
藥物干粉吸入制劑技術無法突破?產品質量上不去?市場打不開?
中國粉體網訊 隨著對某些呼吸系統疾病如哮喘、肺氣腫、慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺病等的深入了解,人們意識到上述疾病病程長、治愈難、需要長期用藥,肺部給藥是治療上述疾病較為簡單有效的給藥途徑。目前肺部給藥治療已被多國推薦為防治哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸道疾病的首選給藥方式,也正在被使用于全身作用藥物如胰島素、疫苗、生長激素等。另外,近年來隨著人們環境保護意識的增強,干粉吸入劑因不含拋射劑,避免了拋射劑對大氣層中臭氧層的破壞而逐漸成為市場的新寵,越來越多的醫藥企業進入這一領域。
干粉吸入劑(DPI)在國外已有30多年的研究歷史,國內制藥企業目前尚處于起步階段,在制劑處方工藝、吸入裝置及質量控制方面與國際主流水平存在較大差距。因此,掌握干粉吸入劑的關鍵技術尤為重要。
經過歸納總結,制劑處方工藝、吸入劑裝置、粉末分裝裝置等,屬于藥物干粉吸入制劑生產制備過程中包含關鍵技術的關鍵環節。在制劑處方工藝中,藥物微粉化制備技術,藥物粉體改性技術,藥物粉體混合技術,都是比較關鍵的。另外,吸入裝置是干粉吸入劑設計的核心,在給藥過程中起著湍動排空和霧化遞送的作用,直接影響著作用療效。
為什么是這些技術?其實,這是由干粉吸入劑本身性質所決定的。理想的干粉處方及制備工藝應使藥物微粉在吸入前具有良好的流動性,吸入后能迅速解聚釋放出藥物粒子發揮治療作用。目前干粉吸入劑的開發難點主要有:(1)低的有效劑量;(2)高變異劑量;(3)吸入量影響限制;(5)較強的粒子間內聚力。因此,合理的干粉吸入制劑在設計時應全面考慮制劑處方工藝的設計和開發,以期達到解決上述難點的目的。
制劑處方工藝
藥物的微粉化藥物粉末的粒徑分布。這是影響DPI吸入效率的關鍵因素,理想的空氣動力學粒徑范圍為0.5~5.0um,大于此范圍的粒子大多沉積在上呼吸道,小于此范圍的粒子則很容易被呼出或粘附在口腔,因此對顆粒較大的藥物必須進行粉碎才能達到肺部給藥要求。所以,藥物微粉化制備技術也成為了干粉吸入劑制備工藝中的一項關鍵技術。包括:(1)磨粉碎法;(2)噴霧干燥技術;(3)噴霧冷凍干燥技術;(4)重結晶技術;(5)超臨界流體技術;(6)超聲波沉積結晶法;(7)高重力控制沉淀技術。
改善微粉化藥物的流動性和分散性。由于微粉化后藥物粉末粒徑太小,粉粒間內聚力(包括范德華力﹑靜電力和毛細管力)較強,使粉末的流動性和分散性很差,不利于藥劑制備,不便于準確地分裝劑量和給藥。載體型DPI處方中為了提高干粉流動性,改善干粉分散性,常加入第三組分作為分散劑和潤滑劑,因此,藥物粉體改性技術也是干粉吸入劑制備工藝中一項重要的技術。常用的第三組分有乳糖、亮氨酸、聚合物、硬脂酸鎂等,通過降低粒子間作用力,改善載體表面性質和粉體學性質,或增加藥物在作用位點停留時間以實現藥物最大霧化率和肺部生物利用度。
改善藥物的均勻性混合速度、混合順序、混合時間均會影響藥物的均勻性從而影響干粉吸入劑的肺部沉積。首先,提高混合速度有利于含藥粒子的分散,因為高速攪拌可以打碎聚集體,使主藥粒子和載體間作用力大于主藥粒子間作用力,從而獲得高度均勻的低劑量混合藥粉。
其次,混合順序可分為兩種:粗載體與細載體混合后再與藥物混合、粗載體與藥物預先混合。當藥物濃度低時,將粗細兩種粒徑的載體先混合后再與藥物粒子混合,藥物均勻性較好;而當藥物濃度較高時,混合順序對于藥物均勻性的影響則不顯著。最后,混合時間影響微粉化藥物自身解聚是否充分,藥物是否與載體充分作用等。如此,物料混合工藝也是干粉吸入制劑中重要的一環。
吸入劑裝置和空心膠囊殼
吸入裝置是DPI設計的核心﹐在給藥過程中起著湍動排空和霧化遞送的作用直接影響著作用療效。目前干粉吸入裝置根據遞送藥物能量來源以及劑量計量原理分為3類:第1類是單劑量干粉吸入裝置(膠囊型);第2類是多劑量設計的干粉吸入裝置;第3類采用主動吸入技術,利用外加能量來分散和傳遞藥物。給藥裝置和粉末分裝裝置的開發是制約我國DPI發展的主要瓶頸之一。目前國際上常用的干粉吸入劑的粉末定量分裝裝置有:標準定量器裝置、真空滾筒分裝裝置、Xcelodose精確粉末微定量裝置等。
綜上所述,DPI 產品開發是一個較為復雜的體系,其受制劑處方工藝、吸入裝置等的影響較大。目前我國對DPI的研究依舊是模仿為主,質量研究手段以及指標仍是落后狀態,其中關鍵技術與成熟的領域應用還是相對高端的技術。其中,粉體知識我們要如何學以致用?如何制備合格的干粉吸入制劑?質量控制內容有哪些?如何提高質量?如何開拓新制劑?最先進技術有哪些?在各種領域中的應用是怎樣的?2021年4月8日-9日,中國粉體網將在南京舉辦“2021第三屆全國醫藥粉體制備及物性表征技術高峰論壇”,屆時來自暨南大學藥學院的吳傳斌教授將帶來題為《藥物干粉吸入制劑關鍵技術研究及其應用》的專業報告,現場與大家分享藥物干粉吸入制劑相關研究成果及其實際生產中的一些應用案例,并為大家解答一系列疑難問題。
專家介紹
吳傳斌,暨南大學藥學院教授,國家特聘專家,廣州新濟藥業科技有限公司創始人。1999年獲美國德克薩斯大學博士學位, 回國前曾任職于美國強生、諾華、阿特維斯等藥業公司。主要從事藥物創新制劑的研究與開發。發表學術論文300余篇,其中SCI論文180余篇;獲國內外授權專利50余件。
現任美國藥學家學會會士(AAPS Fellow)、中國國家藥典委員會委員、AAPS PharmSciTech 副主編及國內外十多個學術雜志編委、中國藥學會藥物制劑專業委員會副主任委員、中國顆粒學會生物顆粒專業委員會副主任委員。負責研發的多個制劑新藥已在美國、歐洲及中國成功上市。曾獲中國產學研合作創新成果一等獎、中國專利優秀獎、廣東省科學技術二等獎、廣州創新創業領軍人才、廣州科技創新南山獎等榮譽。
參考來源:
梁超峰,等:干粉吸入劑的研究進展,廣州醫藥研究總院
徐明,等:干粉吸入劑的制粒技術研究進展,清華大學第一附屬醫院
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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