胶囊剂胶囊壳交联对溶出的影响及应对策略

胶囊剂胶囊壳交联对溶出的影响及应对策略

胶囊剂由于其简单的制备工艺及便于吞咽广泛应用于制药行业，我国采用硬胶囊剂型的制剂产量约占口服固体制剂总产量的20%。但是当醛类物质出现时，或者暴露于高温、高湿的环境下，明胶胶囊会出现交联使胶囊不溶于水，从而导致体外溶出结果降低，由于体内酶的存在，这并不代表体内溶出不合格，这种降低不能评估，因此需要对明胶胶囊制剂溶出测试方法进行改进以更好地表征其体内溶出情况。明胶交联的原理及原因明胶可以通过动物骨和皮获得，含赖氨酸4.1%，精氨酸8.5%。明胶分子的反映性来自于其所含的氨基酸，而赖氨酸是其产生交联反映的关键因素。胶囊壳与内容物的水分交换可能会使胶囊壳变脆，内容物和胶囊壳及胶囊壳和外界环境之间的化学反应可能导致胶囊壳的交联。最强最常见的交联类型是凝胶中赖氨酸支链上的胺基和另一个分子上类似的胺基形成共价键，该反应通常由微量活性醛类物质催化，甲醛，戊二醛，乙二醛以及降解的糖类是常见的催化剂。这种反应是不可逆的，如果要溶解胶囊壳则会涉及其他键的破坏，例如采用酶解的方式则会破坏蛋白质中肽键。有人提出在赖氨酸侧链中加入琥珀酸基团可以降低甚至阻止明胶的交联反映。另外一种降低该类交联反应的方式是两种凝胶分子

中两个自由羧基和三价金属离子之间的络合反应。交联常见的诱因有：l 存放的过程中在API、辅料、包材、降解产物中含有醛类物质；l 高湿条件存放；l 一些促进交联反应的物质出现；l 玉米淀粉中稳定剂（环六亚甲基四胺）降解形成氨和甲醛；l 含有醛官能团（糠醛）人造纤维瓶；l 可以自动氧化形成醛的聚乙二醇；l 紫外光，尤其是在高温高湿条件下；l 热能催化醛类的形成。交联产生的现象交联会在胶囊壳内外两侧形成薄膜，这种透明薄膜是一种不溶于水的蛋白质，会导致胶囊中的内容物溶出迟缓甚至不溶，胶囊壳交联的现象之一就是在溶出的时候能够观察到有一种薄膜或者凝胶状团块（见下图）。胶囊壳一旦产生交联，即使将引起交联的物质清除交联也不会终止，装有液体内容物胶囊则会在接缝处破裂，导致内容物提前释放。由于交联的程度在不同胶囊壳之间甚至在同一个胶囊上的不同位置也是不同的，所以这就会导致溶出的差异增大。非明胶胶囊则不会产生胶囊壳交联，所以也可以采用改性玉米淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉，改良的纤维素例如羟丙甲纤维素做成的药用胶囊壳，但这些胶囊壳比明胶胶囊壳溶出时间略长。明胶胶囊的交联与其制剂的溶出按胶囊壳交联的程度把胶囊壳的交联分为中度交联和深度交联。研究发现，中度交联、深度交联的胶囊壳和未产生交联的胶囊壳填充相同内容物后对体内外释放进行比较。发现中

度交联的胶囊壳在水中及模拟胃液中溶出不能达到要求，但在加入酶的人工胃液中溶出达到要求；深度交联胶囊壳的水中及模拟胃液中溶出不能达到要求，在加入酶的人工胃液中溶出也达不到要求。体内研究发现中度交联的胶囊与未交联的胶囊生物等效，而深度交联的胶囊和未交联的胶囊生物不等效。因此当明胶胶囊由于交联在水中或其他介质中溶出不符合要求时，可以在介质中加入酶进行体外溶出对比。USP规定，对于明胶胶囊或采用明胶包衣的片剂，当溶出度不符合要求时，需要在溶出介质中加入酶之后进行复测。各溶出介质具体配制方法见各专论项下，当溶出介质为水或溶出介质pH值小于6.8时，可以加入纯的胃蛋白酶，每1000ml不超过750000个活性单位；溶出介质pH值大于6.8时，可以加入胰蛋白酶，每1000ml不超过1750个活性单位。但是有研究表明，胃蛋白酶在pH4.0以下具有良好的活性，当pH值大于5.5时几乎没有活性。因此当pH值4.0~6.8时可以选择木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶。木瓜蛋白酶是从番木瓜的叶子和绿色果实的乳胶中分离出来的蛋白酶。它几乎完全溶于水。木瓜蛋白酶的最佳pH值为4.0~7.0。菠萝蛋白酶是在凤梨科中发现的蛋白水解酶的总称。商业上广泛使用的是从菠萝中提取的菠萝蛋白酶，它易溶于水，最适pH范围约为4.5~7.5。当胶囊剂中含有表面活性剂时，表面活性剂可能与胶囊壳反应阻碍

胶囊的崩解和溶出，同时也可能使加入溶出介质中的酶失活。这种情况下可以采取预处理即酶和表面活性剂分步加入的方式。首先先采用部分含有酶的溶出介质将交联的胶囊壳进行溶解（一般不超过15min），然后再加入含有表面活性剂的溶出介质提高药物的溶出。在含有明胶的剂型的溶出过程中，需要评估和确定明胶是否存在交联。当溶出介质中加入酶时，溶出方法除了验证的一般参数（过滤器，沉降片，脱气，特异性，线性，准确度，精确度等）外，还应评估酶的选择及活性的鉴定、是否需要预处理及预处理的方式（酶的选择、预处理溶出介质的体积、预处理时间等）等。总结当胶囊壳发生交联时，会阻碍药物的溶出，导致体外溶出减慢，无法评估药物体内的溶出情况。因此胶囊剂在立项阶段需要考虑到胶囊壳的交联问题。参考文献【1】徐红，胡斌明胶硬胶囊的交联反应和溶出药物分析杂志Chin J Pharm Anal 2003，23（增刊）【2】Enzymes in the Dissolution Testing of Gelatin Capsules AAPS PharmSciTech, Vol. 15, No. 6, December 2014 (# 2014)【3】USP. USP 24 – NF 19, First supplement. Dissolution Rockville: US Pharmacopeial Convention; 2000. p. 2696