固體藥物

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【摘要】目的強調(diào)固體藥物早期研究與開發(fā)階段進(jìn)行多晶型研究的重要意義，并介紹藥物多晶型研究的幾種手段。方法查閱相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合研究經(jīng)驗，歸納總結(jié)了有關(guān)藥物晶型研究進(jìn)展，討論了固體藥物晶型的鑒別研究方法、晶型藥物對生物利用度的影響、影響固體藥物晶型的因素及研究藥物多晶型的意義。結(jié)果與結(jié)論應(yīng)根據(jù)新藥晶型的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)难芯糠椒?，以確定合適的目標(biāo)晶型。

【關(guān)鍵詞】固體藥物；多晶型；生物利用度

固體物質(zhì)按其內(nèi)部原子、離子或分子的排列方式可分為晶型（包括假晶型）和無定形。晶型形成的基礎(chǔ)是物質(zhì)微粒之間的相互作用，藥物微粒間的作用方式可以是金屬鍵、共價鍵、范德華力等，因此晶體可分為金屬晶體、共價鍵晶體、分子晶體等［1］。有機(jī)藥物晶體大多是分子晶體,可因結(jié)晶條件不同而得到不同的晶型，這種現(xiàn)象稱為多晶型。藥物的多晶型現(xiàn)象極為普遍，晶型不同，它們的物理性質(zhì)如密度、熔點、硬度、外觀、溶解度和溶出速度等方面差異均有顯著性［2～3］。在一定溫度與壓力下，多晶型中只有一種是穩(wěn)定型，溶解度最小，化學(xué)穩(wěn)定性好，其他晶型為亞穩(wěn)定型，它們最終可轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定型。一般講，亞穩(wěn)定型的生物利用度高，為有效晶型，而穩(wěn)定晶型藥物往往低效甚至無效。因此，藥物多晶型的研究已經(jīng)成為新藥開發(fā)和審批、藥物的生產(chǎn)和質(zhì)量控制以及新藥劑型確定前設(shè)計所不可缺少的重要組成部分。

1藥物多晶型的鑒別研究方法

對多晶型藥物，要確證其結(jié)構(gòu)，除了要確定其分子中各原子的組成、數(shù)量及相互間的連接方式外，還要確定各分子在不同晶格中的填充、排列方式。由于分析方法的靈敏度及儀器分辨率的限制,不同晶型間的差異常常出現(xiàn)在分析范圍邊緣,因此同時采用多種方法進(jìn)行研究。過去幾十年中，常用的晶型研究方法有：熱分析法、紅外分光光度法、熱載臺顯微鏡法、溶解度測定法及X-射線衍射法等，近年來又發(fā)展了一些新的技術(shù)如拉曼分光光度法、固態(tài)核磁共振法、近紅外分光光度法、熱氣壓測量法以及一些傳統(tǒng)方法的聯(lián)用。

1.1熱分析法熱分析法包括差熱分析法（DTA）、差示掃描量熱法（DSC）及熱重分析法（TGA）。同一藥物由于晶型不同，在加熱（或放熱）過程中，吸（或放）熱峰會出現(xiàn)差異，因此可以根據(jù)吸（或放）熱峰的不同來確定不同的晶型。在甲苯磺丁脲多晶型的研究中用DSC對樣品檢測，晶型Ⅰ～Ⅳ在80～127℃范圍內(nèi)有不同的吸、放熱峰［4］。對葛根素［5］采用四種不同溶劑進(jìn)行結(jié)晶，根據(jù)DSC和TGA圖顯示具有四種晶型，熔點分別為206、185、182、211℃。在頭孢呋辛酯［6］多晶型的差熱分析中，低熔點晶型α則在175℃處出現(xiàn)一個小的吸熱峰，而高熔點晶型β在205℃處出現(xiàn)一個尖銳的吸熱峰。采用熱分析法所需樣品量少，方法簡便靈敏，重現(xiàn)性好，是藥物多晶型研究中常見的一種方法［7］。

1.2紅外光譜（IR）法同一物質(zhì)的不同晶型，由于分子內(nèi)共價鍵的電環(huán)境不一樣，共價鍵強度也會有變化，紅外吸收光譜是共價鍵運動能級躍遷的結(jié)果，因此必然導(dǎo)致多晶型IR光譜的改變［8］。紅外光譜法較為簡便、快速，但同時圖譜的差異也可能來自其他方面的原因，如樣品純度不夠、同系物的錯標(biāo)、晶體的大小、KBr壓片過程的晶型轉(zhuǎn)變等。比如在鹽酸丁螺環(huán)酮的多晶型研究中，為避免KBr壓片時壓力可能引起的晶型轉(zhuǎn)變，采用石蠟糊法［9］，很好地測出了A、B兩種晶型在紅外光譜上的細(xì)微差別。當(dāng)然多晶型也有晶型不同而IR相同的情況，如苯乙阿托品的晶型Ⅰ和Ⅱ的IR就一樣［10］。

1.3X-射線粉末衍射法因為有機(jī)藥物不容易得到足夠大小和高純度的單晶，因此多采用粉末衍射法［11,12］，即采用單波長多角度對樣品粉末照射,儀器記錄衍射強度I/I0對2θ（θ為入射角）的變化曲線，不同晶型的晶胞參數(shù)如晶面距、晶面夾角等不同，所得到的衍射光譜也必然不一樣。近年來發(fā)展的小分子衍射區(qū)域檢測器為分析較小晶體或純度不夠的晶體提供了可能。許多樣品在使用熱分析法、顯微鏡檢查法或紅外光譜法無法分辨出差別的情況下,用X－射線衍射方法卻能得到滿意的結(jié)果［13,14］。

此外，也可以通過偏光顯微鏡或者電子掃描顯微鏡觀察固體藥物的微觀形態(tài),以快捷地鑒別某些藥物的晶型［15］，同時，核磁共振譜、紫外吸收光譜也可用做晶型的鑒別?？傊?，藥物的晶型確證工作，是一個綜合應(yīng)用各種研究方法及測定結(jié)果的分析判斷過程，所有方法都有各自的優(yōu)勢，同時也存在一定的局限性，只有通過對與晶型相關(guān)信息的全面分析，才能真正準(zhǔn)確地確證樣品的晶型。

2藥物多晶型對生物利用度的影響

晶型對藥物藥效的影響是目前藥學(xué)界比較關(guān)心的問題，同一藥物在療效上的差異,其原因除了因生產(chǎn)工藝上的不同而產(chǎn)生的質(zhì)量差異外,另一個可能因素就是藥物晶型的影響。

2.1同一藥物不同晶型的生物利用度差異有顯著性不同晶型的生物利用度差異主要是由溶解度和溶出速率不同引起?；前范奏奏び?種晶型，將其中溶解速度有顯著差異的Ⅰ型及Ⅱ型制成混懸劑，給大鼠灌胃，實驗結(jié)果表明Ⅱ型比Ⅰ型有較大的吸收［16］。利福定用不同溶劑結(jié)晶可以得到四種晶型，其中利福定Ⅳ型為有效劑型，動物實驗表明，Ⅳ型產(chǎn)品血藥濃度高峰是Ⅱ型產(chǎn)品血藥濃度高峰的10倍［17］。

藥物多晶型對生物利用度的影響，最典型的例子莫過于無味氯霉素［18］（氯霉素棕櫚酸酯）。無味氯霉素有A、B、C三種晶型及無定型，其中B晶型與無定型有效，而A、C兩種晶型無效。1975年以前，我國生產(chǎn)的無味氯霉素原料、片劑及膠囊劑，均為無效劑型，后來經(jīng)過進(jìn)一步研究，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出有活性的B型，并在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中增加了非活性晶型的含量限度，確保了藥物的療效。

2.2同一藥物不同晶型的生物利用度差異無顯著性具有多種晶型的藥物，其生物利用度也并非都存在明顯差異。對此研究較成熟的是H2-R阻斷劑－法莫替丁，將其飽和溶液緩慢冷卻或冰水浴速冷，可得到A、B兩種晶型，對兩種晶型在犬體內(nèi)的藥動學(xué)和生物利用度進(jìn)行研究，結(jié)果表明兩種晶型的體內(nèi)過程一致，tmax和Cmax無差異。程卯生等［19］對兩種晶型在健康人體內(nèi)的生物利用度進(jìn)行了研究比較，結(jié)果A、B兩種晶型片劑口服生物利用度分別為46.82％和49.10％，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，差異無顯著性（P＞0.05）。這可能是因為法莫替丁是帶有胍基的堿性化合物，晶型的差異并不影響其在酸性胃液中的迅速溶出，其片劑的溶出度為15min平均累積溶出97.0％以上，一旦成為溶液狀態(tài)，就不存在兩種晶型之別，因此它們的生物利用度差異無顯著性是合理的。

3影響固體藥物晶型的因素

固體藥物大多是分子晶體，晶格能較小，在藥物制劑的生產(chǎn)過程中，很多因素會導(dǎo)致晶型的轉(zhuǎn)變。了解并掌握這些因素,有利于合理設(shè)計處方和制訂工藝方案，避免產(chǎn)生不希望的晶型,從而保證藥品質(zhì)量及臨床療效。

3.1溶劑獲得多晶型樣品及晶型轉(zhuǎn)化的最主要方法是采用不同溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。布洛芬［20］的三種晶型可以分別通過乙醚、丙二醇、乙二醇為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。除溶劑種類外,溶劑的濃度和結(jié)晶時間也是需要考查的因素。另外，在固體制劑的制備過程中，我國目前仍以濕法制粒為主，而水和含醇水溶液是常用的粘合劑，這樣極有可能使藥物分子形成水合物而常導(dǎo)致藥物的晶型發(fā)生改變。

3.2研磨研磨粉碎這種動力化學(xué)作用由于做功能使固態(tài)多晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷秃蛠喎€(wěn)定型,從而達(dá)到藥物粒子比表面積和溶出度增大的目的，是藥物制劑制備過程中極為重要的一步，晶體藥物受壓后有可能產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變。如頭孢菌素、氯霉素棕櫚酸酯和消炎痛在研磨過程中均會發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。無水咖啡因［21］即使只研磨1min，也能通過X-射線衍射光譜分析觀察到其由穩(wěn)定型轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)定型。

研磨時溫度也影響晶型的轉(zhuǎn)變。吲哚美辛［22］穩(wěn)定的γ型，在4℃條件下，粉碎4h,成為非晶型；而在30℃條件下，經(jīng)6h粉碎轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)α型；亞穩(wěn)態(tài)α型在4℃下,經(jīng)2h粉碎轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷?；而?0℃時,雖經(jīng)過10h也不變?yōu)榉蔷汀Ｒ虼?藥物在較低的溫度下粉碎或研磨有利于非晶型的生成,而在較高的溫度下粉碎或研磨有利于穩(wěn)定型或亞穩(wěn)型的生成。

3.3混懸混懸型液體制劑在貯存過程中常常發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，如甲基氫化潑尼松、巴比妥等混懸液。

3.4溫度溫度直接影響結(jié)晶速率和多晶型的種類。藥物制劑的制備過程中，通常需要進(jìn)行干燥或加熱滅菌等工藝處理，當(dāng)達(dá)到某一特定的溫度時，可能發(fā)生晶型的轉(zhuǎn)變，如扎來普隆（zaleplon）、甲氧氯普胺、巰基嘌呤等。此外，熔融物冷卻時,也可發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。例如無味氯霉素的生產(chǎn)工藝中,無效晶型A經(jīng)過熔融（87℃～89℃）和快速冷卻,可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У腂型。

3.5濕度對于極易吸濕的晶型,微量的水分即可能使藥物得到或失去結(jié)晶水而發(fā)生轉(zhuǎn)晶現(xiàn)象。如咖啡因Ⅰ型和Ⅱ型樣品吸潮后會緩慢轉(zhuǎn)變成水合物晶型［23］。

3.6壓力片劑壓片過程中,壓力可能引起晶型的轉(zhuǎn)變［24］。

另外，升華、加入附加劑、痕量金屬或酸、堿、非溶劑的存在，也會引起晶型的轉(zhuǎn)變。

4研究藥物多晶型的意義

由于藥物的多晶型現(xiàn)象，導(dǎo)致藥物在溶解度、熔點、密度、穩(wěn)定性、生物利用度等出現(xiàn)差異，因此，各國藥典開始對一些藥物的多晶型進(jìn)行質(zhì)量控制。如卡馬西平，中、美、英三國藥典都通過IR標(biāo)準(zhǔn)圖譜對其晶型做了限定。目前，國內(nèi)對多晶型的問題越來越重視，但是在具體研究方面以及藥審部門技術(shù)審評要求方面尚無明確的尺度。

對于一個新藥化合物的晶體學(xué)研究，是在藥物設(shè)計初期研究的一項重要內(nèi)容，確定或選擇一種在制劑加工工藝或臨床治療學(xué)上有意義的某種晶型，避免因晶型問題而導(dǎo)致研究的重復(fù)，對新藥化合物的生物活性具有重大意義。

此外,研究藥物多晶型現(xiàn)象及其性質(zhì)，還將有助于提高藥物穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量均一性；有助于提高生物利用度，降低不良反應(yīng)，增進(jìn)臨床療效；有助于藥物給藥途徑的選擇與設(shè)計；有助于藥物制劑工藝參數(shù)的確定，特別是在制劑過程容易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)換的藥物的制劑工藝參數(shù)控制，從而有助于控制藥品生產(chǎn)質(zhì)量。

5結(jié)束語

藥物的多晶型是影響藥品質(zhì)量的因素之一，它對原料藥及藥物制劑的制備，以及制劑的穩(wěn)定性、溶出度及生物利用度等有著不可忽視的影響，有的甚至帶來毒副作用。國家有關(guān)管理部門與研究機(jī)構(gòu)已開始重視藥物多晶型問題的研究，但對藥典上已經(jīng)收錄的各類固體藥物的晶型問題尚缺少必要的、有效的、定量的檢測數(shù)據(jù)支持，在固體晶型藥物研究方面與國際水平仍存在著較大的差距。

【參考文獻(xiàn)】

1沈建林，姜倩，張鈞壽.藥物多晶型的研究進(jìn)展.中國醫(yī)院藥學(xué)雜志，2001，21（5）:304-305.

2SohnYT.Theeffectsofpesudopolymorphismontherelativebioavailabilityofamoxicillin.YakhakHoechi,1998,42（5）:468.

3唐萬軍,陳棟華,張健,等.熱分析技術(shù)在藥物研究中的應(yīng)用.化學(xué)研究與應(yīng)用,2001,13（1）:16-20.

4KenyaKimura,FumitoshiHirarama,KaneloUekama.CharacterizationofTolbutamidepolymorphs（BurgersFormⅡandⅣ）andpolymorphictransitionbehavior.JPharmSci,1999,88（4）:385.

5潘見，張勇，袁傳勛.葛根素的多晶型研究.藥物分析雜志，2004,24（2）:119-122.

6李振華，平其能，朱穎，等.頭孢呋新酯的多晶型研究.中國藥科大學(xué)學(xué)報,1997,28（1）:23-27.

7GehenotA,RaoRC,MaireG,etal.Valueofthermalanalysisinthecriticalevaluationofclassicalmethodsofmeltingpointdetermination.IntJPharm,1988,45（1-2）:13.

8DeSpiegeleerB,SeghersD,WiemeR,etal.DeterminationoftherelativeamountsofthreecrystalformsofabenzimidazoledrugincomplexfinishedformulationsbyFT-Ramanspectroscopy.PharmBiomedAnal,2005,9（2）:275-280.

9杜青，平其能.鹽酸丁螺環(huán)酮的多晶型研究.中國藥科大學(xué)學(xué)報,2000,31（2）:102-104.

10謝云德，焦克芳.苯乙阿托品鹽酸鹽的兩種晶型研究.沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,1996,13（2）:101.

11BanerjeeS,MukherjeeAK,BanerjeeI,etal.Synthesis,spectroscopicstudiesandabinitiostructuredeterminationfromX-raypowderdiffractionofbis-（N-3-acetophenylsalicylaldiminato）copper（Ⅱ）.CrystResTechnol,2005,40（8）:815－821.

12RebantaB,JonS,GregoryE,etal.ApplicationofpowderX-raydiffractioninstudyingthecompactionbehaviorofbulkpharmaceuticalpowders.PharmSci,2005,94（11）:2520-2530.

13DunitzJD.Phasetransitionsinmolecularcrystalsfromachemicalviewpoint.PureApplChem,1991,63（2）:177.

14IpDP,BrennerGS,StevensonJM,etal.Highresolutionspectroscopicevidenceandsolutioncalorimetrystudiesonthepolymorphsofenalaprilmaleate.IntJPharm,1986,28（2-3）:183.

15MGeorgeGary,HarrisRobinK,CippendaleAMargaret,etal.Conformationalanalysisbymagic-anglespinningNMRspectroscopyforaseriesofpolymorphsofadisperseazobenzenedyestuff.JChemSoc,PerkinTrans2,1996,（8）:1733.

16劉崇悌.藥物晶型改變與晶癖以及它們對藥物質(zhì)量及臨床藥效的重要影響.國外醫(yī)學(xué)藥學(xué)分冊，1980,7（4）:207.

17鄒元概，李玉琛，畢興福.對不同晶型利福定的研究.中國藥物化學(xué)雜志，1991,22（3）:68.

18陳國滿.無味氯霉素的多晶型物.藥學(xué)通報,1982,17（2）:29.

19程卯生，王敏偉，廖錦來，等.法莫替丁的多晶型與生物利用度.中國藥物化學(xué)雜志,1994,4（2）:110.

20侯秀清，戚雪勇，王立軍.布洛芬3種晶型的制備及其溶解度測定.江蘇藥學(xué)與臨床研究，2003,11（6）:62-63.

21PirttimarkiJ,LaineE,KetolainenJ,etal.Effectsofgrindingandcompressionofcrystalstructureofanhydrouscaffeine.IntJPharm,1993,95（1-3）:93.

22OtsukaM,OtsukaK,KaneniwaN.Relationbetweenpolymorphictransformationpathwayduringgrindingandthephysicochemicalpropertiesofbulkpowdersforpharmaceuticalpreparations.DrugDevIndPharm,1994,20（9）:1649-1660.

23PirttimakiJukka,LaineEnsio.Thetransformationofanhydrateformsofcaffeineat100%RHand0%RH.EurJPharmSci,1994,1（4）:203.

24OtsukaM,MatusdaY.Therolegrindinginthedesignofpharmaceuticaldosageforms.PharmTechJpn,1994,10（8）:977.