1. 引言
納米混懸劑(nanosuspension)是指用少量表面活性劑(surfactant)為穩(wěn)定劑將難溶性固體純藥物以微粒狀態(tài)分散于分散介質(zhì)中形成的非均相膠體分散體系的液體制劑。其粒徑分布在100-1000nm之間,納米混懸劑作為一種制劑技術(shù)能提高藥物的溶解度和生物利用度,不僅適用于水難溶性化合物,同時適用于油難溶的化合物,為解決難溶性藥物制劑的制備提供了新的思路和方法。
目前,納米混懸劑主要的給藥途徑是口服給藥、注射給藥、吸入給藥等。口服給藥的藥物粒徑小,比表面積大,載藥量高,能增加藥物吸收速率,提高生物利用度,對黏膜的黏附性較強,可延長胃腸道滯留時間。注射給藥的藥物載藥量高,表面活性劑含量較少,安全性較高,粒徑較小避免阻塞毛細(xì)血管,避免了首過代謝,且可靶位給藥。吸入給藥的藥物粒徑小,有較強的生物黏附性,對肺泡巨噬細(xì)胞靶向給藥,增加呼吸道的藥物吸收。
目前國內(nèi)外用于制備水不溶性藥物的納米混懸劑主要采用“bottom-up"與 “top-down"的方法?!癰ottom-up"即自下而上,是指從藥物分子水平組建納米粒子,由分子聚集成長為納米級顆粒的方法。“top-down"即自上而下,是將粒徑較大的粒子通過機械力的作用破壞成小顆粒的方法。主要包括高壓均質(zhì)法(根據(jù)原理又分為微射流均質(zhì)法和閥式均質(zhì)法)和研磨法以及兩種方法聯(lián)用技術(shù)。
本文采用意大利PSI微射流均質(zhì)機PSI-20制備納米混懸劑,搭配美國PSS粒度儀公司的Nicomp Z3000和AccuSizer A7000AD分別對平均粒徑和尾端大顆粒進(jìn)行檢測,并使用德國LUM公司的LumiSizer對穩(wěn)定性進(jìn)行分析,對納米懸浮劑進(jìn)行粒度控制及表征分析。
2. 制備及表征儀器參數(shù)
微射流均質(zhì)機制備參數(shù):
壓力:1500bar、 Y型腔:75μm、 實時流速:18.2L/H(≈303mL/min);均質(zhì)時間:1.5h
納米粒度儀表征參數(shù):
粒徑:測試時間:3min、溫度:23℃、折光率:1.333、粘度:0.933CP;
多功能自動計數(shù)粒度分析儀表征參數(shù):
target:3000顆/mL 、 測量時間:120S、 測試下限:500nm;
穩(wěn)定性分析儀表征參數(shù):
轉(zhuǎn)速:4000轉(zhuǎn)、 掃描間隔:10s、掃描次數(shù):1000次、溫度:25℃;光源波長:近紅外870nm
3. 結(jié)果分析
平均粒徑及Zeta電位檢測結(jié)果
Sample Name樣品品名 | 平均光強粒徑MDD(nm) | D10(nm) | D50 (nm) | D90 (nm) | D99 (nm) |
原液 | 2476.67 | 928.16 | 2042.56 | 4559.31 | 8776.18 |
均質(zhì)10min | 867.71 | 326.71 | 716.77 | 1594.10 | 3059.27 |
均質(zhì)20min | 737.26 | 328.16 | 642.21 | 1259.37 | 2180.10 |
均質(zhì)30min | 635.69 | 255.10 | 536.37 | 1135.90 | 2093.69 |
均質(zhì)1h | 534.49 | 231.44 | 461.78 | 924.05 | 1625.59 |
均質(zhì)1.5h | 470.94 | 220.59 | 416.27 | 786.24 | 1319.93 |
樣品名稱 | MMD | 平均光強粒徑(INTENSITY-WT)Gaussian分布 |
原液 | 2476.67nm | |
均質(zhì)1.5h | 470.94nm | |
說明 | 譜圖為高斯分布,展示了體系粒徑分布情況,橫坐標(biāo)為粒徑,縱坐標(biāo)為光強權(quán)重。另外可查看PI值、卡方值、峰寬窄、累積分布及占比等數(shù)據(jù)。 | |
粒徑分布疊加圖 | ||
說明 | 粒徑分布疊加譜圖分別是原液(青),均質(zhì)10min(藍(lán)),均質(zhì)20min(綠),均質(zhì)30min(紫),均質(zhì)1h(黃),均質(zhì)1.5h(黑)??梢钥吹诫S著均質(zhì)粒徑逐漸變?。ㄏ蜃筮w移),同時分布越來越窄。 |
尾端大顆粒分布檢測結(jié)果
Sample Name 樣品品名 | >0.5μm (#/mL) | >1μm (#/mL) | >3μm (#/mL) | >5μm (#/mL) | >10μm (#/mL) |
原液 | 9029681 | 4665957 | 269288 | 50780 | 861 |
均質(zhì)10min | 3697352 | 1027868 | 884 | 42 | 0 |
均質(zhì)20min | 6919242 | 1670055 | 592 | 0 | 0 |
均質(zhì)1.5h | 25108497 | 4212871 | 624 | 0 | 0 |
樣品名稱 | CV | 數(shù)量徑分布譜圖 |
原液 | 61.7% | |
均質(zhì)1.5h | 25.3% | |
說明 | 譜圖縱坐標(biāo)為濃度(顆/mL),橫坐標(biāo)為粒徑(μm)。 通過SPOS技術(shù)一顆顆數(shù)出來>500nm以上的顆粒數(shù)量(自動稀釋后換算濃度)。從而定量分析均質(zhì)后大顆粒的變化趨勢。 | |
尾端大顆粒疊加圖 | ||
說明 | 尾端顆粒分布疊加譜圖則可以更清晰展示出隨著均質(zhì),大顆粒逐漸消失的過程,尤其是均質(zhì)了1.5h之后,基本不可見2μm以上的大顆粒存在。結(jié)合數(shù)據(jù)可知,3μm以上的顆粒去除率達(dá)到了99.7%。 |
LUM穩(wěn)定性測試結(jié)果
樣品名稱 | Instability Index | 穩(wěn)定性指紋圖譜 |
原液 | 0.962 | |
均質(zhì)1.5h | 0.940 | |
說明 | 譜圖橫坐標(biāo)為離心管距離中心的距離(mm),縱坐標(biāo)為透光率(%)。 通過時間空間消光技術(shù)(STEP)得到的不同空間(裝樣位置),不同時間下的透光譜圖。 通過譜圖可以看出,紅色為初始譜線,綠色為結(jié)束譜線;每間隔10s時間采集一條譜線。從譜圖中看出,隨著時間進(jìn)行,左側(cè)透光率增加(樣品管頂部,距離離心中心距離近),右側(cè)透光率降低(樣品管底部,距離離心中心距離遠(yuǎn))。從譜圖變化看,這是典型的沉降過程,隨著沉降的進(jìn)行,樣品管頂部顆粒濃度越來越低,則透光率越來越高;而樣品管底部顆粒濃度越來越高,則透光率越低。 不穩(wěn)定性指數(shù)越高,說明該樣品在同樣模擬條件下,穩(wěn)定性越差。 相比原液,均質(zhì)1.5h后樣品穩(wěn)定性指紋圖譜,透光率變化更小,穩(wěn)定性更好。 |
4. 總結(jié)
使用意大利PSI微射流均質(zhì)機對混懸劑團(tuán)聚體進(jìn)行破碎,混懸劑的尾端大顆粒有明顯的去除,并且獲得了粒徑更小、均一性更好的樣品,同時也提高了混懸劑的穩(wěn)定性。意大利PSI微射流均質(zhì)搭配美國PSS粒度儀和德國LUM穩(wěn)定性分析儀,可為混懸劑的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供整套解決方案。