购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

第一节
剂型与处方设计

药物剂型种类很多,制剂工艺也各有特点,研究中会面临许多具体情况和特殊问题。但制剂研究的总体目标是一致的,即通过一系列研究工作,保证剂型选择的依据充分、处方合理、工艺稳定、生产过程能得到有效控制、适合工业化生产。

一、药物剂型的重要性

1.可提高药物的稳定性 质子泵抑制剂奥美拉唑对溃疡的治疗效果较好,但在胃中不稳定,制成肠溶制剂则可提高其稳定性,从而提高生物利用度。通常,固体剂型稳定性优于液体剂型;包衣制剂稳定性高于普通制剂;冻干粉针稳定性优于常规注射液等。

2.可降低药物的不良反应氨茶碱具有较好的哮喘治疗效果,但治疗窗较窄,可引起心律失常、心率增快等不良反应,将其制成栓剂则可减轻这种不良反应;红霉素等大环内酯类抗生素对胃黏膜有刺激性,将其制成肠溶制剂可减轻黏膜刺激性。缓、控释制剂能保持血药浓度平稳,避免血药浓度的峰谷现象,从而降低药物的不良反应。

3.可改变药物的作用性质 多数药物改变剂型后作用性质不变,但有些药物剂型改变会改变其作用性质,如硫酸镁制成溶液剂口服时有致泻作用,如将它制成静脉注射液,则为抗惊厥药,用于子痫等症。

4.可改变药物的作用速度 注射剂、吸入气雾剂、速释制剂等剂型起效快,常用于急救或需快速起效的药物(如解热镇痛药、抗生素等);而缓释制剂、植入制剂、透皮制剂等由于释药速度缓慢、持久,常用于慢性疾病或需长期用药疾病的治疗。

5.可产生靶向传递作用 微粒给药系统的静脉注射剂,如脂质体、纳米粒等进入血液循环系统后,被网状内皮系统的巨噬细胞所吞噬,从而使药物浓集于肝、脾等器官,起到肝、脾的被动靶向作用;针对胃肠道特定的pH和酶,设计具有胃肠道定位作用的口服制剂,如根据结肠特殊的pH和酶,设计结肠靶向制剂等。

6.可改善患者的依从性对于老人、儿童及有吞咽困难的患者来讲,口服药物不便,可考虑制成栓剂、贴剂等外用给药制剂,提高患者的依从性。

二、药物剂型选择的基本原则

药物研发人员通过对原料药理化性质及生物学性质的考察,根据临床治疗和应用的需要,选择适宜的剂型。

(一)根据临床用药目的及给药途径确定剂型

临床疾病种类繁多,为了适应治疗疾病的性质、治疗的方式、患者的年龄和疾病状态,针对疾病的种类和特点,确定合适的给药途径和相应的剂型。如抢救危重患者、急症患者或昏迷患者,选择速效剂型和非口服剂型,如注射剂、舌下片剂、气雾剂等;药物作用需要持久延缓的,可用缓释片剂、微型胶囊剂等长效剂型;局部用药,根据显效部位采用相应的外用剂型,如栓剂、锭剂等。

剂型还需与给药途径相适应,经胃肠道吸收的药物选用各种口服剂型,如片剂、胶囊剂、散剂、内服液体制剂等;不经胃肠道给药则可选择注射给药(各种注射剂型、植入剂、透析溶液)、呼吸道给药(气雾剂)、皮肤给药(洗剂、膏剂)、黏膜给药(滴眼剂、膜剂)等。

(二)根据药物的理化性质和生物学性质确定剂型

剂型设计要考虑药物的理化性质和生物学性质,以便充分发挥药物的效力或克服药物本身的某些缺点。

原料药某些理化性质可能对制剂质量及生产造成影响,包括原料药的色泽、臭味、pH、解离常数(p K a )、粒度、晶型、比旋度、光学异构体、熔点、水分、溶解度、油/水分配系数、溶剂化/或水合状态等,以及原料药在固态和/或溶液状态下在光、热、湿、氧等条件下的稳定性情况。因此,建议根据剂型的特点及给药途径,对原料药有关关键理化性质进行了解,并通过实验考察其对制剂的影响。譬如,药物的溶解性可能对制剂性能及分析方法产生影响,是进行处方设计时需要考虑的重要理化常数之一。原料药粒度可能影响难溶性药物的溶解性能、液体中的混悬性、制剂的含量均匀性,有时还会对生物利用度及临床疗效产生显著影响。如果存在上述情况,则需要考察原料药粒度对制剂相关性质的影响。

如果研究结果证明某些参数变异大,而这些参数对保证制剂质量非常重要,这时,需要注意对原料药质控标准进行完善,增加这些参数的检查并规定限度。对于影响制剂生物利用度的重要参数(如粒度、晶型等),其限度的制定尚需要依据临床研究的结果。

在药物剂型设计过程中,还必须了解药物的药理特性和药效性质,用以指导剂型和制剂设计。新制剂研制出来后,根据新制剂的适应证进行相应的药效学评价也是必要的,以证明原药的药效是否得以保持。临床前研究要求在动物体内进行药效学评价,对于不改变给药途径、制备工艺没有发生重大变更的剂型品种可用文献资料替代。

对于创新药开发,需要快速开展临床Ⅰ期和Ⅱ期研究,以获得对安全性和有效性的支持性数据。因此,大多数情况下,研究者会尽可能选择较为简单的剂型,以便于剂量的调整、受试者的服用等,这样就使得在研究的后期(如临床Ⅱ期中后段、临床Ⅲ期)常常需要变更剂型。此时,给药途径未发生变化,但制剂的处方和制备工艺可能发生了重大变更,这就需要参照对应的变更指导原则开展生物利用度或生物等效性研究。

药物的不良反应也是剂型设计应考虑的重要因素。对于单纯改变剂型的新制剂,由于原料药在临床上已经得到应用,临床应用的毒副反应已经明确,剂型设计时较容易考虑,如果可检索到原料药的毒理学资料,可免做部分实验。对于改变给药途径的新制剂应进行毒理学研究,包括急性、慢性毒性,有时还要进行致畸、致突变、致癌等实验。对于局部用药的制剂必须进行刺激性实验。对于全身用药的大输液,除进行刺激性实验外,还要进行过敏实验、溶血实验及致热原检查。对于创新药物,只能通过毒理学研究结果确定药物临床应用可能发生的毒副作应。

(三)临床用药的安全性与顺应性

药品作为一种特殊的商品,其使用的安全性与顺应性也是剂型选择中需要关注的问题。如:长效缓释剂型可以使短效药物在较长时间内起作用,维持平稳的血药浓度,减少服药次数;靶向制剂利用载体将药物导向病灶器官,能增强疗效,减少全身毒副作用;口服溶液、泡腾片、分散片便于老年人、儿童及吞咽困难的患者服药。据报道,每日用药一次,顺应性达75%;每日用药二、三次、四次,顺应性分别为70%、52%和42%。从疗程上考虑,三天为一疗程,顺应性为51%,六天、七天为一疗程,顺应性分别为30%和20%。

另外,剂型选择还要考虑制剂工业化生产的可行性及生产成本。一些抗菌药物在剂型选择时应考虑到尽量减少耐药菌的产生,延长药物临床应用周期。

三、处方筛选和制备工艺优化

在给药途径和剂型确定的前提下,制剂的开发过程主要包括了处方研究和生产工艺研究。另外,包装材料的选择和确定将在第三节中讲述。

(一)处方组成

1.原料药在进行处方设计时,需要重点关注与制剂生产及制剂性能相关的原料药的关键理化特性,如晶型、溶解性、粒度分布等。

(1)多晶型现象:固体药物有结晶型和非结晶型(无定形)之分。构成药物结晶的基本单元为晶格,在晶格中药物分子以一定的规律排列。而无定形是分子以无序的方式排列,不具有明确的晶格。若药物结晶中包含结晶溶剂分子,就称为溶剂化物。当该溶剂为水时(即含有结晶水),通常称为水合物。药物的不同晶型是由分子在晶格中排列方式的不同所致。

固体药物存在不同的晶型,或存在结晶型与无定形,或存在非溶剂化物与溶剂化物、不含或含有结晶水等现象,就称为该药物存在多晶型现象。存在多晶型现象的药物,由于晶格能的不同,其不同晶型可具有不同的化学和物理性质。如不同的熔点、化学反应性、表观溶解度、溶出速率、光学和机械性质、蒸汽压、密度等。多晶型药物不同晶型之间理化性质的不同,可能对原料药及制剂的制备、稳定性、制剂的溶出度及生物利用度等产生影响。例如,不同晶型之间不同的表观溶解度和溶解速率,可能导致制剂有不同的溶出速率,研究者需关注此差异对生物利用度和生物等效性的影响。棕榈氯霉素也称无味氯霉素,本身无抗菌作用,只有在十二指肠中被酶水解释放出氯霉素后才能发挥疗效。据文献报道,棕榈氯霉素的晶型有A型、B型、C型及无定型等数种,A型为稳定型,B型为亚稳定型,C型为不稳定型(易转变为A型)。棕榈氯霉素在人体内的吸收与原料晶型有关,不同晶型的疗效有显著不同。

原料的多晶型还可以表现出不同的物理和机械性质,包括吸湿性、粒子形状、密度、流动性和可压性等,这些可能会影响制剂的制备工艺;多晶型也可具有不同的稳定性,通常选择最稳定的热动力学形态,因为它转变为其他晶型的可能性最低,并且具有最佳的化学稳定性。如,有研究表明结晶型的新生霉素比无定型溶解慢,无定型新生霉素在水中混悬,呈亚稳定型,在静置过程中会变为稳定的结晶型。由于结晶型的溶解速度过慢,无法达到或维持有效的药物浓度,进而导致药效的丧失。加入高分子材料可延缓结晶过程的进行,其机制可能与高分子材料阻碍了药物分子的扩散,进而影响了晶核的生成和成长有关。这类高分子材料常见的有甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚维酮、海藻酸钠、聚乙二醇等。表面活性剂也能阻止晶型转变,可能是由于它被吸附在界面起到了干扰作用或新生成的晶核被表面活性剂增溶所致。

(2)溶解度和溶解速率:对固体制剂来说,药物最好有较大的溶解度和溶解速率。溶解度也是评价候选药物是否值得被进一步开发的关键因素之一,因为水溶性代表了这个候选分子在溶解后能被吸收的量。如果候选分子的水溶解度较差,则在有限的胃肠道停留时间中,溶出将成为吸收的限速步骤。水溶性低于100µg/ml的候选分子被认为是难溶性的,由于其溶解速率较慢,因此可能吸收不完全。

在制剂开发之初,首先需要了解药物在不同pH条件下的溶解度,简称pH-溶解度。通过这一项研究能够获知原料的溶解性是否为pH依赖型,为液体制剂选择合适的缓冲溶液体系,为口服固体制剂选择合适的体外溶出介质,建立适宜的体外溶出方法提供依据。溶出介质的选择是结合溶解度和制剂规格确定的,以保证符合漏槽条件(定义为至少3倍于药物饱和浓度体积的介质体积)。更进一步地,还能为制剂的体内溶出和/或吸收的特征、生物利用度和生物等效性的研究提供参考。

对于口服固体制剂的开发(尤其是仿制药)而言,必须熟知并能灵活运用生物药剂学分类系统(BCS)的知识。它是一种基于药物的水溶性和肠道渗透性特征的科学方法。BCS将药物分为四类:Ⅰ类是高溶解性,高渗透性;Ⅱ类是低溶解性,高渗透性;Ⅲ类是高溶解性,低渗透性;Ⅳ类是低溶解性,低渗透性。在37℃±1℃的条件下,如果最高单次治疗剂量完全溶于250ml或更少的pH在1.2~6.8范围的水性介质中,则可认为该药物具有高溶解性。研究者在pH1.2~6.8的范围测得的最低溶解度将用于药物溶解性分类。应采用经验证的可指示稳定性的方法,在每种溶解度条件/pH下至少进行三次重复测定,所用介质可适当参考《中国药典》。此外,应证明药物在测定介质中具有足够的稳定性。如果在溶解度测定过程中药物不稳定(降解>10%),则不能充分确定溶解度,因此也不能对其进行BCS分类。在这种情况下,不能应用基于BCS的生物等效性豁免规则。

注射液的处方设计时则需要考虑在给药途径规定体积的注射用溶剂中能够溶解至少一个剂量的药物,而且应保证在贮藏温度范围内不析出、不发生化学降解。如紫杉醇(<0.1mg/ml)常用剂量以每次注射30mg计算,即使在1000ml注射用水中也难以满足治疗浓度。因此,在处方设计中需考虑剂型选择、溶液pH的调整以及增溶技术的应用等。

药物的溶解速率与其总表面积呈比例关系。增加药物表面积可提高其溶解速度,如:灰黄霉素、尼莫地平、联苯双酯采用微粉化减小原料粒径,提高溶解速率。另外,将药物制成盐类也是增加溶解度和溶解速率的常用方法,如:新生霉素、甲苯磺丁脲钠等。

溶解度的资料可通过查找文献、实验测定等途径获得。

(3)粉体学性质:粉体(powder)是指由许多单个固体粒子组成的集合体。其粒子来源、形态、大小不同,粒径分布、表面状态、比表面积、密度、流动性和吸附性等性质各异。在剂型研究中,许多剂型的性质和特征与粉体学密切相关。散剂就是一种粉体,其理化性质就是粉体学特征的体现。颗粒剂是借助黏合剂将药物粉粒制成粒子大小在数毫米范围的粗分散体系。填充于胶囊内的粉末也属于粉体。将药物制成固体分散体后,再将其粉碎成一定大小的粒子,便于制备成片剂或胶囊剂等,这些粉粒的集合体也具有粉体学的特征。此外,微囊、微球等制品也具有某些粉体学性质,一些药用辅料如稀释剂、黏合剂、崩解剂、润滑剂等都是典型的粉体。

粉体的性质研究不仅可阐明其固有的物理性质,更重要的是可指导制剂处方设计、工业化生产、质量控制、包装选择等。如两种或两种以上药物或辅料混合均匀性与物料的分散度、粒度、形态等有关;散剂、胶囊剂、片剂的生产中按容积分剂量的准确性受粉体堆密度、流动性等性质的影响;压片时,结晶性药物的形态、粒径大小与分布、流动性也与片剂的片重差异、压缩成型性有关;难溶性药物的溶出度和生物利用度也与粉体的粒径大小、比表面积、润湿性密切相关;混悬剂中粒子的大小可改变药物的沉降速率,不仅影响其物理稳定性,而且会影响药物的吸收速率。此外,粉雾剂粒子的大小也与药物的肺部吸收有关。总之,粉体学是药剂学中描述固体制剂基本理论的重要组成部分,对指导不同制剂的生产、包装、使用具有重要意义。

(4)油水分配系数和解离度:具有可解离基团的候选药物分子,或为弱酸或弱碱性,可能具备不同的生理学特征,如与靶点酶或受体的结合,与血浆蛋白的结合,胃肠道的吸收特征,中枢神经系统的渗透性、溶解性、溶出速率等。由于大多数药物是有机弱酸或弱碱或两种基团兼有,其在不同的pH介质中的溶解度不同,药物溶解后存在的形式也不同(即以解离型和非解离型存在),所以解离常数(p K a )对药物的溶解性和药物的吸收也很重要。一般而言,解离型药物较难通过生物膜而被吸收,而非解离型药物往往可有效地通过类脂性的生物膜。因此,在开发之初便需要重点关注解离常数。

另外,很多生理学现象(如,溶解性、吸收度、膜渗透性、血浆蛋白结合率、分布体积和肝肾清除率)与药物的分配系数(log P )有关,log P 值可以由QSAR进行推导得到。一个药物药效的发挥首先要求药物分子通过生物膜,生物膜相当于类脂屏障,这种屏障作用与被转运分子的亲脂性有关。油/水分配系数(例如辛醇/水,三氯甲烷/水)是分子亲脂特性的度量。由于一些药物的活性以及与处方设计相关的性质均与油/水分配系数有关,因此,在处方设计时,分配系数也是需考虑的重要的物理常数之一。

根据Lipinsk(i1997)的研究,log P 值小于5的分子具备较大的成药性潜力。通常,log P 值在1~3的分子具有良好的吸收,log P 值大于6或小于3的常常具有较差的转运特征。高亲脂性的分子倾向于分布在膜的亲脂区域,极性较大的化合物由于其不能透过细胞膜屏障而表现出较差的生物利用度。因此,log P 与药物转运呈抛物线关系,当候选药物的这两种性质达到平衡时,将获得最好的口服生物利用度。

药物的吸收既取决于药物在吸收部位的pH下究竟有多少呈分子型并与这些分子型药物脂溶性大小有关。通过成盐或改变药物结构进而改变药物的p K a 和油水分配系数是提高药物吸收的一种途径。

(5)药物的稳定性:合适的剂型往往可以使药物在很长的时间内保持稳定,减少物理或化学性质的改变。复方制剂各成分之间,有时出现配伍变化,不仅要了解单药的稳定性,也要充分考虑到各成分之间可能发生的物理或化学变化。在剂型、处方设计时应对药物的稳定性加以研究:参照《化学药物(原料药和制剂)稳定性研究技术指导原则》测定药物对热、光、氧、湿、酸、碱的稳定性;不同pH和湿度下药物的稳定性;药物与辅料之间的稳定性;复方制剂各成分之间的稳定性等。根据其不稳定的原因,可通过合适的剂型设计、选择合适的辅料和包装材料、合理控制生产条件、贮藏条件等尽量避免药物发生物理或化学破坏。

(6)药物的生物学特征:药物的生物学性质包括对生物膜的通透性,在生理环境下的稳定性,药物的吸收、分布、代谢、消除等药动学性质,毒副作用及治疗窗等。药物生物学性质对制剂研究有重要指导作用。对于口服吸收较差的药物,通过选择适当的制剂技术和处方,可能改善药物的吸收。

生物利用度(bioavailability,BA)指制剂中药物被吸收进入体循环的速度与程度。药物制剂的剂型在很大程度上影响着药物的吸收,从而影响其生物利用度。有些药物即使是同一活性成分、同一规格,若采用不同的剂型,则生物利用度可能不同。

过去出现的一些由制剂生物利用度不同而导致的不良事件,使人们认识到确有必要对制剂中活性成分生物利用度的一致性或可重现性进行验证,尤其是在含有相同活性成分的仿制产品要替代原研制剂进入临床使用的时候。鉴于药物浓度和治疗效果相关,假设在同一受试者,相同的浓度-时间曲线意味着在作用部位能达到相同的药物浓度,并产生相同的疗效,那么就可以以药动学参数作为替代的终点指标来建立等效性,即生物等效性(bioequivalence,BE)。

生物利用度和生物等效性(BA和BE)研究已经成为评价制剂质量的重要手段。在药品研发的不同阶段有不同作用:在新药研究阶段,为了确定新药处方、工艺合理性,通常需要比较改变某些处方、工艺因素后制剂是否能达到预期的生物利用度;开发了新剂型,要对拟上市剂型进行生物利用度研究以确定剂型的合理性,通过与原剂型进行BA比较来确定新剂型的给药剂量,也可通过BE研究来证实新剂型与原剂型是否等效;在临床试验过程中,可通过BE研究来验证同一药物的不同时期产品的一致性,如:早期和晚期的临床试验用药品、临床试验用药品(尤其是用于确定剂量的试验药)和拟上市药品等。

在仿制药的开发过程中,可通过BE研究来证明仿制产品与原研药是否具有生物等效性,为使用仿制药替换原研药提供依据。

药品批准上市后,如处方组成成分、比例以及工艺等出现不同的变更,研究者需要根据变更的程度来确定需要开展哪些研究(如BE研究),以考察变更前后的产品质量是否具有一致性。以提高生物利用度为目的研发的新制剂,需要进行BA研究,了解变更前后生物利用度的变化。

因此,在药物新剂型、新制剂、仿制制剂的设计过程中,均须考虑对生物利用度和体内动力学的研究,以保证用药的安全性和有效性。

2.辅料的确定辅料是主药外一切物料的总称,是药物制剂的重要组成部分。其选择可根据剂型的特点及药品给药途径的需要进行。

(1)需要进行原料药与辅料的相容性研究:辅料应为“惰性物质”,性质稳定,不与主药发生不良相互作用;不影响主药含量测定及有关物质检查。如氯雷他定含有叔胺基,显弱碱性,与偏酸性辅料(如:柠檬酸、乳糖、硬脂酸、聚维酮、交联聚维酮、苯甲酸钠等)之间存在相互作用,在高温、高湿条件下,容易降解、变色,因此,在设计处方时,应先研究主药和辅料的相容性,参照《化学药物制剂研究基本技术指导原则》和《化学药物(原料药和制剂)稳定性研究技术指导原则》开展相应的研究工作。

1)固体制剂的原辅料相容性研究:可选若干种辅料,对辅料用量较大的(如填充剂等),用主药∶辅料=1∶5比例混合,对辅料用量较小的(如润滑剂等),用主药∶辅料=20∶1比例混合,取一定量,照《化学药物(原料药和制剂)稳定性研究技术指导原则》中影响因素的实验方法,分别在强光、高温、高湿条件下,放置10天,需要关注性状的变化;用高效液相色谱法(HPLC法)或其他适宜方法检查含量及有关物质放置前后有无变化。必要时,可用原料药和辅料分别作平行对照实验,以判断是原料药本身的变化还是辅料的影响。如条件允许可用差热分析等方法进行实验,以判断主药与辅料是否发生相互作用。

2)液体制剂的原辅料相容性研究:对药物的溶液和混悬剂,应研究其在酸性、碱性、高氧、高氮环境以及加入附加剂如抗氧剂和稳定剂时,不同温度条件下的稳定性。

对口服液体制剂,如处方中含有乙醇、甘油、糖浆、防腐剂和缓冲液等,则需研究药物与上述辅料的配伍。对注射剂,一般是将药物置于含有附加剂的溶液中进行研究,通常是在含重金属(同时含有或不含有螯合剂)或抗氧剂(在含氧或氮的环境中)的条件下研究,目的是了解氧化、光照和重金属对药物和辅料稳定性的影响,为注射剂处方设计提供依据。

(2)辅料应达到的要求:必须符合药用要求;要符合药物的作用机制;要符合剂型的特点和要求;要研究辅料理化性质对制剂的影响;要关注可能引发安全性风险的因素。如辅料理化性质的变化可能影响制剂的工艺过程和质量,包括分子量及其分布、取代度、黏度、粒度及分布、密度、流动性、水分、pH等的变化。在片剂制备过程中,稀释剂的粒度、密度变化会影响混合的均匀性、片剂的可压性,进而影响到固体制剂的含量均匀性、硬度、脆碎度、崩解和溶出等质量属性;而缓控释制剂中控制药物释放的高分子材料的分子量、黏度变化将影响药物释放行为。口服固体制剂溶出或释放行为的变化,可能会引起药物体内吸收的变化,进而影响到药物的安全性和有效性,因此,需要予以重点关注。

(3)辅料的来源要规范:根据《国家药监局关于进一步完善药品关联审评审批和监管工作有关事宜的公告》(2019年第56号)规定,药用辅料的规定如下:原辅包的使用必须符合药用要求,主要是指原辅包的质量、安全及功能应该满足药品制剂的需要。原辅包与药品制剂关联审评审批由原辅包登记人在登记平台上登记,药品制剂注册申请人提交注册申请时与平台登记资料进行关联;因特殊原因无法在平台登记的原辅包,也可在药品制剂注册申请时,由药品制剂注册申请人一并提供原辅包研究资料。

(4)辅料的用量要合理:了解辅料在已上市产品中给药途径及在各种给药途径下的合理用量范围,可参照美国FDA的IIG数据库和CDE“常用药用辅料数据库”。对某些不常用的辅料或辅料用量过大,超出常规用量且无文献支持的,需进行必要的药理毒理实验,以验证这些辅料在所选用量下的安全性。对于改变给药途径的辅料,应充分证明所用途径及用量下的安全性。对具有一定药理活性的辅料,如:抗氧剂L-半胱氨酸(参与细胞的还原过程和肝脏内磷脂的代谢);稳定剂枸橼酸(具有抗凝血作用),应明确其不显示药理活性的量,其用量应控制在该量之下。

(二)处方设计

在前期对原料药和辅料性质研究的基础上,根据剂型的特点及临床应用的需求,结合工作的实践经验,先设计几种基本合理的处方,以制剂的基本性能为评价指标,进行考察,以确定初步处方,探索制剂工艺,同时明确影响制剂性能的关键因素。

1.处方筛选和优化处方筛选和优化是在处方设计的基础上,针对影响制剂性能的关键因素,采用各种实验设计(例如比较法,正交设计、均匀设计等)作进一步优化。考察评价指标包括制剂基本性能评价、稳定性评价(影响因素实验、加速及长期留样实验、配伍实验),以及适当的动物体内实验。

对于创新药来说,处方设计可基于原辅料相容性的结果选择辅料种类,基于经验值设定初始用量。在此基础上开展后续的筛选和优化。对于仿制药,在没有侵犯知识产权的前提下,口服固体制剂一般建议选择与原研制剂相同的处方(包括辅料种类、型号与用量),有助于提高仿制的成功率。但也可以采用不同的处方。

根据《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》的建议,注射剂仿制药中的辅料种类和用量通常应与参比制剂相同。辅料的用量相同是指仿制药辅料用量为参比制剂相应辅料用量的95%~105%。如附带专用溶剂,应与参比制剂的专用溶剂处方一致。申请人可以提交与参比制剂抑菌剂、缓冲剂(含常规的pH调节剂)或抗氧剂不同的处方,但需标注不同之处,阐述选择的理由,并研究证明上述不同不影响所申请产品的安全性和有效性。辅料的浓度或用量需符合美国FDA IID数据库限度要求,或提供充分依据。

根据《化学药品注射剂(特殊注射剂)仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》的建议,处方原则上应与参比制剂一致,建议对辅料的型号及可能影响注射剂体内行为的辅料的关键质量属性(critical quality attribute,CQA)进行研究。

2.处方确定制剂处方的合理性最终需要根据临床研究结果进行判定。必要的情况下,需要根据临床研究的结果进一步调整和优化处方。如:某缓释制剂,体外研究显示释放符合要求,体内数据显示释药速度过快/过慢。因此,需要根据体内研究结果进一步调整处方。

对于创新药来说,供临床研究的制剂需要与早期用于支持人体安全性和有效性的制剂具备相同的安全性和/或有效性,因此,在进入到下一阶段的研究之前,会在体外开展大量的实验,如体外溶出实验、动物PK或BE实验等来帮助研究者判断不同时期的制剂是否具备相同的安全性和/或有效性。

对于仿制药来说,在开展以药动学参数为终点评价指标的人体生物等效性研究之前,也会在体外开展大量的实验,如体外溶出实验、动物BE实验等来帮助研究者科学合理地评估和提高人体生物等效性研究的成功率。

3.基于质量源于设计理念的药品开发近年来,质量源于设计(quality by design,QbD)的理念和运用已愈加深入药品研发的每个环节。ICH和FDA分别于2005年和2008年发布了基于QbD理念的药品开发的指导原则。在处方工艺开发过程中,常常使用到的重要工具之一是实验设计(design of experiment,DoE)。

DoE是一种基于统计学的、使用最少实验次数获得最可靠结果的、结构化的、有组织的实验方法。一般来说,基本思路是:首先在开发阶段进行因子筛选,选出显著因子,然后对少数的关键因子进行优化,验证实验结果,求得统计上的支持,再扩大实验的规模,最后应用到实际生产中。简述为以下三个步骤:

(1)用部分析因设计进行因子的筛选:最开始,情况不是很清楚,考虑到影响响应变量的因子个数可能较多,这时应在较大的实验范围内,先进行因子的筛选,通常应使用部分析因实验设计法,获得较为粗糙的结果。

(2)用全因子实验设计法对因子效应和交互效应进行全面的分析:当因子的个数被筛选到小于或等于5之后,可以在较小的范围内进行全因子实验设计以获得全部因子效应和交互效应的准确信息,并进一步筛选因子直到因子个数不超过3个。

(3)用响应曲面方法(RSM)确定回归关系并求出最优设置:当因子个数不超过3个时,就有条件采用更为细致的响应曲面设计分析方法,在包含最优点的一个较小区域内,对响应变量拟合一个二次方程,从而得到实验区域内的最优点。

以上说的是DoE的典型步骤。在实际工作中,可能跳过某个环节,也可能再某个步骤上反复进行几次。总之,要不断筛选因子、不断调整实验的范围和因子水平的选择,经过几轮实验后才能最终达到实验的总目标。

另外,也有一些其他的实验设计方法如正交设计、均匀设计等。

(三)制剂工艺的确定

制剂工艺研究是制剂研究的一项重要内容,对保证药品质量稳定有重要作用,是药品工业化生产的重要基础。制剂工艺研究可以单独进行,也可结合处方研究进行。

制备工艺研究包括工艺设计、工艺研究和工艺放大三部分。尽管工艺研究过程不属于GMP的检查范畴,但在过程控制、数据积累等方面应参考GMP的基本要求,重视数据的记录和积累,为药品工业化生产和质量控制打下坚实的基础。

1.制剂工艺研究的一般原则及评价要素

(1)制剂工艺的选择:

在选择适宜剂型的基础上,综合考虑剂型的特点、原料及辅料的理化性质、拟达到的质量指标等因素,选择制备工艺。

1)剂型因素:

制备工艺是基于具体剂型的。通过对所选剂型常用制备工艺的分析,并结合药物的特点,选择适宜的制备工艺;若常规制备工艺不能满足需要,则需对工艺进行改进或自行研究新工艺;制备工艺的设计和选择应充分考虑工艺放大过程中的可延续性。

2)药物的理化性质:

选择制备工艺应充分考虑药物的理化性质,如实验或文献资料明确显示药物存在多晶型现象,且晶型对其稳定性和/或生物利用度有较大影响的,可通过IR、粉末X射线衍射、DSC等方法研究粉碎、制粒、压片、包衣等工艺过程对药物晶型的影响,避免药物晶型在工艺过程中发生变化。例如,对湿不稳定的原料药,在注意对生产环境湿度控制的同时,制备工艺宜尽量避免水分的影响,可采用干法制粒、粉末直接压片工艺等。

3)拟达到的质量指标:

拟达到的指标也是工艺选择中需考虑的重要因素。如制备缓控释制剂,目前常用的亲水凝胶骨架片工艺具有工艺简便、辅料易得、易于大生产等优势。但若需要制成零级释药制剂,则采用骨架片工艺较难达到要求,而渗透泵技术在此方面有较大优势。

在产品拟达到的质量指标中,有一些指标属于关键质量属性(CQA)。例如,口服固体制剂的生产过程是由一系列的工艺步骤组合而成,包括了混合、粉碎、制粒、干燥、压片、包衣等,每个工艺步骤之间相互独立,同时具有自身独有的工艺特点和参数。工艺输入或输出后物料所具有的物理、化学、生物或微生物性质或特性,统称为“属性”。原料药与辅料的质量和数量称为原料属性;制剂工艺过程中物质属性称为中间质量属性;能对最终制剂产品的质量产生影响的属性(如含量、溶出)称为产品质量属性。CQA则是指这些所有属性中,对保证产品质量最为关键的因素。因此,在选择工艺的同时,就需要关注不同工艺对CQA的影响,为实现最终产品的质量目标提供支持。

(2)工艺参数的确定:

基本的制备工艺选择确定后,应结合药物的理化性质、制剂设备等因素,通过实验研究确定具体的工艺参数。实验研究过程中应注意考察工艺各环节对产品质量的影响,并确定制备工艺的关键环节。对于关键环节,应考虑制备条件和工艺参数在一定范围改变对产品质量的影响,根据研究结果,建立相应的质控参数和指标。

研究者应根据相关的科学知识、经验和实验数据等,采用风险评估的方法确定影响产品质量的关键工艺参数,并对其进行监测或控制以确保此工艺生产出预期质量的产品。例如,片剂制备过程中常见的工艺参数,见表4-1。

表4-1 片剂制备过程中常见的工艺参数

续表

(3)工艺的验证:

制备工艺的验证包括工艺研究阶段的验证及放大生产阶段对工艺的验证。尤其应关注所用工艺是否适合工业化生产,如放大生产后工艺是否可生产出合格产品,工艺是否稳定、可控等。

1)工艺研究阶段的验证:

通过对多批样品制备过程数据的积累,加以分析,对工艺过程本身是否稳定,是否易于控制,并进而明确是否适合大生产进行评价;通过制剂中间产品及终产品质量分析,反映所选择的处方工艺是否合理可行。

2)放大生产对工艺的验证:

在放大生产(小试成功后放大样品的制备、临床研究用样品的制备、临床研究期间多批中试规模样品的制备等)过程中,以及批准上市后的生产过程中,均应注意积累数据,进一步考察制剂工艺的可行性,对工艺作进一步的验证。放大生产中由于设备、生产环境等具体情况的改变,可能需要重新确定某些工艺参数,有时可能还需对工艺进行修订完善。如果工艺的修订可能导致药品安全性或有效性的改变,则可能需要重新进行临床研究工作。在工艺研究初期就充分考虑放大生产对工艺的要求,对制备工艺进行充分研究,使确定的工艺能够满足以后生产实际的需要,对于申报者将来顺利生产该品种非常重要。

对于无菌药品,需要对灭菌/无菌工艺进行详细的验证。按照《化学药品注射剂灭菌和无菌工艺研究及验证指导原则(试行)》《化学药品注射剂基本技术要求(试行)》的建议开展研究工作。

根据《药品注册管理办法》要求,在申请上市前原则上需要完成对生产工艺的验证,并提交相应的研究资料,包括验证方案、验证报告等。

2.制剂工艺研究应注意的问题

(1)充分了解工艺的每一个步骤所包含的参数。

(2)仔细评估每个参数对该工艺步骤的产物的影响,并从中找出对产物的影响较大和中等的,在研究中予以重点关注或研究。

(3)仔细分析处方对工艺的需求。

(4)关注工艺设备的性能、原理。尤其是在逐级放大研究的过程中,设备将随着生产规模的变化而变化,相同原理不同产量的设备使用相同的参数,也可能得到不同的结果。不同工作原理的设备,就更无法实现简单、直接的更换,需要开展必要的研究,以保证更换设备前后所得到的产物具备相同的质量属性,进而才能保证制剂终产品的质量不受到影响。

总之,对于创新药物(国内外均未上市)处方开发过程包括剂型选择和确定,处方设计、处方筛选和优化、处方确定等研究内容等,研发过程主要涉及Ⅰ期临床注册阶段、临床研究阶段、申请上市阶段,其剂型、规格和处方也随着不同阶段需求不断调整。研究内容包括各开发阶段的处方组成的研究和变化以及支持变化的原因和验证研究。

对于仿制药(国内外已上市),在充分调研原研产品信息的基础上,处方开发过程包括处方设计、处方筛选和优化、处方确定,以及自制样品与原研药的质量特性对比研究等,研究内容包括实验室小试研究、中试及生产三个阶段处方组成的研究和变化以及支持变化的原因和验证研究。 YxjDhflLTo8fcHeIW25F19/rMj1IqVRTLBB6krLeS/rkjMnM8TMh8MRU6r/OgJeQ

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×