型的利福平片在多种介质中的溶出曲线均存在较明显的差异,但该差异与晶型关系不大,而主要由于2 种晶型制剂崩解时限的差异所导致,即与制剂生产工艺有关; 而2 种晶型的不相似,因产品来自同一厂家,排除了制剂生产工艺的影响,可认为溶出曲线的差异为晶型不同所致。笔者预见,在一致性评价中,若选择原研产品或国际公认同种药物作为参比制剂,国产仿制品在不变更原料来源的前提下,要做到多条溶出曲线均与参比制剂一致比较困难。但对于评价质量一致性而言,仿制品是否需要必须做到在各种介质中与参比制剂的溶出行为均一致,笔者认为有待进一步商榷。如仅有一条溶出曲线不一致,且该介质的pH值非药物在体内消化吸收部位的pH值,是否可以仅用于提示生产企业在(bioequivalency,BE)试验中出现生物不等效的风险较高,而不作为判定质量不一致的依据。陈格等对不同晶型阿莫西林原料对制剂溶出行为的影响进行了研究。研究选择3家企业生产的3种晶型的阿莫西林原料,采用相同的处方制备胶囊,比较溶出曲线的差异。结果显示,A,B,C3家企业生产的阿莫西林原料,在扫描电镜下观察分别为细小方针/柱晶(推测为后两者的混晶)、柱晶和针晶,制备得到的胶囊的溶出曲线具有明显差异:A,B两企业原料制得的胶囊溶出迅速,5min时的累积溶出量超过或接近80%;C企业原料制得的胶囊溶出缓慢,至30min时累积溶出量接近80%。笔者认为,针晶状阿莫西林对于制剂的溶出不利,建议在一致性评价中应注意对原料晶型的研究和选择。王建等探讨了不同晶型对罗红霉素溶解速度、溶出度的影响。受结晶溶剂、结晶工艺的影响,罗红霉素可以产生3种不同的晶型。采用丙酮结晶的罗红霉素原料,溶解速度较慢,制成的胶囊溶出亦较慢;同为甲醇结晶,由于结晶工艺的不同,可以产生2种晶型,其中一种溶解速度较快,制成的胶囊溶出亦较快;而另一种的原料溶解速度及胶囊溶出速度均与丙酮结晶的罗红霉素相似。蒋林波研究了舒必利片溶出度变化与原料的关联性。原料不纯(包括杂质和混晶等)会引起熔点下降,熔距拉长。通常认为,熔距<1℃的原料晶型较纯。作者在采用同一原料生产商不同批号舒必利原料进行工艺验证时发现,制备的3批片剂0d的溶出度均接近100%,但在加速试验过程中其中1批产品的溶出度下降迅速。通过测定,该批产品所用的舒必利原料熔点偏低、熔距较长。重结晶后发现,其含量基本不变,但熔距明显缩短,熔点与其他2批原料趋于一致,说明重结晶前该批原料的熔点和熔距的差异与杂质无关,而可能与原料存在多种晶型的混晶有关。

  综上所述,对于多晶型药物,在现阶段的一致性评价中尚未要求仿制药与参比制剂必须具有一致的晶型,但二者的晶型一致有助于提高生物等效性BE试验的成功率。因此笔者建议,生产企业应尽可能全面地检索参比制剂的晶型信息,采用多种分析方法如单晶x-射线衍射法、粉末x-射线衍射法、偏光显微镜法、热分析法(热重分析、差示扫描量热)、光谱法(红外光谱、拉曼光谱、固相核磁共振)等进行晶型检测,并对制剂加工工艺如干燥、粉碎、微粉化、湿法制粒、喷雾干燥、压片等,生产过程暴露的环境条件如湿度、温度等,以及稳定性研究过程中可能发生的晶型转变进行监控。特别是当出于增加溶解度、提高生物利用度目的选择了亚稳定型作为目标晶型时,应注意采用适当的措施避免药品在贮藏期间由亚稳定型向稳定型转化。

  除晶型外,粒度是另一影响药物溶出的重要理化特性。通常来说粒度越小比表面积越大,接触周围介质的面积越大,溶出速率越大。尤其针对难溶性药物的口服固体制剂而言,溶出过程往往为吸收过程的限速步骤,则粒度与药物的体内吸收可能存在一定的关系。因此,在仿制药一致性评价过程中,原料药的粒度问题不能忽视。

  岳珍等对阿考替安原料药粒径与阿考替安片溶出行为的关系进行了研究。作者在处方确定前以溶解速率为指标筛选合适的原料药粒径,在暂定处方后选择该品种的原研产品作为参比制剂,以4种溶出介质中的溶出曲线为主要指标验证处方,同时进行溶出曲线相似性的评价。结果显示,在阿考替胺原料经粉碎后分别过120,200,300,400目筛得到的不同粒径分布的原料药中,过400目筛的样品(阿考替胺原料药粒D90≤20μm)在多种介质中均具有适宜的溶解速率,制备得到的阿考替胺片与原研产品(日本泽里新药株式会社)在4种溶出介质中的溶出行为均一致。张新花等研究了醋酸甲羟孕酮原料的粒径对溶出度的影响。研究将醋酸甲羟孕酮原料粉碎,分别过60,80,100,120,140,160目筛制成粒径不同的原料药,再按相同的工艺制成胶囊,以该品种的原研产品美国普强药厂的醋酸甲羟孕酮片作为参比制剂,以900mL水(含0.5%SDS)为溶出介质,考察溶出曲线的相似性。结果显示,醋酸甲羟孕酮胶囊的溶出度随原料药粒径的减小而增大,采用过100目筛的原料药制成的胶囊其溶出曲线与原研产品一致。笔者需要指出的是,该品种的原研产品为片剂,仿制品为胶囊,属于改剂型品种。在一致性评价中,此类品种须执行总局发布的《仿制药质量与疗效一致性评价工作中改剂型药品(普通口服固体制剂)评价一般考虑(征求意见稿)》。刘为中等研究了原料药粒径对头孢地尼颗粒体外溶出行为的影响。研究取同一批头孢地尼原料,2份用标准筛分法分别制成D90:142.90μm,D50:30.25μm,D10:3.47μm(100目筛)和D90:51.21μm,D50:10.71μm,D10:2.25μm(200目筛)粒径的原料药;另取1份经球磨粉碎机微粉化后用粒度分析仪得到粒径为D90:35.62μm,D50:6.98μm,D10:1.66μm的微粉化原料药。按照已经确定的处方,分别称取3种粒径的原料药和处方量的辅料,制备头孢地尼颗粒。选择该品种的原研产品(日本安斯泰来制药株式会社)作为参比制剂,考察仿制品与参比制剂在4种溶出介质中的溶出行为的一致性。结果显示,同一批次的头孢地尼原料,当粒径不同时,溶出度差异较大。采用以标准筛分法制得的2种粒径的原料药制备的颗粒,在多种介质中的溶出行为均与参比制剂存在差异;而采用以微粉化原料药制备的颗粒,在多种介质中的溶出行为均与参比制剂一致。由此说明减小头孢地尼的原料药粒径可以有效提高其颗粒的溶出度。


  2、辅料的种类和用量

  制剂中的辅料一般较难与主药发生化学反应,但可以通过吸附药物、改变颗粒表面性质、改变溶出介质的pH值或黏度等影响口服固体制剂的溶出行为。顾珽等在进行辛伐他汀片处方工艺筛选及一致性评价中发现,旧处方的自研仿制品溶出较快,与原研产品(美国默沙东制药有限公司)的溶出曲线不相似。通过研究原研产品的处方工艺及溶出特性,将自研仿制品中的黏合剂羟丙基甲基纤维素的用量增加一倍并对黏合剂的加入方式进行了调整,优化得到新处方。按照新处方制备的3批自研仿制品的溶出速率明显减缓,且在4种不同pH值的溶出介质中的溶出行为均与原研产品一致。纤维素衍生物类辅料容易在温度较高时发生胶凝作用形成凝胶,从而减缓药物的溶出。刘海席等研究了头孢呋辛酯片的处方工艺及溶出曲线的一致性。作者通过设计正交试验考察了黏合剂羟丙基甲基纤维素、崩解剂交联聚维酮、润滑剂硬脂酸镁的用量对制剂溶出行为的影响,并以在4种溶出介质中自研制剂与参比制剂溶出相似为目标确定了最优处方。头孢呋辛酯属BCSⅣ类药物,即低溶解性低渗透性。对于此类药物硬脂酸镁的加入虽然会使崩解变慢,但可以使主药在崩解前充分被水浸润,崩解出的颗粒较细,较易溶出,而崩解变慢的影响可以通过调整崩解剂的用量来消除。本研究最终确定的处方采用低浓度的黏合剂、中间浓度的崩解剂和润滑剂提高制剂的溶出度,以达到与参比制剂的溶出行为一致。王巍对缬沙坦胶囊的处方工艺筛选及溶出度评价进行了研究。研究根据进口原研产品专利确定了制剂规格和辅料种类,对处方中的崩解剂交联聚维酮、黏合剂聚维酮K30、增溶剂十二烷基硫酸钠的用量进行了筛选。经处方优化,自研制剂与参比制剂在4种溶出介质中的溶出曲线均相似。缬沙坦属BCSⅡ类药物,即低溶解性高渗透性。表面活性剂十二烷基硫酸钠的加入可以改善药物粒子表面的润湿性从而提高制剂的溶出度。De等研究了制剂因素对双氯芬酸钠缓释片溶出曲线的影响。文章考察了崩解剂交联羧甲基纤维素钠(CCS)的用量、制粒技术(带式混合机、高速剪切混合机)、干燥技术(烘干炉干燥、流化床干燥)、丙烯酸树脂L100薄膜衣的厚度、包衣锅旋转速度等因素对制剂溶出行为的影响。结果显示,崩解剂CCS的用量和丙烯酸树脂L100薄膜衣的厚度是影响双氯芬酸钠缓释片溶出速率的关键因素。笔者建议,要想获得与参比制剂(瑞士诺华德国工厂,商品名:扶他林)溶出曲线一致的仿制品,必须关注上述2个关键因素。李硕等研究了伊潘立酮片剂的制备。文章以制剂溶出度为评价指标,首先对处方中崩解剂的种类和用量进行了筛选,在交联聚维酮(PVPP)、羧甲基淀粉钠(CMS-Na)、交联羧甲基纤维素钠(CC-Na)三者中选择了制剂溶出度较高且与FDA公布的原研产品处方相同的PVPP作为崩解剂,又根据溶出度随崩解剂用量变化的曲线确定了崩解剂的最适宜用量。此后依次对处方中的黏合剂羟丙基甲基纤维素(HPMC)、填充剂乳糖和微晶纤维素(MCC)、润滑剂硬脂酸镁(MS)、助流剂微粉硅胶的用量进行了筛选。采用最终确定的处方制备的伊潘立酮片,其溶出行为与该品种的原研产品(美国Vanda公司,商品名:Fanapt)一致。该处方中乳糖和MCC的用量会影响片剂的润湿性和内部孔隙率,润湿性和内部孔隙率直接影响片剂的崩解过程,从而影响药物的溶出;微粉硅胶可以改善物料的流动性,起到防止黏冲和减小片重差异的作用,但用量过高时由于其疏水性也会影响药物的溶出。李美珍等对复方呋塞米螺内酯胶囊的处方筛选进行了研究。作者以崩解时限、溶出度、装量差异等作为考察指标,采用均匀设计及相关分析法对处方中崩解剂(PVPP,CMS-Na,L-HPC)的种类和用量、填充剂(乳糖、MCC、乳糖+MCC)的种类和用量、黏合剂的种类(8%淀粉浆、5%聚维酮K30醇溶液、水)等进行了筛选和优化。采用最终确定的处方制备的复方呋塞米螺内酯胶囊,在不同pH值的溶出介质中的溶出曲线均与该品种的原研产品(Sanofi-Aventis公司)一致。


  3、原料微粉化

  技术药物微粉化技术是指通过机械研磨、超临界流体过程、低温喷淋等手段降低药物的粒径,改善颗粒的润湿性,进而提高其溶解度和溶解速率。微粉化后的原料药具有更小的粒径,增大了比表面积,不仅减少了压片工艺的复杂性,而且大大提高了难溶性药物制剂的溶出度和生物利用度。徐成等采用球磨粉碎法制备了罗红霉素微粉化分散片。罗红霉素疏水性强,为促进溶出介质进入粒子间隙,该研究在微粉化后的原料中加入了可溶性辅料乳糖作为载体共同粉碎,以促进粉碎后的罗红霉素充分分散。结果显示,粉碎后的罗红霉素乳糖混合物的粒度最小可达0.1μm,制备得到的分散片极大地改善了溶出度。刘源等进行了格列美脲片处方工艺筛选及溶出度评价。作者采用球磨粉碎法将格列美脲原料的粒径由原来的D50为20.2μm变为2.7μm,并按照原研产品的说明书筛选辅料制备格列美脲片。结果显示,自研制剂与参比制剂在4种溶出介质中的溶出曲线均相似。文君等采用气流粉碎法提高格列美脲片的溶出度。研究比较了格列美脲原料微粉化前和微粉化后的粒径大小及与参比制剂的溶出曲线相似性。结果显示,微粉化前的原料D50为20.2μm,粒度范围为0.3~90.0μm,溶出曲线与参比制剂不相似;而微粉化后的原料D50降至1.0μm,粒度范围收窄至0.1~5.8μm,溶出曲线与参比制剂相似。笔者注意到,在文献和的研究中参比制剂均选择了进口原研的地产化产品(赛诺菲安万特北京制药有限公司,商品名:亚莫利),不符合总局发布的《普通口服固体制剂参比制剂选择和确定指导原则》的要求,地产化产品与进口原研的一致性尚需评价。张可擎等对原料微粉化的头孢地尼颗粒的溶出度进行了研究。研究采用振动磨粉碎法制备头孢地尼微粉化原料,在3种不同pH值的溶出介质中,使用微粉化后原料制备的头孢地尼颗粒的溶出度较之原料微粉化前的制剂均有改善。何婧等研究了微粉化对盐酸小檗碱粉体学性质和溶出度的影响。结果显示,盐酸小檗碱经振动磨粉碎后,其粒子体积累积分布图中90%处的粒径值(d0.9)最小值可达38.78μm。粉碎过程中粒子的比表面积及孔隙率随着粉碎时间的变化而变化:在0~4min,随着粉碎时间的增加,粒子的比表面积及孔体积显著增加;而在4min之后,当粉碎时间继续增加时,粒子的比表面积及孔体积均呈下降趋势。经试验摸索,当粉碎时间为4min,粉碎后盐酸小檗碱的粒径为38.84μm时,粉末的比表面积及孔体积均最大,溶出效果最佳。在采用微粉化技术降低原料药粒径,提高制剂溶出度的同时,笔者认为,在进行多晶型药物一致性评价时,对于微粉化过程中可能引起的晶型转变、结晶度降低等问题应该给予足够的重视,必须充分考虑到因结晶度下降或结晶型转化为无定型可能带来的制剂长期稳定性方面的问题。


  4、片剂制备工艺

  片剂的制备工艺主要分2种:粉末直接压片法和制粒压片法,较普通采用的是制粒压片法,制粒方法又分为湿法制粒和干法制粒。制备工艺对片剂溶出行为的影响需要具体品种具体分析。郭晓蕾等对多索茶碱HPMC骨架片的药物释放影响因素进行了研究。发现采用粉末直接压片较之湿法制粒所得的骨架片释药更快。这是由于湿法制粒时加入的黏合剂使凝胶层的黏度变大,降低了骨架的溶蚀速度,从而使药物的释放速度减慢。袁卫考察了粒度与制法对阿司匹林片溶出度的影响。结果显示,湿法制粒压片优于粉末直接压片。湿法制粒过程可使难溶性药物颗粒表面产生亲水性,从而提高了溶出度。采用以0.5%十二烷基硫酸钠和干淀粉作为混合崩解剂,将原料粉碎过100目筛的湿法制粒压片工艺,其制剂溶出度明显高于采用粉末直接压片法。董萱等进行了缬沙坦氨氯地平片的处方工艺筛选及溶出度评价。经湿法制粒压片,自研品不崩解;而采用干法制粒压片,将缬沙坦预压大片再粉碎,有效解决了缬沙坦堆密度低、溶出差的问题,制备得到的自研品与原研产品(瑞士诺华公司)在4种溶出介质中的溶出行为均一致。Chen等研究了孟鲁司特钠口崩片的处方工艺并与上市产品进行了溶出相似性评价。粉末直接压片得到的孟鲁司特钠口崩片在酸性介质中迅速崩解,但崩解出的颗粒黏附在一起导致了溶出度的降低。而采用湿法制粒压片得到的制剂在酸性介质中没有明显的黏附现象从而得以快速溶出,与默沙东杭州制药有限公司的孟鲁司特钠咀嚼片(商品名:顺尔宁)在4种溶出介质中的溶出曲线均具有相似性。笔者注意到,该研究中的参比制剂选择了进口原研的地产化改剂型产品。在一致性评价中,选择地产化产品作为参比制剂,需要首先证明其与进口原研一致;而对于改剂型品种,则应按照相关规定执行。


  5、结语

  对化学仿制药口服固体制剂而言,与参比制剂的溶出曲线一致或具有相似性,是评价仿制药与参比制剂质量一致性的重要指标之一。而口服固体制剂的体外溶出行为受到原料的晶型和粒度、辅料的种类和用量、原料微粉化技术、片剂制备工艺等诸多因素的影响。马郑等提出了基于风险控制理念的口服仿制药一致性评价策略。认为口服仿制药原料的晶型和粒度可以影响制剂的生物利用度和稳定性,立体构型可以影响制剂的药效,均应视为高风险因素;口服仿制药所用辅料和处方可以不完全与参比制剂一致,给辅料的来源、种类和用量带来了风险。此外,生产过程关键工艺步骤的潜在风险等也应得到有效控制。

  对于辅料的选择这项重要研究内容,应在评估辅料在制剂中的作用、辅料的结构特点、辅料所含杂质对原料药可能产生的影响等的基础上,有针对性地研究关键辅料对制剂质量和稳定性等方面的影响,从而确定关键辅料的质控项目和限度要求。同时,笔者建议有关管理部门和技术部门借助一致性评价的东风,开展我国药用辅料的规范、统一和标准提高工作,力争以此为契机改变长久以来存在的药用辅料在管理方面无规范、系统的法规;制剂生产企业使用的辅料来源混乱;药用辅料质量标准来源复杂、水平参差不齐等直接影响仿制药质量、溶出度、生物利用度和工艺稳定性的痼疾。


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