药物制剂处方设计

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• 定性分析:显色、沉淀、色谱等(一般应有2 种方法)
• 定量分析:容量、仪器分析(常用) • 有关物质:TLC、HPLC、GC等 • 晶型(X-衍射、热分析、IR等)
5. 药物理化性质的测定
1)溶解度和pKa(不同溶剂中)
• 在pH1~7范围内,溶解度(水、0.9%氯化钠、 0.1mol/L盐酸、pH7.4的磷酸盐缓冲液等)<1% 可能出现吸收问题;特性溶出速率 >1mg/cm2min,吸收一般不受限(分子或部分 离子型药物才能吸收)
文献检索:光盘、网络、期刊、专利等
(关键词(Keyword Search)检索) (特征编号(Rxlist-ID)检索)
• 分析方法研究:UV、HPLC、TLC、GC、 MS、 HPLC- MS等
• Leabharlann Baidu化性质的测定(主要对全新化合物)
3. 网络文献和光盘检索
• IPA(国际药学文摘,70年由美国医院药剂师学会推出, 收集药理学、药剂学和药物评价等方面的文献信息
• 工艺参数:温度、时间、得率、冻干曲线等 • 配伍试验:水针和粉针(根据临床使用要求) • 活性炭用量、灭菌前后质量评价等
3. 原始资料
☆(无适量、应定量、数据应齐全如θ角)
• 试验方案的总体设计思路 • 原辅料来源、批号、数量及有关证明材料 • 时间→分析、稳定性、重复工艺操作、称量、签
名等
4. 稳 定 性
pH=pKa+log S0 / (S-S0) (弱碱性药物) 从方程中可大致认为,pH每改变1 个单位,药物溶解度
将有10倍的改变。
药物溶液沉淀pH的计算:
如:磺胺嘧啶(弱酸)的pKa=6.48,特性溶解度 S0=3.07×10-4 mol/L,小针浓度为20%(g/ml),通常 稀释成1%(即4.0×10-2 mol/L)后静脉滴注,输液pH 应保持在多少才能保持输液澄明?
西米替丁不同晶型理化性质
晶型
熔点,℃ 溶出速率比
晶癖
A
147~152
1
片状
B
152~154
0.68
针状
C
81~83
1.29
棱状
D
146~147
.076
方晶
• 表面自由能→结晶间颗粒的结合力不同→流动性、可 压性差异(见下表)
晶型
亚稳定和 不稳定型
稳定型
表面 自由能


流动性 差 好
变形性 聚结性

☆ 一旦处方及工艺基本确定,应先行抢时间 • 多晶型(那格列奈等新药)→处方、工艺 • 指纹图谱(中药注射剂等)→技术壁垒、工艺 • 溶出度、释放度(固体分散体老化,HPMC吸水等) • 物理性状(外观色泽,沉淀、沉降和破乳,片剂起泡,
胶囊吸水或失水等) • 有关物质(中间体、降解产物、特殊物质等)
2)分配系数
☆(P,亲水亲油特征值)→1(最易透过生物膜吸收) P=油相中药物浓度/水相中药物浓度(常见辛醇/水)
• 最方便的测定方法:用一定量有机溶剂萃取饱和水溶液的药物后 测定有机相中的药物量,计算(P=油中药量/水中药量)
但由于不同文献中采用的有机相及测定方法可能不同, 对分配系数的数值影响较大,应科学分析、对待
药物制剂处方设计
中国药科大学药剂学教研室
周建平
一、药物制剂处方设计前工作
1.处方前工作(简称)
1)资料收集(化学、物理和生物学性质等) 2)部分前期研究工作(药-药、药-辅料相互作用等) ☆ 意义: 1)为选择最佳剂型、处方工艺和质量控制提供依据 2)是开发安全、有效、稳定的药物制剂的基础
2. 主要方法
2)正交设计(多因素、多水平) 3)均匀设计(次数少、数据少) 4)单纯形优化法(多因素优化法)
注意事项
☆处方和工艺的重现性(小试→中试→大生产) ☆GMP原则:研究处方——生产处方应完全一致 1)研究处方应及时中试放大(一般>10000个单位剂量) 2)稳定性试验和生物利用度应采用中试放大样品 3)若处方需微调(辅料种类不变),原则上应备案 • 可能原因:辅料批号差异;辅料厂家变更;生产机械 、
• 动物与人体无绝对相关性(特别是DDS) • 口服较严格;注射剂仿制不需要;内源性物质可免做
四、缓控释制剂质量控制
• (1)释放度研究 • (2)体内外相关性研究 • (3)生产重现性控制 • (4)缓控释药品的仿制
药用新辅料
• 纤微素衍生物:HPMC、 HPMCP、HPMCAS、 CCNa、 l-HPC等。
件下,可以制备得到该化合物的任一晶型。但事实上许多高能态 晶型结构极不稳定,在室温条件下快速转变为稳定晶型,因此, 只有那些在室温下能稳定存在的晶型具有临床使用意义。 为什么药物合成追求稳定晶型,而药剂制剂却常追求高能态晶型?
多晶型药物的理化性质
• 晶格能差异→熔点、溶解度及溶出速率、稳定性、有效性变化
• Medline由美国国立图书馆建立,收集约4000多种期刊, 范围广、信息量大
• 中国生物医学文献光盘数据库 • Rxlist-The internet Drug Index( hett://www.rxlist.com,免
费网,收录大量新上市或即将上市的药物、产品)
4. 分析方法研究
☆(与稳定性同步,省时)
基本分类:稳定型、亚稳定型和无定形 能态:从低→高; 稳定性:高→低
溶解度:从低→高; 吸收性:从低→高 假晶型:溶剂化作用产生的新的晶型,称之 溶解性次序:有机溶剂化药物>无水物>水合物 • 晶型的转变(在一定条件下)
鉴于自然界的能量最低原理:高能态→低能态物质 且在一定条件下:低能态→高能态物质
多晶型药物的转变存在:单变性和互变性
无味氯霉素多晶型转换示意图
制备多晶型的常用方法: 1)药物用不同溶剂溶解→结晶(温度、浓度有影响)
如:吲哚美辛在乙醇、苯和乙醚中形成不同晶型
2)加热熔融后,控制冷却速度
如:可可豆脂有4种晶型,栓剂制备时应特别注意
3)加入晶种 总之:理论上,如果某一化合物旧一可以形成晶格结构,在一定条
二、 优化设计
1.最佳化程序:
一般采用:适当预试—→优化技术—→优化设计
2.特点:
1)省时、降低成本 2)提高最佳产品设计的可靠性 3)提高和保证最终产品的质量
3.主要方法:
1)优化参数(限制和非限制性) 如:崩解(15min,处方)和硬度(>3kgf,工艺)
优化设计目的:相互制约特性的有效协调,既能获得最 佳 处方设计要求又能在一定的限制条件下制成制剂。
种类不同;环境条件差异等。
三、新药审评中易出现的问题
1.立项依据
• 剂型依据(口服、注射、外用等) • 剂量依据(缓控释、透皮贴剂、靶向等) • 处方依据(包衣、溶出度、释放度等) • 工艺依据(湿法、干法制粒、直接压片等)
2. 资料的整理与撰写
• 格式化要求:处方工艺、成分分析、典型处方 筛选、辅料来源、参考文献等
pH=pKa+log(S-S0)/S0=8.59(以上) 因此,调节pH可极大地改变弱酸和弱碱型药物的溶解度,
从而影响到药物剂型和制剂的设计和选择,药物的吸 收,但对药物的稳定性、刺激性及临床应用(如口味) 等应同时考虑
增加溶解度的方法
• 调节pH (成盐) • 复合溶剂(潜溶性) • 助溶(形成络合、复合物) • 增溶(小分子和聚合物胶束) • 固体分散物和包合物(环糊精即CD)等

• 多晶型对药物制剂可能产生一系列问题,可能导致药物制剂的外 观、稳定性、有效性等发生改变。如:
a)软膏剂中的结晶的变化和形成 b)混悬剂结晶的长大和转型 c)溶液剂中稳定态结晶的沉淀析出 d)固体制备工艺、条件可影响药物晶型的改变(研磨、干燥温度、
湿法制粒的溶剂等)
• 无味氯霉素湿颗粒在80℃以上干燥形成无效型(A型) • 胰岛素锌混悬剂(含无定型和稳定型结晶)→速效和长效 • 氟氢泼尼松植入剂稳态型吸收速率较低(改变作用速度) • 无定型青霉素G稳定性较结晶型差 • 那格列奈不同结晶→粉体粘性、流动性差异→粘冲、可压性→崩解、溶
• 淀粉衍生物:预胶化淀粉、 CMS-Na、 HPS、CD及其衍 生物等。
• 表面活性剂:Poloxamer(Poluronic)、磷脂等 • 其它:Carbopol、PVPP、PEG、果胶钙、海藻酸盐等 • 生物降解材料:壳聚糖、 PLA、聚碳酯、聚AA等
新机械及新设备
1.固体制剂:
1)气流粉碎设备;
3)熔点和多晶型
• 熔点:药物的特性参数,有关其纯度,且对某些剂型 和制剂的设计具有指导意义(如透皮制剂、低熔点物 质的制备工艺等)
对一般(有机)药物而言: 若mp↑,溶解性↓,但有利于药物的加工和稳定性 若mp↓,溶解性和透过性↑,加工和稳定性↓
• 多晶型(polymorphism):晶格内分子排列形式不同 (溶解后即消失)。如L型长链分子至少存在两种排列 晶癖(或晶形):外观形态
→1(最好)
2)药物的药动学参数(AUC、ka、ke、Tmax和
Cmax) • T1/2(对缓控释制剂的设计有指导意义) • 生物学影响因素(特别是年龄及不同人群,生理及病理
等)
3)制剂的初步评价
• 体外溶出(介质等条件的选择、质控标准的合理性等) • 动物试验(体外、体内等) • 体内外相关性初步评价等
• 固体制剂稳定性>液体制剂 • 干法制粒>湿法制粒工艺 • 包衣制剂>未包衣制剂 • 可采用包装改善环境因素的影响(双铝>铝塑包装)
7. 药物配伍研究
辅料对药物的配伍变化应考虑:
物理、化学和疗效等方面
• 固体制剂常采用:混合放置于恶劣环境中(高湿、高温、 强光等)一段时间后测定(DAT、DSC、IR)
5. 辅 料
• 非药用(应少量、常规):SLS、防腐剂、色素等 • 型号:MCC、PVP、HPMC等 • 质量:不同厂家、分子量分布、批间和批内稳定性、贮
存时间、含水量、干扰吸收等(包括如:胶囊壳等) • 相互作用:药物-辅料、辅料-辅料、辅料与制备条件等
6. 体内和临床试验
☆生物利用度:药物入血的速度和程度 ☆生物等效性:AUC、Tmax、Cmax等参数 ☆体内外相关性(吸收速率和释药速率)等
• 对弱酸或弱碱性药物,介质pH影响其溶解度以及分子 与离子比例(药物吸收一般以分子型为主)
Handerson-Hasselbach公式: pH=pKa+log[A-]/[HA](弱酸性药物) pH=pKa+log[B]/[BH+](弱碱性药物)
令:溶液中药物总浓度为S,分子型药物浓度为S0 则: pH=pKa+log(S-S0)/S0(弱酸性药物)

多晶型测定方法
a)溶出速度法:亚稳态>稳态 b)差示热分析法(DTA)和差示扫描量热法(DSC)
根据吸(放)热峰大小、位置的差异分析 • 热重法:以加热过程中的重量变化情况分析 c)X-衍射法:衍射谱差异(晶格能差异造成) d)IR光谱法:晶格能差异造成 e)热台显微观察法:外观、折射的变化
4)吸湿性(与环境湿度有关)
大多数易吸湿性药物,在30~45%RH条件下贮藏,其含水 量较稳定,对极易吸湿的药物或制剂可采用包装或包 衣等方法加以解决
☆临界相对湿度(CRH)
5)粉体学性质
主要包括:外观形状、粒度及其分布、密度、流动性润、 湿性和可压性等
6. 药物稳定性研究
药物制剂的有效期一般要求2年以上(流通所需),影响 稳定性的因素主要包括:处方(辅料)、工艺和包装 (条件)、环境(热、氧、光、水分、pH等)。常采 用加速试验方法(中国药典规定)
2)流化干燥、制粒、包衣设备;
3)三维混合设备;
4)挤出、切割、造粒设备
5)胶囊分次充填和粉末直接压片设备等
2.液体制剂:
1)喷雾干燥、冷冻设备;
2)旋转灭菌设备;
3)高压均质、探头超声分散设备; 4)微波干燥、封口设备等
3.其他设备:
1)在线检测设备(如计算机程控设备等)
2)联动化、自动化生产线等
• 液体制剂(含不同附加剂)常采用:不同pH、含氧和无 氧、金属离子、热等条件下加速试验
8. 药物的生物学特征与处方前工作
1)药物的吸收、分布、代谢与排泄
大多数药物吸收属于被动吸收;代谢一般属于一级动力 学模型;
• 主动吸收药物的口服缓控释如何设计(胃内滞留) • 药物的“首过效应”(肝脏、胃肠道等) • 溶解度大吸收较快,分子型>离子型,油水分配系数
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