冷冻干燥新技术在新剂型设计中的应用研究

论文摘要

药理活性物质中约有四分之三是亲脂性化合物。亲脂性药物的水溶性差，口服后往往生物利用度低；其中有些需要以静注方式给药的，由于溶解性问题，使临床应用受到限制；还有一些药物的化学性质不稳定，在制备和贮存过程中容易降解，也给制剂的生产和使用带来不便。环糊精包合、固体分散和脂质体等新技术由于能够改善药物的溶解性和稳定性，解决某些传统制剂技术面临的难题，近年来人们对此进行了大量的深入研究。但这些新技术应用的制备方法多数存在一定的局限性，很多工艺只适于实验室小规模制备，工业化生产比较困难。如，有些方法重现性差，有的需要加热，或需要加入毒性较大的有机溶剂，或工艺复杂，使实际应用受到限制。因此，开发新的简单有效的药物制剂技术，是当前药剂学研究的重要内容和方向。本课题提出用叔丁醇作为亲脂性药物的溶剂，通过冷冻干燥新技术制备环糊精包合物、固体分散体和脂质体制剂。冷冻干燥新技术制备亲脂性药物环糊精包合物：在对单相溶液和原辅材料的有关性质和冻干工艺研究的基础上，发明了两种制备环糊精包合物的方法。1)将亲脂性药物的叔丁醇溶液和环糊精的水溶液按一定比例混合，制成单相溶液，经过滤除菌，冷冻干燥，即得亲脂性药物环糊精包合物的疏松冻干粉。2)将亲脂性药物和羟丙基β环糊精按一定比例溶于叔丁醇中，溶液经过滤，冷冻干燥，得到亲脂性药物羟丙基β环糊精包合物的冻干粉。DSC，FTIR，XRD及SEM结果表明：药物在冻干粉中以无定形的形式存在，与环糊精存在分子间相互作用；表观溶解度实验结果表明：包合物溶解度较单一药物和物理混合物明显增加；体外释放实验结果表明：包合物中药物释放速率显著加快。证明了单相溶液冻干法和叔丁醇溶液冻干法能够制备亲脂性药物环糊精包合物。采用单相溶液冻干法制备尼莫地平羟丙基β环糊精包合物。大鼠口服药动学实验结果表明，包合物组的药物表观吸收速率明显高于物理混合物组和市售片剂组，血药浓度达峰时间提前，生物利用度是市售制剂的1.66倍，表明将尼莫地平制成HPβCD包合物有利于快速起效，促进吸收，提高生物利用度。冷冻干燥新技术制备亲脂性药物固体分散体：对于在有机溶剂中溶解性好的水溶性载体材料，如PEG1500、PEG4000、PEG6000、PVP和Poloxamer188等，发明了将药物与载体按一定比例溶于叔丁醇，通过冷冻干燥，制备固体分散体的方法；对于在有机溶剂中溶解性差，而水溶性好的载体材料，如甘露醇等，则可以将药物和载体溶解于叔丁醇-水共溶剂系统中，溶剂通过冷冻干燥除去。DSC结果表明：脂溶性药物以单分子形式分散于水溶性载体材料中，药物以无定形态存在；FTIR结果表明：药物与载体间形成氢键，产生了分子水平的相互作用力；显微镜照片表明：药物的结晶消失，形成了新的固相；体外释放实验结果表明：固体分散体的溶出速率显著增加。证明了单相溶液冻干法和叔丁醇溶液冻干法能够制备亲脂性药物固体分散体。单相溶液冻干法制备尼莫地平前体脂质体：将类脂材料和尼莫地平溶于叔丁醇，冻干保护剂溶于水，按一定比例混匀，过滤，分装，冷冻干燥除去溶剂，得到的冻干产物加水水化，可制成粒径分布均匀的单室脂质体。在对尼莫地平脂质体的理化性质研究基础上，对脂质体包封率、粒径影响因素进行考察。结果表明：用单相溶液冻干法获得了包封率高、粒径小且分布均匀、无溶血性的尼莫地平脂质体。可以解决由于尼莫地平的难溶性和临床使用的注射剂中有机溶剂对血管有严重刺激性的问题。用小鼠为实验动物模型，与尼莫地平溶液剂比较，尾静脉单剂量注射给药进行了药动学研究。结果表明：脂质体明显延长了尼莫地平在血浆和脑组织中的滞留时间，减慢了消除速率。脂质体组血浆和脑组织中AUC分别为溶液组的1.70和1.62倍，生物利用度提高。尼莫地平脂质体有望成为尼莫地平注射剂的替代产品。叔丁醇熔点高，蒸汽压高，溶剂在冷冻干燥过程中升华迅速，除去完全，冻干循环时间短，是理想的冻干介质；叔丁醇既含有亲水性基团，又含有亲脂性基团，可以任意比例与水相混溶，还是亲脂性药物的优良溶剂。用冷冻干燥新技术制备环糊精包合物、固体分散体、脂质体等新剂型，由于可以避免与水的接触，且操作条件温和，无需加热，因而尤其适合于容易水解、对热不稳定的药物。与以往的制备方法相比，操作容易，工艺简单，成本经济，可直接得到无菌制剂，在工业生产中有良好的应用价值和应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 前言
• 第一部分
• 第一章 单相溶液冻干法制备亲脂性药物环糊精包合物
• 第一节 单相溶液的研究
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.单相溶液黏度的测定
• 2.2.单相溶液中药物溶解度的测定
• 2.3.单相溶液玻璃化转变温度的测定
• 3.结果与讨论
• 3.1.叔丁醇浓度对单相溶液黏度的影响
• 3.2.叔丁醇浓度对药物溶解度的影响
• 3.3.叔丁醇浓度对单相溶液饱和蒸汽压的影响
• 3.4.单相溶液的玻璃化转变温度
• 第二节 单相溶液冻干法制备布地奈德和沙美特罗环糊精包合物
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.β环糊精-水-叔丁醇和羟丙基β环糊精-水-叔丁醇相图的制备
• 2.2.布地奈德和沙美特罗的相溶解度测定
• 2.3.布地奈德和沙美特罗环糊精包合物的制备
• 3.结果与讨论
• 3.1.β环糊精-水-叔丁醇和羟丙基β环糊精-水-叔丁醇的相图
• 3.2.布地奈德和沙美特罗的相溶解度
• 3.3.环糊精包合物可能的形成机制
• 3.4.相分离
• 3.5.叔丁醇作为亲脂性药物溶剂的优势
• 3.6.叔丁醇-水共溶剂作为环糊精和药物反应溶剂的优势
• 3.7.冷冻干燥介质的选择
• 3.8.有机溶剂选择的依据
• 3.9.叔丁醇对样品坍塌温度的影响
• 第三节 布地奈德和沙美特罗分析方法的建立
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.方法和结果
• 2.1.布地奈德的HPLC色谱条件
• 2.2.布地奈德标准贮备液和对照液的配制
• 2.3.布地奈德分析方法的确证
• 2.3.1.方法的选择性
• 2.3.2.标准曲线和线性范围
• 2.3.3.精密度
• 2.3.4.回收率
• 2.4.布地奈德样品的测定
• 2.5.沙美特罗的HPLC色谱条件
• 2.6.沙美特罗检测波长的选择
• 2.7.沙美特罗标准贮备液和对照液的配制
• 2.8.沙美特罗分析方法的确证
• 2.8.1.方法专属性和系统适用性
• 2.8.2.标准曲线和线性范围
• 2.8.3.精密度
• 2.8.4.回收率
• 2.9.沙美特罗样品的测定
• 第四节 布地奈德和沙美特罗环糊精包合物的验证
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.差示扫描量热法（DSC）
• 2.2.傅立叶红外光谱法（FTIR）
• 2.3.X射线衍射法（XRD）
• 3.结果与讨论
• 3.1.差示扫描量热分析
• 3.2.傅立叶红外光谱分析
• 3.3.X射线衍射分析
• 第五节 布地奈德和沙美特罗环糊精包合物的溶解度和体外释放研究
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.溶解度实验
• 2.2.体外释放实验
• 3.讨论
• 第六节 叔丁醇残留量的测定及影响因素考察
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.叔丁醇测定方法的建立
• 2.1.1.色谱条件
• 2.1.2.标准贮备液和内标溶液的配制
• 2.1.3.方法的专属性
• 2.1.4.线性关系
• 2.1.5.精密度
• 2.1.6.回收率
• 2.2.冻干样品叔丁醇残留量的测定
• 2.3.叔丁醇残留量的影响因素考察
• 2.3.1.叔丁醇浓度对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.2.环糊精种类对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.3.药物对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.4.分装量对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.5.冷冻方式对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.6.回火对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.7.二次干燥时间对叔丁醇残留量的影响
• 2.3.8.贮存环境湿度对叔丁醇残留量的影响
• 3.讨论
• 本章小结
• 参考文献
• 第二章 叔丁醇溶液冻干法制备亲脂性药物HPβCD包合物
• 第一节 叔丁醇溶液冻干法制备酮洛芬和尼群地平HPβCD包合物
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.HPβCD在叔丁醇中溶解度的测定
• 2.2.HPβCD的叔丁醇溶液黏度的测定
• 2.3.酮洛芬和尼群地平相溶解度的测定
• 2.4.低温DSC测定HPβCD叔丁醇溶液的玻璃化转变温度
• 2.5.叔丁醇溶液冻干法制备酮洛芬和尼群地平的HPβCD包合物
• 2.6.叔丁醇、共溶剂与水升华速率的测定
• 2.7.叔丁醇残留量的测定
• 3.结果与讨论
• 3.1.HPβCD在叔丁醇中溶解度的测定
• 3.2.HPβCD浓度对叔丁醇溶液黏度的影响
• 3.3.相溶解度研究及包合过程中有关热力学参数的测定
• 3.4.低温DSC测定HPβCD叔丁醇溶液的玻璃化转变温度
• 3.5.HPβCD包合物可能的形成机制
• 3.6.叔丁醇作为亲脂性药物HPβCD包合物制备溶剂的优势
• 3.7.包合材料的选择
• 3.8.叔丁醇、共溶剂与水升华速率比较
• 3.9.叔丁醇的残留量
• 3.10.冻干样品外观
• 第二节 酮洛芬和尼群地平分析方法的建立
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.酮洛芬分析方法的建立
• 2.1.1.紫外吸收波长的确定
• 2.1.2.标准曲线
• 2.1.3.精密度
• 2.1.4.回收率
• 2.2.尼群地平分析方法的建立
• 2.2.1.色谱条件
• 2.2.2.线性关系
• 2.2.3.精密度
• 2.2.4.回收率
• 第三节 酮洛芬和尼群地平HPβCD包合物的验证
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.差示热分析法（DSC）
• 2.2.傅立叶红外转换光谱法（FTIR）
• 2.3.X射线衍射法（XRD）
• 2.4.扫描电子显微镜（SEM）
• 3.结果与讨论
• 3.1.差示热分析
• 3.2.傅立叶红外转换光谱分析
• 3.3.X射线衍射分析
• 3.4.扫描电子显微镜
• 第四节 酮洛芬和尼群地平HPβCD包合物溶解性和体外释放研究
• 1.材料与仪器
• 1.1.试剂
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.酮洛芬HPβCD包合物可湿性的测定
• 2.2.酮洛芬和尼群地平HPβCD包合物溶解度的测定
• 2.3.酮洛芬和尼群地平HPβCD包合物体外释放研究
• 3.讨论
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 尼莫地平HPβCD包合物的制备及药动学研究
• 第一节 单相溶液冻干法制备尼莫地平HPβCD包合物
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.尼莫地平分析方法的建立
• 2.1.1.色谱条件
• 2.1.2.方法专属性
• 2.1.3.标准曲线
• 2.1.4.精密度
• 2.1.5.回收率
• 2.1.6.含量测定
• 2.2.相溶解度研究
• 2.3.单相溶液冻干法制备尼莫地平HPβCD包合物
• 第二节 尼莫地平HPβCD包合物的验证
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.差示扫描量热法（DSC）
• 2.2.傅立叶红外转换光谱法（FTIR）
• 2.3.X射线衍射法（XRD）
• 3.结果与讨论
• 3.1.差示扫描量热分析
• 3.2.傅立叶红外转换光谱分析
• 3.3.X射线衍射分析
• 第三节 尼莫地平HPβCD包合物溶解度和体外释放研究
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.溶解度
• 2.2.体外释放研究
• 第四节 尼莫地平HPβCD包合物药动学研究
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法与结果
• 2.1.体内分析方法
• 2.1.1.色谱条件
• 2.1.2.尼莫地平系列标准溶液的配制及内标溶液的配制
• 2.1.3.血浆样品处理方法
• 2.1.4.方法专属性
• 2.1.5.标准曲线和线性范围
• 2.1.6.精密度和准确度
• 2.1.7.回收率
• 2.2.尼莫地平HPβCD包合物大鼠口服药动学研究
• 2.2.1.给药方案与样品采集
• 2.2.2.数据处理
• 2.2.3.实验结果
• 3.讨论
• 本章小结
• 参考文献
• 第二部分
• 第四章 冷冻干燥法制备亲脂性药物固体分散体
• 第一节 叔丁醇溶液冻干法制备尼莫地平固体分散体
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.制备药物与载体材料的叔丁醇溶液
• 2.2.冷冻干燥叔丁醇溶液
• 3.结果与讨论
• 3.1.制备固体分散体可能的形成机制
• 3.2.制备固体分散体的溶剂的选择
• 3.3.制备固体分散体的载体材料的选择
• 3.4.与熔融法制备药物PEG固体分散体比较
• 3.5.与溶剂法、熔融法制备药物Poloxamer188固体分散体比较
• 3.6.与溶剂法、冷冻干燥法制备药物PVP固体分散体比较
• 3.7.叔丁醇溶液冻干法制备药物磷脂固体分散体展望
• 第二节 单相溶液冻干法制备尼莫地平固体分散体
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.甘露醇-水-叔丁醇三相图的制备
• 2.2.制备单相溶液
• 2.3.冷冻干燥单相溶液
• 2.4.相分离
• 3.结果与讨论
• 3.1.甘露醇-水-叔丁醇的三相图
• 3.2.相分离
• 第三节 尼莫地平固体分散体分析方法的建立
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.色谱条件
• 2.2.尼莫地平分析方法的确证
• 2.2.1.方法专属性
• 2.2.2.回收率
• 2.3.样品测定
• 第四节 尼莫地平固体分散体的验证
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.差示扫描量热法（DSC）
• 2.2.傅立叶红外光谱法（FTIR）
• 2.3.显微镜观察
• 3.结果与讨论
• 3.1.差示扫描量热分析
• 3.2.傅立叶红外光谱分析
• 3.3.显微镜观察
• 第五节 尼莫地平固体分散体溶解度与体外释放研究
• 1.仪器与材料
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.实验方法
• 2.1.固体分散体的溶解度
• 2.2.固体分散体的体外释放
• 3.结果与讨论
• 3.1.溶解度
• 3.2.载体材料种类对固体分散体体外释放的影响
• 3.3.载体材料比例对固体分散体体外释放的影响
• 3.4.固体分散体中药物释放机制
• 3.5.再结晶现象
• 本章小结
• 参考文献
• 第三部分
• 第五章 单相溶液冻干法制备尼莫地平脂质体及体内动力学研究
• 第一节 单相溶液冻干法制备尼莫地平脂质体
• 1.材料与仪器
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.尼莫地平脂质体分析方法
• 2.1.1.色谱条件
• 2.1.2.方法专属性
• 2.1.3.回收率
• 2.1.4.样品测定
• 2.2.海藻糖-水-叔丁醇相图的制备
• 2.3.单相溶液冻干法制备尼莫地平前体脂质体
• 3.讨论
• 第二节 尼莫地平脂质体包封率及粒径影响因素考察
• 1.材料与仪器
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.尼莫地平前体脂质体包封率的测定
• 2.2.尼莫地平脂质体包封率影响因素考察
• 2.2.1.磷脂浓度对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.2.2.膜材组成对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.2.3.糖脂比对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.2.4.药脂比对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.2.5.磷脂／胆固醇比对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.2.6.冻干保护剂种类对尼莫地平脂质体包封率的影响
• 2.3.不同处方因素对尼莫地平脂质体粒径的影响
• 2.3.1.膜材对尼莫地平脂质体粒径的影响
• 2.3.2.冻干保护剂种类对尼莫地平脂质体粒径的影响
• 2.3.3.冻干保护剂浓度对尼莫地平脂质体粒径的影响
• 3.讨论
• 第三节 尼莫地平脂质体理化性质
• 1.材料与仪器
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.尼莫地平脂质体的形态
• 2.2.重建尼莫地平脂质体平均粒径及粒度分布
• 2.3.重建尼莫地平脂质体Zeta电位
• 2.4.尼莫地平前体脂质体稳定性考察
• 2.5.重建尼莫地平脂质体的溶血性考察
• 2.6.尼莫地平脂质体体外释放
• 3.讨论
• 第四节 尼莫地平脂质体药动学评价
• 1.材料与仪器
• 1.1.材料
• 1.2.仪器
• 2.方法与结果
• 2.1.体内分析方法
• 2.1.1.色谱条件
• 2.1.2.尼莫地平系列标准溶液和内标溶液的配制
• 2.1.3.血浆及脑组织样品处理方法
• 2.1.4.方法专属性
• 2.1.5.标准曲线和线性范围
• 2.1.6.精密度和准确度
• 2.1.7.回收率
• 2.2.尼莫地平小鼠尾静脉注射药动学研究
• 2.2.1.尼莫地平溶液剂的制备
• 2.2.2.给药方案与样品采集
• 2.2.3.数据处理
• 2.2.4.实验结果
• 2.2.5.尼莫地平血浆浓度与脑组织浓度的相关性
• 3.讨论
• 本章小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 作者简介