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浅析药物晶型相关指导原则及对制剂质量的影响

嘉峪检测网        2022-02-20 22:09

药物晶型即药物的晶体结构类型,同一药物由于分子排列方式的不同,往往具有多种结晶状态。药物不同的晶体状态(多晶型药物)具有不同的理化性质,如密度、熔点、流动性、溶解性及物理化学稳定性等。药物晶型状态既是原料药的状态,亦包括原料药在制剂中的状态。因此,药物的晶型对制剂在生产及储存过程中的稳定性、临床应用中的溶出度及生物利用度等关键属性有着重大的影响,是保证药物质量的核心内容和关键环节,对制剂研发具有重大意义[1]。本文对药物多晶型的基本分类、常用检测方法及其对的制剂的影响进行总结,为药物研发提供参考。

 

一、分类及检测方法

 

根据化合物存在的状态,药物多晶型可分为盐、自由酸、自由碱、中性化合物等。其中中性化合物晶型包括水合物、无水化合物及溶剂化合物晶型。

 

采用适宜的晶型检测方法可以准确评价药物晶型的质量。X-射线衍射法是研究药物晶型的重要方法,可用于测定晶型结构,比较不同晶型,从而鉴别晶体品种。X-射线衍射法包括单晶衍射法和粉末衍射法两种。前者可以揭示药物晶型形成原因,并测定出晶体学数据;后者主要用于晶体结构及分子量的测定。

 

利用药物晶型在加热或冷却过程中表现出不同的吸热或放热特性,可运用热分析法研究晶型。热分析法是在程序控温下测试样品的理化性质和温度的关系,并利用热分析曲线判断晶型的异同。热分析法包括差示扫描量热法、差热分析法和热重分析法。差示扫描量热法通过建立晶型含量与热焓的线性关系,测定混晶样品中目标晶型的含量;热重分析法是一种研究质量随温度变化的技术,适用于推测晶体中结晶水或其他结晶溶剂的情况,可快速区分无水晶型与假多晶型。

 

药物分子不同晶型对应的化学键的键长及键角不同,振动-转动跃迁能级亦有差异,与之对应的红外光谱的某些吸收带的频率、强度及位置不同,因此可用红外光谱法检测药物的不同晶型。为了排除研磨对晶型可能造成的影响,目前红外光谱法多采用石蜡油糊法或扩散反射红外傅里叶变化光谱法进行晶型研究。红外光谱法具有简便、快速等优点,然而较难区分部分晶型不同而红外谱图相似的药物,需同时采用其他方法确定药物晶型。

 

除上述方法外,偏光显微镜法可以用于研究晶型间的相变及熔点的测定。核磁共振法可进行多晶型的混晶分析及某种特定晶型的测定。扫描隧道显微镜法具有原子级高分辨率且检测过程中不会对样品造成损伤的优点,可以直接观察到药物晶体的原子结构、排列方式及晶面缺陷等,具有广阔的应用前景。

 

二、指导原则

 

国家药品监督管理局药品审评中心于2022年1月4日发布了《化学仿制药晶型研究技术指导原则(试行)》。该指导原则对化学仿制药晶型的选择及思路、表征及控制方法做了系统阐述,此外对晶型检查项制订了决策树。以下为此指导原则决策树,供读者参考。

 

浅析药物晶型相关指导原则及对制剂质量的影响

决策树 1 制订晶型检查项的必要性

 

浅析药物晶型相关指导原则及对制剂质量的影响

决策树 2 原料药晶型检查项的制订

 

浅析药物晶型相关指导原则及对制剂质量的影响

决策树 3 制剂晶型检查项的制订

 

三、药物多晶型对制剂溶出度及生物利用度的影响

 

同一个药物的不同晶型由于分子间作用力的差异具有不同的溶解度,根据热力学稳定学,药物多晶型可分为稳定型、亚稳定型及不稳定型。稳定型的药物熔点高、熵值低、溶解度和溶出速率较低,因此具有较低的生物利用度;不稳定型则具有较高的溶出度及生物利用度;亚稳定型的性质介于两者之间,且随着储存时间的增长,会逐渐转变为稳定型。如抗菌药棕榈氯霉素具有A、B、C 3种晶型,其中A型为稳定型,B型和C型均为为亚稳定型。B型具有较高的自由能,水中溶出速度比A型快,且易吸收,血中浓度几乎为A型的7倍。而A型生物利用度低,被称为“非活性型”。我国在 1975 年以前生产的以棕榈氯霉素为原料的制剂如片剂、胶囊都为A型,后来经过改进生产工艺,生产出具有生物活性的B型,并在质量标准中增加了非活性晶型的含量限度,从而提高了药品质量,确保了临床疗效[2]。因此在制剂开发中应重点关注原料药晶型,如进行仿制药研发时,应尽量与原研晶型保持一致,确保溶出曲线一致与体外吸收一致性。

 

四、药物多晶型对制剂稳定性的影响

 

在制剂的生产、储存及使用过程中,很多因素会导致药物晶型的转变,如溶剂、研磨、粉碎、制粒、干燥、压片、温湿度,以及升华、辅料的加入或酸、碱溶剂的存在,均会引起晶型的转变。不同的晶型具有不同的理化特性,因此会对制剂的稳定性带来很大的挑战。作为人免疫缺陷病毒-1(HIV-1)和人免疫缺陷病毒-2(HIV-2)天冬氨酸蛋白酶的口服有效抑制剂,抗艾滋病药利托那韦在胶囊中以Ⅰ型存在,但在储存过程中发生沉淀转化为更稳定的晶型II,溶解度及生物利用度大大降低,从而影响了疗效,最终导致撤出市场[3]。因此,在制剂质量标准建立过程中需要研究药物不同晶型的物理稳定性和化学稳定性。

 

五、总结

 

同一种药物由于晶型不同,其不仅物理性质会有所不同,而且生物活性也有明显差异。有些药物不同晶型的生物活性不仅差异显著,而且干扰了药物的临床应用。因此对药物多晶型进行研究并制订质量标准对于提高药品的有效性、安全性和质量稳定性均具有重要的现实意义。晶型药物间在药效方面无明显差异,我们选择药物进行研发时,在保证药物有效性、安全性的同时,要考虑药物的质量可控性、可工业化生产、生产成本等因素,在制剂开发研究时,不仅要控制可能引起药物转晶的各种因素,还需掌握使亚稳定型药物稳定化的方法,从而保证制剂的安全有效性及质量可控性。

 

参考文献

 

1张文君,李东辉,吕春艳等.药物晶型在药物研究中的应用进展.

2陈桂良,李君婵,彭兴盛等.药物晶型及其质量控制.

3龚俊波.药物晶型在溶液中的转化.

 

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来源:药事纵横