《药剂学》课件-第十六章-固体分散体.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三篇,药物,制剂的新技术与新剂型,1,内 容 提 要,固体分散技术,、包合技术、聚合物胶束、纳米乳和亚纳米乳、微囊和微球、纳米粒和亚微乳、脂质体技术。,制备的产物一般为中间体。,2,本节介绍固体分散技术的,主要特点、载体材料、固体分散体的类型、制备方法、验证方法以及研究进展,等。,3,第一节 固体分散制备技术,*,固体分散体,（,solid dispersion）,系指药物以分子、胶态、微晶或无定形等状态均匀分散在,某一固态载体,物质中所形成的分散体系。将药物制成固体分散体所采用的制剂技术称为,固体分散技术,。,一、概述,4,固体分散体为中间产物，可以根据需要进一步制成胶囊剂、片剂、软膏剂、栓剂以及注射剂等。,5,固体分散体特点,利用性质不同的载体使药物高度分散以达到,不同要求的用药目的,（速释、缓释、肠溶）；其次是利用载体的包蔽作用，可延缓药物的,水解和氧化,；掩盖药物的,不良嗅味和刺激性,；使,液体药物固体化,等。,6,固体分散体概念最早由,Sekiguchi,（,1961,年）等人提出，并以尿素为载体，制备了磺胺噻唑固体分散物，口服该制剂，其吸收和排泄均比纯磺胺噻唑增加。,研究人员利用,PEG，PVP,等水溶性载体材料制备难溶性药物的固体分散物，,并进一步证实了,将难溶性药物制成固体分散体是增加药物溶解度和溶解速度的有效方法。,7,近年来，人们,用水不溶性聚合物,、,肠溶性材料、脂质材料,等作为载体制备固体分散体，控制释放速度利用此技术达到,缓释,目的，使固体分散技术的研究进入新的发展阶段。如采用肠溶性材料，用溶剂法制备,硝苯吡啶,的固体分散体，体外释放实验表明具有较好的缓释作用。,8,最适宜用于固体分散体的分子量在,4000,到20000，熔点较低，毒性小。化学性质稳定（180以上分解），能与多种药物配伍。不干扰药物的含量分析。增加某些药物的溶出速率，提高药物的生物利用度。,例：用,PEG4000,制备的,氨苯蝶啶,固体分散体，生物利用度及疗效均有提高。,11,药物为油类时，宜用分子量更高的,PEG,类作载体，如,PEG12000,或,PEG6000,与,PEG20000,的混合物作载体。单用,PEG6000,作载体，则固体分散体变软，特别是温度较高时载体发粘。必要时，加入,硬脂酸,调节熔点。,12,聚维酮（,PVP）,为无定形高分子聚合物，无毒、熔点较高，易溶于水和多种有机溶剂。由于熔点高,不宜采用熔融法,，而宜采用,溶剂法,制备固体分散物。研究证明,PVP,对许多药物有较强的抑晶作用，作为载体材料具有普遍意义。,2,聚维酮类,13,用,PVP,制成固体分散体，生物利用度也有显著改善，但,PVP,易吸湿，制成的固体分散物,对湿的稳定性差,，贮存过程中易吸湿而析出药物结晶。,例：尼莫地平,PVP,固体分散物能显著提高尼莫地平的体外溶出速率，但经相对湿度75%，40放置三个月后，溶出速率又回到原药的水平。,14,作为载体材料的表面活性剂大多含,聚氧乙烯基,，其特点是,溶于水或有机溶剂，载药量大,，在蒸发过程中可阻滞药物产生结晶，是理想的速效载体材料。,泊洛沙姆,188（,poloxamer188），,片状固体，毒性小，对粘膜刺激性极小，用熔融法和溶剂法制备固体分散体，可大大提高溶出速率和生物利用度。,3表面活性剂类,15,例,：硝苯地平用,poloxamer188，288，407,熔融法制成的固体分散体，,poloxamer188,溶出最快。,此外，聚氧乙烯（,PEO,）、聚羧乙烯（,CP,）也属于此类载体。,16,此类载体材料的分子量较小，易溶于水而不溶于有机溶剂。,常用有枸橼酸、琥珀酸、酒石酸、胆酸、去氧胆酸等。,4有机酸类,17,糖类常用有右旋糖酐、半乳糖和蔗糖、壳聚糖等。,醇类有甘露醇、山梨醇、木糖醇等。,特点,：水溶性强，毒性小，因分子中有多个羟基，可同药物以氢键结合生成固体分散体，适用于,剂量小、熔点高的药物,，尤以甘露醇为最佳。,5糖类与醇类,18,一些亲水性聚合物，如,（改性）淀粉、微晶纤维素、低粘度,HPMC、,胃溶性聚丙烯酸树脂，微粉硅胶,等也经常用作固体表面分散体的载体。,这些材料有良好的亲水性，是固体制剂的优良,辅料,，除起到分散作用外，本身还是优良的润湿剂、分散剂、助流剂或崩解剂。可采用溶剂分散法制备。,6其它亲水性材料,19,常用的如,乙基纤维素,（,EC），,无毒，无药理活性,是 一理想的不溶性载体材料。,EC,能溶于乙醇、苯、丙酮、,CCl,4,等多种有机溶剂。,固体分散体多采用乙醇为溶剂，采用溶剂分散法制备。广泛应用于缓释固体分散体。,（二）难溶性载体材料,1纤维素类,20,EC,为载体的固体分散体中释药速率属扩散控制，,EC,的粘度和用量均影响释药速率，尤其是,EC,用量对释药速率有更大影响。,在,EC,为载体的固体分散体中加入,HPC、PEG、PVP,等,水溶性物质作致孔剂,可以调节释药速率，获得更理想的释药效果。,21,此类载体材料为含,季铵基,的聚丙烯酸树脂,Eudragit（RL,和,RS,等几种）。,此类产品在,胃液中可溶胀,，在肠液中不溶，广泛用于制备缓释固体分散体的材料。此类固体分散体中加入,PEG,或,PVP,等可调节释药速率。,2聚丙烯酸树脂类,22,胆固醇、,-,谷甾醇、棕榈酸甘油酯、胆固醇硬脂酸酯、巴西棕榈蜡及蓖麻油蜡等脂质材料均可作为载体制备缓释固体分散体。,这类固体分散体常采用熔融法制备。脂质类载体降低了药物溶出速率，延缓了药物释放。可加入表面活性剂、糖类、,PVP,等水溶性材料，以适当提高其释放速率，达到满意的缓释效果。,3脂质类,23,醋酸纤维素酞酸酯（,CAP）、,羟丙甲纤维素酞酸酯（,HPMCP，,其商品分别为,HP50、HP55）,以及羧甲乙纤维素（,CMEC）,等，均能溶于肠液中，可用于制备,胃中不稳定的药物在肠道释放和吸收、生物利用度高,的固体分散体。也可采用肠溶材料制备缓释固体分散体。,（三）肠溶性载体材料,1,.,纤维素类,24,常用号及号聚丙烯酸树脂，前者在,pH6,以上的介质中溶解，后者在,pH7,以上的介质中溶解，有时两者联合使用，可制成缓释速率较理想的固体分散体。,例,：布洛芬以,Eudragit L-100,及,Eudragit S-100,共沉淀物中5,h,释药50%，8,h,释药近于完全。,2聚丙烯酸树脂类,25,药物与载体以适当的比例，在较低的温度下,熔融,，得到完全混溶的液体，搅匀、,速冷固化,而成。,在该种体系中，药物一般以,微晶形式,均匀分散在固体载体中。为了获得最大程度地均匀分散的微晶体系，药物与载体的用量比一般采用,低共熔组分比,（最低共熔点时药物与载体之比），此时，两组分在低共熔温度下同时从熔融态转变成晶核。,*,三、固体分散体的类型（,3,种）,（一）简单低共熔混合物,（,eutectic mixture）,26,如果两组分配比不是低共熔组分比，则在某一温度，先行析出的某种成分的微晶可以在另一种成分的熔融体中自由生长成较大的结晶，如树枝状结构。当温度进一步降低到低共熔温度时，低共熔晶体则可以填入先析出的晶体结构空隙，使,微晶表面积大大减小，影响增溶效果,。低共熔混合物的相图如图18-1所示。,27,28,药物以,分子状态,在载体材料中均匀分散，如果将药物分子看成溶质，载体看成是溶剂，则此类分散体具有类似于溶液的分散性质，称为固态溶液。,按药物与载体材料的互溶情况，分,完全互溶或部分互溶,，按晶体结构，可分为,置换型,与,填充型,固体溶液。,（二）固体溶液,（,solid solution）,29,如果药物与载体的分子大小很接近，则一种分子可以代替另一种分子进入其晶格结构产生,置换型,固体溶液，这种固体溶液往往在各种组分比都能形成，故又称完全,互溶,固体溶液；,但在两组分分子大小差异较大时，则一种分子只能填充进入另一分子晶格结构的空隙中形成,填充型,固体溶液，这种固体溶液只在,特定,的组分比形成，故又称部分互溶固体溶液。,30,固体溶液中药物以分子状态存在，分散程度高，表面积大，,在增溶方面,具有较低共熔混合物更好的效果。,31,是由药物与载体材料二者以恰当比例形成的非结晶性,无定形物,。,例,：磺胺噻唑（,ST）,与,PVP（1：2）,共沉淀物中,ST,分子进入,PVP,分子的网状骨架中，药物结晶受到,PVP,的抑制而形成非结晶性无定形物。,（三）共沉淀物（共蒸发物）,32,将药物与载体材料混匀，,加热至熔融,，也可将载体加热熔融后，再加入药物搅熔，然后将熔融物在剧烈搅拌下,迅速冷却,成固体，或将熔融物倾倒在不锈钢板上成薄膜，在板的另一面吹冷空气或用冰水，使骤冷成固体。,四、固体分散体的制备方法（,6,种）,（一）熔融法,33,为防止某些药物,析出结晶,，宜迅速冷却固化，然后将产品置于干燥器中，室温干燥。经1至数日即可使变脆而易粉碎。放置的温度视不同品种而定。,例,：药物-,PEG,类固体分散体，只需室温放置；而灰黄霉素-,枸橼酸,固体分散体则需37或更高温度下放置。,34,此法制得的固体分散体，药物在载体中有,较高度,的分散状态.,本法较简便、经济，适用于对,热稳定,的药物，多用熔点低、或不溶于有机溶剂的载体材料，如,PEG,类、,poloxamer、,枸橼酸、糖类等。,对受热易分解、升华及多晶型转换的药物，可采用减压熔融或充惰性气体的方法。,35,也可将熔融物滴入冷凝液中使之迅速收缩、凝固成丸，这样制成的固体分散体俗称,滴丸,。常用冷凝液有液体石蜡、植物油、甲基硅油以及水等。在滴制过程中能否成丸，取决于丸滴的内聚力是否大于丸滴与冷凝液的粘附力。冷凝液的表面张力小、丸形就好。,36,*,共沉淀法,是指将药物与载体材料共同溶解于有机溶剂中，蒸去有机溶剂后使药物与载体材料同时析出，干燥即得。,蒸发溶剂时，宜先用较高温度蒸发溶剂至溶液变粘稠时，突然冷冻固化。,（二）溶剂法（共沉淀法）,适用于熔点较高或不够稳定的药物和载体。,37,该法本法制备的固体分散体，分散性好，但使用有机溶剂，且用量较多，成本较高，且有时难于除尽。,常用材料：,PVP,、半乳糖、甘露醇、乳酸等。,也可将药物和载体溶于溶剂中，然后喷雾干燥或冷冻干燥，除尽溶剂即得。,38,*,概念：将药物用适当的溶剂溶解后，与熔融的载体混合均匀，蒸去有机溶剂，冷却固化而得。本法可适用于,液态药物,，如鱼肝油、维生素,A、D、E,等。,只适用于,剂量小于,50,mg,的药物。,凡适用熔融法的载体材料均可采用。制备过程除去溶剂的受热时间短，产物稳定，质量好。,（三）溶剂熔融法,39,药物与载体共溶于溶剂中，然后喷雾或冷冻干燥，除尽溶剂即得。,常用的溶剂为,C,1,C,4,的低级醇或其混合物。,此法污染小，适用于对热不稳定的药物，酮洛芬、红霉素、双香豆素。,（四）溶剂,-,喷雾（冷冻）干燥法,40,将药物与较大比例的载体材料混合后，强力持久地研磨一定时间，不需加溶剂而借助机械力降低药物的粒度，或使药物与载体材料以氢键相结合，形成固体分散体。研磨时间的长短因药物而异。,常用的载体材料有微晶纤维素、乳糖、,PVP,类、,PEG,类等。,（五）研磨法,41,药物与载体材料置于双螺旋挤压机内，经混合、捏制而成固体分散体，无需有机溶剂。,制备温度可低于药物熔点和载体材料的软化点，因此药物不易破坏。,（六）双螺旋挤压法,42,制备固体分散体应注意,1.,适用于剂量小的药物（药物含量,5%20%,）,2.,固体分散体在储存过程中容易,老化,（贮存过程中硬度变大、析出晶体或结晶粗化，从而降低药物的生物利用度的现象。,43,1.药物的高度分散状态,药物在固体分散体中所处的状态是影响药物溶出速率的,重要因素,。药物所处状态主要指药物分散状态或药物所形成的高能态对药物溶出度的影响。,五、固体分散体的速释与缓释原理,（一）速释原理,44,1）增加药物的分散度,药物以,分子状态、胶体状态、微晶态,高度分散于载体材料中，有利于药物的溶出与吸收。,根据,Noyes-Whitney,方程：,dC/dt=KSC,S,C,S,对难溶性药物来说极小，所以溶出速率也必然很小。,K,为常数，,表面积,S,是可变因子，是提高溶出速率的主要着眼点。,45,固体分散体内的药物呈极细的胶体和,超细,微粒，甚至以分子状态存在，这些不仅提高药物溶出的表面积，而且根据,Ostwald frendulich,定律可以提高,溶解度,，因此必然提高药物的,溶出速率,。如10%吲哚美辛90%,PEG6000,的固体分散体比药原粉溶解速率增大10倍。,46,2）形成高能状态,含有高能状态形式的药物分散系统是提高溶出速率的另一手段。在固体分散物中的药物以,无定型或亚稳态,的晶型存在，处于高能状态，这些分子扩散能量高，溶出快。如吲哚美辛-,PVP,的固体分散物中,药物以无定型状态存在。,47,在固体分散体中，药物周围被,可溶性载体材料包围,，使疏水性或亲水性弱的难溶性药物具有良好的可润湿性，遇胃肠液后，载体材料很快溶解，药物被润湿，因此溶出速率与吸收速率均相应提高。,2载体材料对药物溶出的促进作用,（1）载体材料可提高药物的可润湿性,48,（2）,载体材料保证了药物的,高度分散性：,当药物分散在载体材料中，由于高度分散的药物被足够的载体材料包围，,使药物分子不易形成聚集体,，故保证了药物的高度分散性，加快药物的溶出与吸收。,（3）,载体材料对药物有,抑晶性,：载体材料可阻止已分散的药物再聚集。药物和载体材料在溶剂蒸发过程中，由于,氢键作用、络合作用或粘度增大,，载体材料能抑制药物晶核的形成及成长，使药物成为非结晶的无定形状态分散于载体材料中。,49,用水不溶性聚合物、肠溶性材料、脂质材料,为载体制备的固体分散体，具有使药物缓慢释放作用。,释药机制与,骨架型,制剂缓、控释原理相同。,（二）缓释原理,50,水溶性,药物及,难溶性,药物均可用固体分散技术制备缓释固体分散体，其释药速率受载体种类、粘度、用量、制备工艺等诸多因素影响，如乙基纤维素的固体分散体，其载体用量愈大、固体分散体的粒径愈大、乙基纤维素粘度愈高，则溶出愈慢，缓释作用愈强。,51,药物的释放机制主要取决于,载体材料,。如磺胺嘧啶固体分散体以乙基纤维素为载体用溶剂法制备。此类固体分散体中药物的释放受载体骨架中的扩散所控制，乙基纤维素的用量对释药速率有较大影响。一般按,Higuchi,方程或一级动力学过程释放药物。用,HPC，PEG,等作致孔剂也可调节药物的释放速度释放药物。,52,六、固体分散体的物相鉴别,固体分散体中药物分散状态可呈现,分子状态、亚稳定态及无定形态、胶体状态、微晶状态,。可选择下列方法进行物相鉴别，必要时可同时采用几种方法进行鉴别。,53,(,一）溶解度及溶出速率,将药物制成固体分散体后，其溶解度和溶出速率有改变。,当双炔失碳酯（,AD）,与,PVP,的重量比为1：31：6时，可加快,AD,的溶出，但未形成共沉淀物；而1：8时形成了共沉淀物，其20分钟时的溶出度比原药约大38倍。,54,（二）热分析法,差热分析法（,DTA），,是使试样和参比物在程序升温或降温的相同环境中，测量两者的,温度差,随,温度,（或时间）的变化关系。若固体分散体为测试物，主要测试其有否药物晶体的吸热峰，或测量其吸热峰面积的大小并与物理混合物比较，可考察药物在载体中的分散程度。,常用差热分析法与差示扫描量热法二种。,55,差示扫描量热法（,DSC）,又称为差动分析，是使试样和参比物在程序升温或降温的相同环境中，用补偿器测量使两者的温度差保持为零所必须的,热流量对温度,（或时间）的依赖关系。,例,：课本,P350,56,（三）粉末,X,射线衍射法,粉末,X-,射线衍射技术可以用于了解固体分散体的分散性质。比较药物、载体、药物与载体机械混合物和固体分散体的,X-,射线衍射图谱，可确切了解,药物的结晶性质及结晶度大小,。物理混合物的衍射图谱是各组分衍射图谱的简单叠加，衍射峰位置及强度无改变。药物在固体分散体中以,无定形状态,存在，药物的,结晶衍射峰,消失。,57,例,：硫酸奎尼丁-,EC,固体分散体，通过溶剂法制成的固体分散体的,X,射线衍射图，硫酸奎尼丁在8.2、16.9、18.8、20.9及21.5有强的晶体特征衍射峰，它与,EC,物理混合物仍有这些峰，而制成固体分散体这些峰均消失，说明是以,无定形,物分散在固体分散体中。,58,（四）红外光谱法,红外光谱法主要用于确定固体分散体中有无复合物形成或其它相互作用。,在没有相互作用的情况下，固体分散体的红外图谱应与其物理混合物红外图谱相同。在形成复合物或有强氢键作用时，则药物和载体的某些,吸收峰将消失或位移,。,59,将尼莫地平制成固体分散物后，其红外光谱图和物理混合物及尼莫地平原粉的红外光谱图相比，波数1199,cm,-1,酯键的,C-O,的伸缩振动峰，尼莫地平及物理混合物中均有此峰，而固体分散物中此吸收峰基本消失。,这些吸收峰的变化，认为可能由于尼莫地平与载体在固体分散物中,以氢键,的形式结合造成的。,60,（五）核磁共振谱法,核磁共振谱法主要用于确定固体分散体中有,无分子间或分子内,相互作用。,例,：醋酸棉酚-,PVP,固体分散体，将醋酸棉酚、,PVP、,1：7,固体分散体及固体分散体经重水交换后分别测定核磁共振谱，发现醋酸棉酚图谱中化学位移（,）,为,15.2,ppm,处有一个共振峰，这是由分子内氢键产生的化学位移。,61,当利用,PVP,形成固体分散体后，,为15.2峰消失，但在,14.2,和,16.2,处出现两个钝型化学位移峰，与重水交换后消失。这是,PVP,对醋酸棉酚氢键磁场干扰而出现的自旋分裂现象，提示,PVP,破坏,醋酸棉酚,分子内氢键,，而形成了醋酸棉酚与,PVP,的,分子间氢键,，即形成了固体分散体。,62,七、固体分散体的稳定性,固体分散体的老化现象：变色、硬度变大、析出结晶、药物溶出度和生物利用度变低等情况。,固体分散体的缺点：药物分散状态的稳定性不高，久贮易产生老化现象。,63,