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中藥注射劑品種已達(dá)1 400余種,但由于中藥注射劑提取方法不夠完善,多數(shù)品種的注射劑為以原料藥的有效部位群入藥,一些大分子物質(zhì)未能*除盡,久置后,出現(xiàn)色澤加深、渾濁、沉淀,使澄明度不合格,導(dǎo)致療效降低甚至失效;另外,中藥注射劑在加熱滅菌后穩(wěn)定性差,不能長(zhǎng)期放置,嚴(yán)重影響其擴(kuò)大生產(chǎn),一問(wèn)題在復(fù)方中藥注射劑中尤為突出。中藥粉針劑尤其適用于對(duì)熱不穩(wěn)定或在水溶液中易分解失效的中藥有效成分的注射劑的應(yīng)用。但由于凍干過(guò)程復(fù)雜,有時(shí)制品會(huì)出現(xiàn)塌陷、萎縮,外觀上出現(xiàn)較多的冰晶,含水量太高或太低等諸多問(wèn)題。本文針對(duì)影響中藥凍干粉外觀質(zhì)量的幾問(wèn)題進(jìn)行探討,并對(duì)研發(fā)過(guò)程中的幾個(gè)主要影響因素進(jìn)行了論述。
1 凍干制劑中出現(xiàn)的問(wèn)題,產(chǎn)生的原因及解決辦法
中藥凍干粉的質(zhì)量一般以外觀、復(fù)水性、pH值、吸濕性、干燥失重、有效成分含量、穩(wěn)定性等來(lái)衡量,若將藥品制成毫微粒凍干粉還需考察其再分散性、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量、體外釋藥特性[ 1 ]等。其中外觀以維持原體積,不塌陷,不皺縮,表面光潔,可整塊脫落但不散碎為佳,色澤應(yīng)均勻,無(wú)花斑,質(zhì)地細(xì)膩。在凍干過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)制品外觀不合格的現(xiàn)象,本文將對(duì)此做出論述。
1. 1 凍干品萎縮包春杰[ 2 ]曾對(duì)影響生物制劑凍干品的萎縮原因進(jìn)行分析,指出是藥品內(nèi)含有殘留水分。在凍干過(guò)程中只要對(duì)藥品濃度、干燥時(shí)的真空度、終點(diǎn)溫度、保溫時(shí)間等各因素加以控制,并及時(shí)在與空氣隔離的情況下進(jìn)行密封,就能避免藥品萎縮。解決藥品潮解萎縮問(wèn)題的關(guān)鍵是有效而*地對(duì)藥品進(jìn)行干燥。通過(guò)調(diào)整藥品支撐劑的濃度,提高干燥箱的溫度,以及在較高的真空度下盡可能的延長(zhǎng)解析干燥時(shí)間,保證中藥制劑的含水量低于3% ,同時(shí)在出箱密封的過(guò)程中避免藥品與潮濕的空氣接觸。藥液濃度不宜太高或太低,升華時(shí)溫度高于共熔點(diǎn)或解吸時(shí)溫度過(guò)快,都能導(dǎo)致凍干品萎縮。解決方法:藥液在配制過(guò)程中應(yīng)加入一些填充劑如甘露醇等來(lái)改善制品外觀,升華過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制制品溫度低于共熔點(diǎn),解吸時(shí)擱板升溫速度不宜太快,一般控制每小時(shí)在5℃左右,其固體部分不能超過(guò)崩解溫度。
1. 2 噴瓶預(yù)凍時(shí)溫度太高,制品沒(méi)有凍結(jié)實(shí),升華干燥時(shí)升溫過(guò)快,制品溫度超過(guò)共熔點(diǎn),部分制品熔化,在真空下少量液體從已干燥的界面噴出的現(xiàn)象。解決方法:嚴(yán)格控制預(yù)凍溫度,制品一般低于共熔點(diǎn)10℃左右,保持一定時(shí)間,待產(chǎn)品凍結(jié)實(shí),才可升華。另控制好升華干燥的溫度,升溫速度應(yīng)均勻,不宜過(guò)快。
1. 3 分層在升華過(guò)程中,停機(jī)10 min以上或干燥箱漏氣所導(dǎo)致。解決方法:在制品進(jìn)箱時(shí)應(yīng)檢查門(mén)封條,防止老化,必要時(shí)四周涂上少許真空脂,在升華過(guò)程中突遇停電或其它原因停機(jī),應(yīng)立即關(guān)上真空蝶閥,使制品處于真空狀態(tài),并盡快修復(fù)開(kāi)機(jī)繼續(xù)升華。分裝后的藥液久置,藥物中的一些不溶物沉淀析出也會(huì)導(dǎo)致分層現(xiàn)象。
1. 4 結(jié)晶凍干箱在預(yù)先制冷時(shí)箱內(nèi)有許多水分結(jié)霜于擱板上,制品進(jìn)箱時(shí),霜從擱板中掉入制品中形成結(jié)晶中心,從而使制品結(jié)晶。解決方法:制品預(yù)先半加塞或加蓋,或產(chǎn)品進(jìn)箱后再開(kāi)機(jī)預(yù)凍。
1. 5 含水量不合格
1. 5. 1 含水量偏高制品水分含量偏高。制品干燥后排除95%~99%以上的水分,水分一般應(yīng)低于3%.水分含量偏高的原因主要有:液層過(guò)厚、制品本身吸濕性強(qiáng)、解吸干燥時(shí)溫度過(guò)低。解決方法:藥液裝入容器內(nèi)不能太厚,一般10~15 mm,用于開(kāi)啟箱門(mén)的空氣應(yīng)經(jīng)硅膠脫水再過(guò)濾或用氮?dú)?,出箱后制品?yīng)立即封口,若時(shí)間過(guò)長(zhǎng),制品需在真空狀態(tài)下保存;解吸干燥中,擱板溫度應(yīng)在30℃左右恒定,以除去殘余的水分。陳哲文等[ 3 ]分析了生物制品凍干粉針劑樣品放置一段時(shí)間后殘余水分增高的原因:進(jìn)行了水分測(cè)定、真空度檢測(cè)、二甲硅油和丁基橡膠藥用瓶塞干燥失重的檢測(cè),結(jié)果表明丁基橡膠藥用瓶塞滅菌、干燥和凍干過(guò)程中去除水分不*是引起樣品水分升高的直接原因。
1. 5. 2 含水量偏低干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng),或解析干燥時(shí)溫度太高所造成的。
1. 6 制品瓶破碎中藥凍干粉在凍干將近完成壓塞時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)制劑瓶破碎的問(wèn)題。包春杰等[ 4 ]探討冷凍干燥中玻璃瓶出現(xiàn)脫底和破裂原因,指出其碎裂數(shù)量及破碎程度與溫差及形成溫差的速率成正相關(guān),提出通過(guò)調(diào)整溫度的方法,在升華過(guò)程中保證樣品溫度和擱板溫度之間的溫差小于20℃ ,即可縮短凍干周期,又可解決制劑瓶破碎問(wèn)題。
2 輔料對(duì)中藥凍干粉的影響
除了少數(shù)藥物含有較多成分可以直接凍干外[ 5 ] ,數(shù)藥物都需要與適當(dāng)?shù)妮o料混合制成混合液才能進(jìn)行凍干。不同的凍干制品,添加劑的配方應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)zui終確定。凍干溶液的濃度一般在4%~25% ,*濃度10% ~15% ,對(duì)于糖類(lèi)則為5% ~10%;濃度太高會(huì)對(duì)凍干工藝造成困難。同時(shí)不同配方的添加劑,對(duì)于干燥后產(chǎn)品殘余水分含量也有一定的影響。
2. 1 填充劑的種類(lèi)和用量的影響程建明等[ 6 ]在對(duì)苦芩粉針劑凍干工藝的研究過(guò)程中,探討了不同填充劑及其用量對(duì)凍干粉針成型性的影響。其中以乳糖和甘露醇為賦形劑的粉針成型性差且溶化時(shí)間長(zhǎng),而以HP - β - CD為凍干添加劑產(chǎn)品易于成型、外觀均勻疏松、溶化時(shí)間zui短。唐嵐等[ 7 ]在對(duì)參附青凍干工藝研究過(guò)程中,篩選了不同添加劑單用及配伍使用對(duì)凍干效果的影響,結(jié)果表明在藥物濃度相同、添加劑用量亦相同的情況下,除甘露醇之外的其他四種添加劑均不能使該粉針成型,且配伍使用的賦形劑只有5%甘露醇與5%HP -β - CD能使該制劑基本成型,但外觀不如單用甘露醇的效果好;同時(shí)還對(duì)藥物濃度及甘露醇用量進(jìn)行篩選,結(jié)果表明固形物量? 8%時(shí),制品成形性較好,濃度為6%時(shí)凍干液體積小、厚度適宜,利于凍干,而甘露醇? 8%時(shí)產(chǎn)品成型效果好,從節(jié)約成本及少加添加劑的角度考慮zui終確定甘露醇用量為10%.禹玉洪[ 8 ]對(duì)大黃凍干粉針劑制備過(guò)程中支持劑進(jìn)行了篩選,結(jié)果表明有乳糖的配方,其成型性和水溶性都不太好,只有甘露醇時(shí),成型性雖好,但溶解性差,所以選取了甘露醇和葡萄糖的混合配方;為進(jìn)一步確定*的支持劑的用量及比例,對(duì)葡萄糖和甘露醇的比例進(jìn)行了篩選,表明以1: 3為比例的配方成型性、色澤、水溶性都較好;同時(shí)對(duì)支持劑占總固體量的比例進(jìn)行了篩選,*條件為支持劑占總固體量的46%~60%.
2. 2 填充劑吸濕性的影響不同填充劑,自身具有不同的吸濕性。在作為凍干粉輔料時(shí),這種差異將導(dǎo)致產(chǎn)品成型后及儲(chǔ)存時(shí)產(chǎn)品含水量的差異,而此變化將直接影響藥物外觀、穩(wěn)定性以及療效。Fakes等[ 9 ]人測(cè)定了6種填充劑甘露醇、無(wú)水乳糖、蔗糖、D ( + ) —海藻糖、右旋糖酐和聚維酮在25℃各濕度條件下的吸濕性,結(jié)果表明,甘露醇在凍干前后均為結(jié)晶體而無(wú)吸濕性;無(wú)水乳糖、蔗糖和海藻糖在凍干前均為結(jié)晶體,凍干后均轉(zhuǎn)化為無(wú)定型狀態(tài)。而無(wú)定型狀態(tài)的物質(zhì)含水量一般會(huì)很快隨著環(huán)境濕度的變化而改變,如無(wú)定型乳糖在55%RH下會(huì)吸收10%的水分轉(zhuǎn)化成它的結(jié)晶水合物;右旋糖酐和聚維酮在凍干前后均為無(wú)定型, 它們?cè)?0%RH下均會(huì)吸收10% ~20%的水分。該研究結(jié)果表明,凍干粉的含水量與所選用填充劑的種類(lèi)不同而有較大的差異。
3 凍干工藝條件的影響
凍干過(guò)程預(yù)凍、升華干燥(第1 階段干燥) 、解析干燥(第2階段干燥) 3個(gè)主要過(guò)程。
3. 1 預(yù)凍預(yù)凍是恒壓降溫的過(guò)程,從凍干產(chǎn)品的質(zhì)量及凍干的經(jīng)濟(jì)方面考慮,預(yù)凍溫度應(yīng)低于產(chǎn)品的共溶點(diǎn)10℃左右,產(chǎn)品的共溶點(diǎn)一般為- 25~ - 15℃,預(yù)凍時(shí)間一般在2~4 h.預(yù)凍方式有速凍法與慢凍法。速凍法形成的冰晶較小,冰晶升華后形成致密疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而慢凍后晶格較大,升華后留下樹(shù)枝狀或球形空洞,減小機(jī)械效應(yīng)的影響,同時(shí)還能減少溶質(zhì)效應(yīng)的影響,因?yàn)樗賰龇芤暂^高的冷凍速率通過(guò)對(duì)溶質(zhì)效應(yīng)影響較大的范圍(水的冰點(diǎn)和共溶點(diǎn)之間) .劉占杰等[ 10 ]通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了不同降溫速率脂質(zhì)體的凍干特性,得到如下結(jié)論:慢速降溫的脂質(zhì)體在凍干過(guò)程中表面塌陷,惡化了傳熱傳質(zhì)條件,使脂質(zhì)體的內(nèi)部溫度比快速降溫的高,水蒸氣逸出速率降低,延長(zhǎng)了凍干時(shí)間,脂質(zhì)體粒徑變大,降低了凍干品質(zhì)量;快速降溫的脂質(zhì)體不僅凍干時(shí)間短,含水量變化快,而且凍干后脂質(zhì)體粒徑變化?。唤禍厮俾蕦?duì)液體藥品與固態(tài)食品的凍干特性影響不同。
3. 2 制品凍干過(guò)程中共晶點(diǎn)與崩解溫度的作用共晶點(diǎn)溫度和崩解溫度是冷凍干燥的兩個(gè)重要參數(shù),一般來(lái)說(shuō),產(chǎn)品預(yù)凍的溫度應(yīng)低于產(chǎn)品共晶點(diǎn)溫度10℃左右,升華階段的溫度必須低于產(chǎn)品的崩解溫度,以防產(chǎn)品供熱過(guò)剩而塌陷,但過(guò)低的升華溫度會(huì)延長(zhǎng)干燥時(shí)間,增加能耗。所謂凍干制品的共晶點(diǎn)就是制品中水分全部?jī)鼋Y(jié)的溫度[ 11 ].電阻法測(cè)定中藥凍干粉共晶點(diǎn)的原理是,藥液中的水分在低溫下,由于凍結(jié)作用,水中離子固定在某一位置不動(dòng),從而失去導(dǎo)電性,電阻值將會(huì)突然的增大,此時(shí)的溫度即為共晶點(diǎn)。而崩解溫度則是指凍干制品所能承受的zui高溫度。
3. 3 制品冷凍過(guò)程中玻璃化的作用玻璃化對(duì)制品在冷凍干燥過(guò)程中避免變性和質(zhì)量下降,以及長(zhǎng)期儲(chǔ)存的穩(wěn)定性有重要的影響。凍干制品在儲(chǔ)存過(guò)程中,溫度必須低于制品的玻璃化溫度,以防止制品出現(xiàn)塌陷、表面萎縮、結(jié)塊、變硬、變色等不良癥狀。凍干制品的剩余含水量,對(duì)于制品的穩(wěn)定性有很大的影響。一般認(rèn)為凍干制品的含水量越低,其玻璃化溫度就越高,制品越能長(zhǎng)期穩(wěn)定地儲(chǔ)存。但并不是含水量越低越好,文獻(xiàn)[ 12 ]在研究冷凍干燥組織型纖維蛋白溶酶原的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)若剩余含水量過(guò)低,則凍干后的組織型纖維蛋白溶酶原失去活性,并會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊凝固現(xiàn)象。所謂玻璃化是指物質(zhì)以非晶態(tài)形式存在的狀態(tài),黏度極大,流動(dòng)性差。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度( Tg)指的是當(dāng)溶液濃度達(dá)到zui大凍結(jié)濃縮狀態(tài)發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度[ 13 ].在冷凍干燥過(guò)程中,如果溫度高于藥品的Tg,藥品溫度迅速降低,表面萎縮,微觀結(jié)構(gòu)破壞,發(fā)生塌陷現(xiàn)象。玻璃態(tài)藥品是在非平衡條件下,通過(guò)快速凍結(jié)形成的,與晶態(tài)藥品相比是不穩(wěn)定的,在溫度變化的情況下,有轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的傾向。但對(duì)許多藥品來(lái)講,提高其在體內(nèi)的溶出速率,就意味著生物活性和藥效的提高。玻璃化藥品疏松的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),與晶態(tài)藥品相比,具有較高的溶出速率,藥效好。在預(yù)凍階段, Tg與藥品濃度有關(guān);在干燥階段, Tg與含水量有關(guān)。
3. 4 退火在冷凍干燥過(guò)程中的作用退火是指以一定的升溫速度把凍結(jié)制品從冷卻終溫加熱到低于其熔點(diǎn)的某一特定溫度,并保持一段時(shí)間,然后再以一定的降溫速率把制品冷卻到冷卻終溫的過(guò)程。周新麗等[ 14 ]在藥品冷凍干燥中引入了退火機(jī)理并對(duì)其進(jìn)行了分析,指出退火溫度必須要高于凍結(jié)制品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;*退火持續(xù)時(shí)間與重結(jié)晶的速率緊密相關(guān),且是退火溫度的函數(shù);退火后再冷卻過(guò)程的冷卻速率不影響升華干燥速率等結(jié)論。
3. 5 升華干燥升華干燥階段首先是恒溫減壓過(guò)程,然后是在抽真空條件下,恒壓升溫使固態(tài)冰升華逸去。擱板是產(chǎn)品獲得熱量的來(lái)源,而箱體內(nèi)的壓強(qiáng)是產(chǎn)品獲得熱量的環(huán)境條件。壓強(qiáng)大小要適當(dāng),太高,產(chǎn)品會(huì)發(fā)生熔化使凍干失敗;太低,雖有利于產(chǎn)品內(nèi)冰的升華,但對(duì)傳熱不利,升華速率反而降低[ 15 ].
3. 6 解析干燥升華干燥約除去90%左右的自由水,繼而升溫到0℃或室溫,在干燥過(guò)程可除去一部分的結(jié)合水,再干燥可減少凍干后制品回潮。
4 質(zhì)量控制
一種成品藥物是否穩(wěn)定,不論對(duì)實(shí)驗(yàn)研究還是臨床應(yīng)用都是十分重要的,這一點(diǎn)在注射劑方面表現(xiàn)得尤為突出。藥物的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
4. 1 制劑穩(wěn)定性張學(xué)農(nóng)等[ 16 ]在對(duì)馬藺子素凍干注射劑的穩(wěn)定性考察試驗(yàn)中,采用2005版《中國(guó)藥典》Ⅱ部附錄[ 17 ]的方法,采用高溫高濕的條件進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明,高濕度下放置10 d馬藺子素含量有較明顯下降,有結(jié)塊和黏連現(xiàn)象;而高溫等其它幾種考察因素對(duì)馬藺子素含量下降影響不明顯,且外觀均未發(fā)生變化,提示馬藺子素包合物凍干粉劑具有良好的穩(wěn)定性。
4. 2 配伍穩(wěn)定性張淑芳等[ 18 ]研究了有關(guān)雙黃連粉針與抗生素混合后藥物的穩(wěn)定性,結(jié)果顯示雙黃連粉針與慶大霉素配伍后立即出現(xiàn)沉淀;同時(shí)與酸性藥物配伍應(yīng)慎重??娪裆絒 19 ]等西紅花總苷的研究過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)以氯化鈉為骨架制得的粉針劑雖然外觀質(zhì)量及溶解度均較好,但加入到氯化鈉注射液中10 min即出現(xiàn)紅色顆粒狀沉淀;以山梨醇為骨架材料其外觀較好,而溶解速度較慢;以甘露醇作骨架材料制得粉針劑,外觀質(zhì)量及溶解度為*且與氯化鈉注射液無(wú)沉淀現(xiàn)象。李湘梅[ 20 ]將雙黃連粉針與臨床常用的大輸液配伍發(fā)現(xiàn)輸液中不溶性微粒數(shù)增加,加大粉針用量時(shí),輸液中微粒數(shù)增多。
5 小結(jié)
冷凍干燥制品以其*的優(yōu)勢(shì),解決了對(duì)熱敏感藥物高溫破壞甚至生物滅活的問(wèn)題,尤其對(duì)于需要靜脈注射但在水溶液中不穩(wěn)定的復(fù)方或單體中藥來(lái)說(shuō),凍干粉針的研制和應(yīng)用使很多問(wèn)題迎刃而解;但在中藥凍干粉針的研制過(guò)程中又有許多需要考慮和注意的問(wèn)題,比如輔料的種類(lèi)和用量對(duì)成型性和產(chǎn)品水分含量的影響,生產(chǎn)工藝條件的篩選以及凍干過(guò)程中存在的問(wèn)題等。雖然凍干制品存在諸多問(wèn)題,但只要嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝及制定完善的質(zhì)量控制方法,中藥凍干粉仍具有廣闊的發(fā)展前景;冷凍干燥技術(shù)依然是中藥現(xiàn)代化發(fā)展的一種良好的適用新型技術(shù)。
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