药剂学课件中药制剂现代化、生物技术药物制剂

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三．蛋白质类药物制剂的处方设计
（一）液体剂型蛋白质类药物的稳定化
➢ 有两种稳定化的方法： ➢ 改造蛋白质结构：例如改变蛋白质一级序列或取代反应官能团，其主要原理是提高蛋白质伸展 自由能。该方法不属制剂范畴，本章不加以讨论 ➢ 改变与蛋白质接触的溶剂的性质：通过加入辅料，改变溶剂的性质是药物制剂中常用的稳定化 方法，其稳定化的机理有两种：①加强蛋白质稳定作用力。②使其变性状态不稳定。常加入的 辅料有：
集和沉淀，增加其溶解度的方法包括： – 选择合适的pH、调节离子强度； – 加入氨基酸，如赖氨酸、精氨酸（用于组织纤溶酶原激活素t-PA的增溶）； – 加入表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（用于IL-2的增溶）； – 加入HP-β-CD等。
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（3）缓冲液
因为蛋白质的溶解度、物理和化学稳定性都依赖于pH，所以首先应选择维持产品稳定的缓冲液， 其次还应考虑离子强度（因离子强度影响制剂的稳定性和等渗）。常用的有磷酸盐、枸橼酸盐、 醋酸盐缓冲液等。
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2．物理不稳定性
• 物理不稳定是指蛋白质分子的高级结构发生物理转变，但并无共价键的改变。物理不稳定包括 变性、聚集、沉淀和表面吸附。
• 例如：由于伸展、非天然的重新折叠、氢键的变化和相互作用力的改变可使蛋白质的三维结构 发生变化。加热也可以使蛋白质变性失活。
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性、优先排除、蛋白质-蛋白质相互作用的空间隐蔽、提高粘度限制蛋白质运动及优先吸附等。
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7．金属离子
• 一些金属离子如钙、镁、锌与蛋白质结合，使整个蛋白质结构更加紧密、结实、稳定，从而使蛋白 质稳定。
• 不同金属离子的稳定作用的浓度不同，而且种类也具有特异性。 • 要通过具体的实验来选择金属离子稳定剂及其浓度。
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二、蛋白质类药物的结构与稳定性 （一）蛋白质（类药物）的组成和结构
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（二）蛋白质的不稳定性 蛋白质的不稳定性可分为两种：即化学不稳定和物理不稳定。
1．化学不稳定 化学不稳定是指蛋白质分子出现了共价键的形成和断裂形成了新的化学实体（Chemical
entity），例如：肽类和蛋白质的水解主要是发生了肽链的断裂。
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4 . 盐类
• 盐即可以起到稳定蛋白质的作用，也可以破坏蛋白质的稳定性，还有可能毫无影响，这主要取决 于盐的种类、浓度、离子相互作用的性质及蛋白质的电荷。
• 一般低浓度的盐通过非特异性静电作用可以提高蛋白质的稳定性。
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5．聚乙二醇类
• 高浓度的PEG 类，常作为蛋白质的低温保护剂和沉淀/结晶剂，它可与蛋白质的疏水链作用。 • 研究表明：PEG4000不同浓度（可高达15%）可抑制LMW-UK的热聚集。PEG类的稳定作用的机制2020/12/19 Nhomakorabea7
1．缓冲液
因为pH值与蛋白质的物理稳定性、化学稳定性均有关，并且蛋白质的稳定pH范围通常很窄，所以准 确控制pH值是蛋白质制剂稳定化的第一步。 遗憾的是目前在选择缓冲体系方面尚毫无规律可寻，目前常用的缓冲液有磷酸盐、醋酸盐和枸橼酸 盐缓冲液，其中最常用的是磷酸盐缓冲液。
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➢ 现代生物技术主要包括三大工程：基因工程、细胞工程、酶工程（此外还有发酵工程、生化工程、 蛋白质工程、抗体工程等）。
➢ 以生物技术生产出的药物就称为生物技术药物，例如基因工程药物（如干扰素、白细胞介素、胰 岛素、碱性成纤维细胞生长因子 、尿激酶、人促红细胞生成素等）绝大多数是肽类或蛋白质类物 质，其稳定性极差，因而如何将生物技术药物制成适宜的制剂是一个很艰巨的科研课题。
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2. 糖和多元醇
• 糖和多元醇属于非特异性蛋白质稳定剂，其稳定机制是优先排除。 • 蔗糖和海藻糖是最常用的糖（但不能使用还原糖，因为它与氨基酸有相互作用的可能）。 • 甘油、甘露醇、山梨醇（浓度1%-10%）是常用的多元醇，其中最常用的为甘油。 • 糖和多元醇类的稳定作用与其使用浓度密切相关，在处方中，一般认为最小使用量是0.3M或5%浓度；
但在提取分离时，糖的浓度可达1M，多元醇可达10%。 • 不同糖和多元醇对蛋白质稳定程度不同，这主要取决于蛋白质的种类。
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3．表面活性剂
➢ 表面活性剂可降低蛋白质溶液的表面张力，抑制蛋白质在疏水性表面的聚集、沉淀和吸附，或阻止蛋白 质的化学降解。
➢ 可供选择的表面活性剂有两类： ➢ 非离子型表面活性剂：如聚山梨酯类、泊洛沙姆（Poloxamer）等； ➢ 阴离子表面活性剂：如十二烷基硫酸钠。
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8．氨基酸
• 一些氨基酸单独或与其它辅料并用，通过优先排除机制稳定蛋白质。 • 如组氨酸、甘氨酸、天冬氨酸钠、谷氨酸及赖氨酸盐酸盐可以不同程度的抑制rhKGF在45℃、
10mM磷酸钾缓冲液中的聚集。 • 某些氨基酸也可抑制蛋白质的化学降解，如甲硫氨酸是一种有效的抗氧剂。
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仍不清楚。 • 研究表明：不同分子量的PEG作用不同，如PEG300浓度0.5%或2%可抑制rhKGF的聚集；PEG200、
400、600、和1000可稳定BSA和溶菌酶。
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6．大分子化合物 • 有关研究已表明：很多大分子化合物具有稳定蛋白质的作用，其稳定机制可能是大分子的表面活
第十七章 药物的新剂型
第五节生物技术药物制剂
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第五节 生物技术药物制剂
一、生物技术与生物技术药物的基本概念 生物技术（Biotechnology）是应用生物体（包括微生物，动、植物细胞）或生物体的组成 部分（细胞器和酶），在最适条件下，生产有价值的产物或进行有益过程的技术。
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（二）液体蛋白质制剂的处方组成
• 液体蛋白质制剂的处方组成一般如下： 活性组分、抗吸附和抗聚集剂、增溶剂、缓冲液、防腐剂（多剂量剂型）、抗氧剂、等渗调节剂和剂型
载体材料。
（1）抗吸附和抗聚集剂： 常使用表面活性剂如聚山梨酯８０（１％）和白蛋白（１％）。
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（2）增溶剂
o 蛋白质特别是非糖基化蛋白质易于聚