固體分散技術是固體分散在固體中的新技術,通常是將一種難溶性藥物以分子、膠態、微晶或無定形態分散在另一種水溶性材料或分散的難溶性、腸溶性材料中呈固體分散體(solid disPersion)。
固體分散技術是上世紀60年代初開始發展起來的新技術,研究表明應用固體分散技術,可顯著改善難溶性藥物的溶解度、溶出速率及生物利用度。近年來,采用水溶性聚合物、脂溶性材料、脂質材料等為載體制備固體分散技術,成為緩釋和控釋制劑,大大擴展了固體分散技術的應用范圍。固體分散體作為中間劑型,可以根據需要制成膠囊劑、片劑、滴丸劑、軟膏劑、栓劑以及注射劑等。其中后3種劑型在獸藥生產中有重要意義。目前固體分散技術在獸藥制劑中應用極少,在國內獸藥制劑技術普遍偏低的情況下,固體分散技術為獸藥的劑型改革提供了新途徑。
1 載體材料
固體分散體的溶出速率在很大程度上取決于所用載體材料的特性。常用載體材料可分為水溶性。難溶性和腸溶性三大類,幾種載體材料可聯合應用,以達到所要求的效果。
1.1 水溶性載體材料
常用的有高分子聚合材料、表面活性劑、有機酸以及糖類等。
(1) 聚乙二醇類。聚乙二醇類(PEG)具有良好的水溶性亦能溶于多種有機溶劑,使藥物以分子狀態存在,且在溶劑蒸發過程中粘度驟增,可防止藥物聚集,一般選用分子量 100-20 000。常用PEG 4 000和 PEG 6 000,當藥物為油類時,宜用PEG 12 000或 PEG 6 000與 PEG 2 000的混合物。
(2)聚維酮類。聚維酮化學名稱為聚N一乙烯基毗咯烷酮(PVP),為高分子聚合物。無毒,熔點較高,對熱穩定(150℃變色),易溶于水和多種有機溶劑,對多種藥物有較強抑晶作用,但成品對濕穩定性差。PVP醫藥上常用規格包括PVPk15、PVPk30、PVPk90等。
(3)表面活性劑類。作為載體材料的表面活性劑大多含有聚氧乙烯基,其特點是溶于水或有機溶劑,載藥量大。常用的有泊洛沙姆(polocamer)一種環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物,為片狀固體,毒性小,對粘膜刺激性極小。
(4)有機酸類。該類載體材料的分子量較小,如檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、膽酸及脫氧膽酸等,易溶于水而不溶于有機溶劑。此類一般不適用于對酸敏感的藥物。
1.2 難溶性固體材料
(l)纖維素。乙基纖維素(EC),溶于有機溶劑,有較大粘性,載藥量大,穩定性好。EC固體分散體中釋藥率受擴散控制,EC用量對釋藥速度有很大影響。在EC固體分散物中加人羥丙基纖維素(HPC)。PVP. PEG等水溶性物質作孔調節釋藥速度,可獲得理想的緩釋效果。
(2)聚丙烯酸樹脂類。此類產品在胃液中可溶脹,在腸液中不溶,不被吸收,對機體無害,多用于制備緩釋性的固體分散體。為了調節釋放速率,可適當加人水溶性載體材料。常用品種有聚丙烯酸樹脂Eurdragit。
(3)其它類。常用的有膽固醇β-谷甾醇、棕櫚酸甘油脂、膽固醇硬脂酸酯、巴西棕櫚蠟及蓖麻油蠟等脂質材料。
1.3 腸溶性載體材料
(l)纖維素類。常用的有醋酸纖維素酯(CAP),羥丙基甲基纖維素酚酸酯(HPMCP)及羧甲基纖維素(CMC)等,可用于制備胃中不穩定的藥物在腸道中釋放和吸收、生物利用度高的固體分散。
(2)聚丙烯酸樹脂類。常用 Ⅱ及Ⅲ號聚丙烯酸樹脂,前者在pH值大于6的介質中溶解,后者在pH值 大于7上的介質中溶解,兩者可合用,制成緩釋型固體分散體。
2 常用固體分散技術
不同藥物采用何種分散技術,主要取決于藥物性質和載體材料的結構、性質、熔點及溶解性能等,常用下列5種方法制備固體分散體。
2.1 熔融法
將藥物與載體材料混勻,加熱至熔融,在劇烈攪拌下迅速冷卻成固體,或將此熔融物傾倒在不銹鋼板上成薄層,在板的另一面吹冷空氣或用冰水,使驟冷成固體。再將此固體在一定溫度下放置變脆成易碎物,放置溫度及時間視不同的品種而定。本法的關鍵在于必須由高溫迅速冷卻,以達到高的過飽和狀態,使多個膠態晶核迅速形成而得高度分散的藥物。本法簡便、經濟,適用于對熱穩定的藥物,多用熔點低、不溶于有機溶劑的載體材料,如 PEG類、檸檬酸、酸類等。
2.2 溶劑法
溶劑法亦即共沉淀法。將藥物與載體材料共同溶于有機溶劑中,蒸去有機溶劑后使藥物與載體材料同時析出,即可得到藥物在載體材料中混合而成的共沉淀固體分散體,經干燥即得。本法適用于對熱不穩定或易揮發的藥物。常用的有機溶劑有氯仿、無水乙醇、95%乙醇、丙酮等。可選用能溶于水或多種有機溶劑、熔點高、對熱不穩定的載體材料,如 PVP類、半乳糖、甘露糖、膽酸類等。但本法有機溶劑的用量較大,成本高,且有時有機溶劑難以完全除盡。
2.3溶劑一熔融法
將藥物先溶于適當溶劑中,將此溶液直接加入已熔融的載體中攪拌均勻,按熔融法固化即得。藥物溶液在固體分散體中所占的量一般不得超過10%(g/g),否則難以形成脆而易碎的固體。本法適用于液態藥物,且只適用于劑量較小的藥物。凡適用于熔融法的載體材料均可采用本法。
2.4 溶劑一噴霧(冷凍)干燥法
將藥物與載體材料共溶于溶劑中,再噴霧或冷凍干燥,除盡溶劑即得。溶劑一噴霧干燥法可連續生產,溶劑常用C1-C4的低級醇或其混合物。溶劑干燥法適用于易分解或氧化、對熱不穩定的藥物。此法污染少,產品含水量低0.5%以下)。常用的載體材料有PVP類、PEG類、β一環糊精、甘露醇、乳精、水解明膠、纖維素類、聚丙烯酸樹脂類等。
2.5 研磨法
將藥物與較大比例的載體材料混合后,強力持久地研磨一定時間,不需加溶劑而借助機械力降低藥物的粒度,或使藥物與載體材料以氫鍵相結合,形成固體分散體。研磨時間的長短因藥物而異。常用的固體材料有微晶纖維素、乳糖、PVP類、PEG類等。
3 制備固體分散體應注意的問題
(l)固體分散技術宜應用于劑量小的藥物,即固體分散體中藥物的含量不應太高。一般載體材料的重量應大于藥物的5-20倍。液態藥物在固體分散中所占一般不宜超過10%,否則不易固化成堅脆物難以進一步粉碎。
(2)固體分散體在貯存過程中可能會逐漸老化。老化與藥物濃度、貯存條件及載體材料的性質有關,因此選擇合適的藥物濃度,應用混合載體材料以彌補單一載體材料的不足,選擇合適的貯存條件,以防止或延緩老化。
應用固分散技術制備固體分散體,其工藝簡單重視性好,但存在著很多亟待解決的問題。隨著新的固體分散載體的不斷出現及固體分散技術的不斷發展,這一新型制劑技術將會廣泛應用于獸藥制劑生產和新藥的開發中。今后速效、高效制劑將會有突破性的發展,其中應用固體分散技術來制備控釋、緩釋制劑是當前較為新穎的研究課題。
固體分散技術是上世紀60年代初開始發展起來的新技術,研究表明應用固體分散技術,可顯著改善難溶性藥物的溶解度、溶出速率及生物利用度。近年來,采用水溶性聚合物、脂溶性材料、脂質材料等為載體制備固體分散技術,成為緩釋和控釋制劑,大大擴展了固體分散技術的應用范圍。固體分散體作為中間劑型,可以根據需要制成膠囊劑、片劑、滴丸劑、軟膏劑、栓劑以及注射劑等。其中后3種劑型在獸藥生產中有重要意義。目前固體分散技術在獸藥制劑中應用極少,在國內獸藥制劑技術普遍偏低的情況下,固體分散技術為獸藥的劑型改革提供了新途徑。
1 載體材料
固體分散體的溶出速率在很大程度上取決于所用載體材料的特性。常用載體材料可分為水溶性。難溶性和腸溶性三大類,幾種載體材料可聯合應用,以達到所要求的效果。
1.1 水溶性載體材料
常用的有高分子聚合材料、表面活性劑、有機酸以及糖類等。
(1) 聚乙二醇類。聚乙二醇類(PEG)具有良好的水溶性亦能溶于多種有機溶劑,使藥物以分子狀態存在,且在溶劑蒸發過程中粘度驟增,可防止藥物聚集,一般選用分子量 100-20 000。常用PEG 4 000和 PEG 6 000,當藥物為油類時,宜用PEG 12 000或 PEG 6 000與 PEG 2 000的混合物。
(2)聚維酮類。聚維酮化學名稱為聚N一乙烯基毗咯烷酮(PVP),為高分子聚合物。無毒,熔點較高,對熱穩定(150℃變色),易溶于水和多種有機溶劑,對多種藥物有較強抑晶作用,但成品對濕穩定性差。PVP醫藥上常用規格包括PVPk15、PVPk30、PVPk90等。
(3)表面活性劑類。作為載體材料的表面活性劑大多含有聚氧乙烯基,其特點是溶于水或有機溶劑,載藥量大。常用的有泊洛沙姆(polocamer)一種環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物,為片狀固體,毒性小,對粘膜刺激性極小。
(4)有機酸類。該類載體材料的分子量較小,如檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、膽酸及脫氧膽酸等,易溶于水而不溶于有機溶劑。此類一般不適用于對酸敏感的藥物。
1.2 難溶性固體材料
(l)纖維素。乙基纖維素(EC),溶于有機溶劑,有較大粘性,載藥量大,穩定性好。EC固體分散體中釋藥率受擴散控制,EC用量對釋藥速度有很大影響。在EC固體分散物中加人羥丙基纖維素(HPC)。PVP. PEG等水溶性物質作孔調節釋藥速度,可獲得理想的緩釋效果。
(2)聚丙烯酸樹脂類。此類產品在胃液中可溶脹,在腸液中不溶,不被吸收,對機體無害,多用于制備緩釋性的固體分散體。為了調節釋放速率,可適當加人水溶性載體材料。常用品種有聚丙烯酸樹脂Eurdragit。
(3)其它類。常用的有膽固醇β-谷甾醇、棕櫚酸甘油脂、膽固醇硬脂酸酯、巴西棕櫚蠟及蓖麻油蠟等脂質材料。
1.3 腸溶性載體材料
(l)纖維素類。常用的有醋酸纖維素酯(CAP),羥丙基甲基纖維素酚酸酯(HPMCP)及羧甲基纖維素(CMC)等,可用于制備胃中不穩定的藥物在腸道中釋放和吸收、生物利用度高的固體分散。
(2)聚丙烯酸樹脂類。常用 Ⅱ及Ⅲ號聚丙烯酸樹脂,前者在pH值大于6的介質中溶解,后者在pH值 大于7上的介質中溶解,兩者可合用,制成緩釋型固體分散體。
2 常用固體分散技術
不同藥物采用何種分散技術,主要取決于藥物性質和載體材料的結構、性質、熔點及溶解性能等,常用下列5種方法制備固體分散體。
2.1 熔融法
將藥物與載體材料混勻,加熱至熔融,在劇烈攪拌下迅速冷卻成固體,或將此熔融物傾倒在不銹鋼板上成薄層,在板的另一面吹冷空氣或用冰水,使驟冷成固體。再將此固體在一定溫度下放置變脆成易碎物,放置溫度及時間視不同的品種而定。本法的關鍵在于必須由高溫迅速冷卻,以達到高的過飽和狀態,使多個膠態晶核迅速形成而得高度分散的藥物。本法簡便、經濟,適用于對熱穩定的藥物,多用熔點低、不溶于有機溶劑的載體材料,如 PEG類、檸檬酸、酸類等。
2.2 溶劑法
溶劑法亦即共沉淀法。將藥物與載體材料共同溶于有機溶劑中,蒸去有機溶劑后使藥物與載體材料同時析出,即可得到藥物在載體材料中混合而成的共沉淀固體分散體,經干燥即得。本法適用于對熱不穩定或易揮發的藥物。常用的有機溶劑有氯仿、無水乙醇、95%乙醇、丙酮等。可選用能溶于水或多種有機溶劑、熔點高、對熱不穩定的載體材料,如 PVP類、半乳糖、甘露糖、膽酸類等。但本法有機溶劑的用量較大,成本高,且有時有機溶劑難以完全除盡。
2.3溶劑一熔融法
將藥物先溶于適當溶劑中,將此溶液直接加入已熔融的載體中攪拌均勻,按熔融法固化即得。藥物溶液在固體分散體中所占的量一般不得超過10%(g/g),否則難以形成脆而易碎的固體。本法適用于液態藥物,且只適用于劑量較小的藥物。凡適用于熔融法的載體材料均可采用本法。
2.4 溶劑一噴霧(冷凍)干燥法
將藥物與載體材料共溶于溶劑中,再噴霧或冷凍干燥,除盡溶劑即得。溶劑一噴霧干燥法可連續生產,溶劑常用C1-C4的低級醇或其混合物。溶劑干燥法適用于易分解或氧化、對熱不穩定的藥物。此法污染少,產品含水量低0.5%以下)。常用的載體材料有PVP類、PEG類、β一環糊精、甘露醇、乳精、水解明膠、纖維素類、聚丙烯酸樹脂類等。
2.5 研磨法
將藥物與較大比例的載體材料混合后,強力持久地研磨一定時間,不需加溶劑而借助機械力降低藥物的粒度,或使藥物與載體材料以氫鍵相結合,形成固體分散體。研磨時間的長短因藥物而異。常用的固體材料有微晶纖維素、乳糖、PVP類、PEG類等。
3 制備固體分散體應注意的問題
(l)固體分散技術宜應用于劑量小的藥物,即固體分散體中藥物的含量不應太高。一般載體材料的重量應大于藥物的5-20倍。液態藥物在固體分散中所占一般不宜超過10%,否則不易固化成堅脆物難以進一步粉碎。
(2)固體分散體在貯存過程中可能會逐漸老化。老化與藥物濃度、貯存條件及載體材料的性質有關,因此選擇合適的藥物濃度,應用混合載體材料以彌補單一載體材料的不足,選擇合適的貯存條件,以防止或延緩老化。
應用固分散技術制備固體分散體,其工藝簡單重視性好,但存在著很多亟待解決的問題。隨著新的固體分散載體的不斷出現及固體分散技術的不斷發展,這一新型制劑技術將會廣泛應用于獸藥制劑生產和新藥的開發中。今后速效、高效制劑將會有突破性的發展,其中應用固體分散技術來制備控釋、緩釋制劑是當前較為新穎的研究課題。