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锐拓RT7流池法溶出系统应用案例—双相释药系统中速释组分的体外释放度研究

更新时间:2023-05-04      点击次数:597
双相释药系统具有两个不同的释放相,根据其释放特点可分为速释-缓释型、速释-控释型、速释-定时释放型制剂。双相释药系统可调节药物的释药速率、降低毒副作用、减轻胃肠道刺激、提高生物利用度等,为临床提供更灵活的给药方案。

本次研究案例的双相释药制剂为速释-缓释型,其缓释组分已经由客户使用传统溶出方法完成了体外释放度研究,其与参比制剂的体外释放结果相似性良好。

而对于速释组分,由于在传统溶出方法的测试条件下释放过于快速,其体外释放测试结果无法有效评估待测样品与参比制剂的相似性。

 

根据我们以往的应用开发经验,流池法在进行速释组分的体外释放度研究时,比传统溶出方法更有优势。故本次研究将使用流池法溶出系统进行相关体外释放度测定,目标是获得有区分力的测试结果。

20世纪50年代,流池法开始应用于口服制剂的药物释放度试验。20世纪90年代,流池法正式被收载入美国药典,成为USP<711>Apparatus 4。随后,流池法被陆续收载入欧洲药典、日本药典等重要药典中。中国药典2020版亦正式收载流池法。

流池法溶出系统一般包括:用于储存溶出介质的容器,输送溶出介质的恒流泵,流通池,保持溶出介质温度的恒温水浴,以及自动取样工作站。

流池法主要有两种运行模式,分别是:

开环模式:进入流通池的溶出介质一直是空白不含API,溶出介质的体积由流速和实验时长决定。流出流通池的样品溶液不回到溶出介质储存容器,而是进入自动取样工作站。样品溶液可以全部收集、分时间段收集或按照分流比收集。

闭环模式:流出流通池的样品溶液将返回到溶出介质储存容器中并充分搅拌均匀,自动取样工作站从溶出介质储存容器中进行取样。

本研究将使用流池法的开环模式。在开环模式下,流池法溶出系统的取样时间间隔可以比传统溶出方法更小(例如:锐拓RT7的开环模式下最小取样时间间隔可以达到30秒),从而更加精准地测定速释组分的体外释放度。

使用流池法进行片剂的体外释放度测定时,一般可以选用大池(Large Cell)装置或小池(Small Cell)装置。大池和小池的主要区别在于两者的池体内径不同,在相同流速情况下小池内的流体剪切力会大于大池内的流体剪切力。


根据本次测试样品的大小和速释组分的释放特点,我们选择大池装置进行流池法测试。大池装置的锥体底部会放置一颗5mm直径的红宝石球,并在锥体部分填充指定质量的1mm直径的玻璃珠。

在进行流通池溶出方法的开发过程中,应该充分评估关键测试参数对样品溶出释放结果的影响。本案例将探讨溶出介质和流速对样品速释组分体外释放度的影响。

溶出介质中的缓冲体系、pH值、表面活性剂,是影响样品溶出释放的关键因素。方法开发时应该充分考察溶出介质对样品释放的影响。

 

典型的溶出介质一般包括:盐酸溶液、pH范围为1.2~7.5的缓冲液(磷酸盐或醋酸盐)、模拟胃液或肠液(含酶或不含酶)和水。对于某些药物,其自身与某些缓冲液或缓冲盐的不相容性可能会影响溶出介质中缓冲体系的选择。另外,所用缓冲液和酸的摩尔浓度可能会影响溶出介质的增溶效果。

在本次研究案例中,我们评估了不同pH值和缓冲体系的溶出介质对样品速释组分的释放度的影响。下图呈现的是其中三种溶出介质的测试结果:

溶出介质中一般会添加一定比例的表面活性剂以提高药物的溶解度。表面活性剂的浓度、种类、等级和纯度都会影响其增溶效果。另外需要注意的是,药典不建议使用含水-有机溶剂的混合物作为溶出介质,除非有合适的理由。

在本次研究案例中,我们评估了在相同pH缓冲体系下,不同表面活性剂的不同浓度对样品速释组分的释放度的影响。下图呈现的是其中三种表面活性剂浓度的测试结果(表面活性剂浓度:Medium A < Medium B < Medium C):

测试结果显示,随着溶出介质中表面活性剂浓度的上升,样品速释组分的释放速度明显加快。

溶出介质的流速是流通池溶出方法的关键测试参数,方法开发时应该充分考察流速对样品释放的影响。

 

在本研究过程中,我们评估了在相同溶出介质的情况下,不同流速对样品释放度的影响。为了更直观地呈现测试结果,我们将开环模式下测得的浓度-时间微分曲线换算为常见的累积溶出率-时间曲线:

 

测试结果显示:溶出介质的流速越高,速释组分的释放速率越快。

流通池内的流体剪切力会随着流速上升而增大,速释组分更快被溶蚀,其中的原料药更快地溶出进入介质中。

另外,根据Nernst & Brunner的扩散层模型,溶出率与扩散层两边的浓度差(Cs-C)成正比,与扩散层的厚度(h)成反比。

由于在开环模式下流入流通池内的介质都是新鲜的。更快的流速意味着本体溶液中原料药的浓度更低,扩散层两边的浓度差更大,溶出速率更快。此外,更快的流速也会一定程度上减少扩散层的厚度,使得溶出速率加快。

为了确定释放度测定方法的区分力,我们采用具有不同质量属性的自研样品与参比制剂进行对比研究。本文选取了参比制剂和其中两种自研样品,在合适测定条件下的体外释放度结果,并以浓度-时间微分曲线呈现:

 

评价生物等效性的主要药动学参数为AUC和Cmax,如果在AUC基本一致的情况下,Cmax 可以部分反映药物体内吸收的快慢。同理,我们可以根据体外释放度测试获得的浓度-时间微分曲线的Cmax 来预测自研样品和参比制剂在体内吸收速度的差异。

根据上图的测试结果,我们不难发现:

(1)对于两种不同质量属性的自研样品:虽然两者的Cmax基本一致,但是达到Cmax的时间(Tmax)是有区别的,自研样品A的速释组分释放速度比自研样品B快。本流通池测定方法能够有效区分不同质量属性自研样品的体外释放度差异。

(2)对于参比制剂和自研样品:参比制剂的Cmax小于两种自研样品,且参比制剂到达Cmax的时间(Tmax)比两种自研样品都慢。我们有理由预测,自研样品速释组分的体内吸收速度会较参比制剂快,并有可能影响其生物等效性。此测试结果为后续的处方和工艺参数优化提供了很好的数据支持。

在药物研发过程中,我们都希望建立有效的溶出释放度测定方法,该方法能区分不同批次产品的质量,理想的情况就是所有生物不等效的批次都能被检测发现,从而将生物等效性试验批的生物等效性研究结果外推至商业批。

相比于传统溶出方法,流池法在方法区分力和生物等效性预测方面具有明显优势,更能够满足我们在药物研发过程中对样品体外释放度测试的需求,其测试结果对处方和工艺参数优化也更有指导意义。

进一步地,得益于锐拓RT7流池法溶出系统更先进的开环取样模式,使我们能够快速且准确地收集到样品速释组分在快速释放时间段内的溶出数据(前10分钟的取样间隔为1分钟),并有效地区分不同质量属性的自研样品以及自研样品与参比制剂之间的差异,成功达到本次研究的目标。

 

 

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