中國(guó)粉體網(wǎng)訊 熱熔擠出(hot-melt extrusion,HME)技術(shù)又叫熔融擠出技術(shù),是指將藥物、增塑劑和聚合物等輔料在熔融狀態(tài)下混合后,以一定的壓力、速度和形狀擠出形成藥物產(chǎn)品的技術(shù)。在20世紀(jì)80年代,巴斯夫公司率先將HME技術(shù)應(yīng)用于制藥應(yīng)用。從那時(shí)起,該技術(shù)在藥物研究和生產(chǎn)中變得越來(lái)越流行,成為一項(xiàng)新的藥物革新技術(shù)。至今為止,熱熔擠出技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于片劑、丸劑、栓劑、顆粒劑、植入劑、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)、支架及眼部植入劑的制備,在醫(yī)藥領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用范圍。
熱熔擠出技術(shù)處方組成
HME技術(shù)制劑處方組成包括原料藥和輔料,原料藥即藥物活性成分,輔料主要包括載體、增塑劑和功能性材料等。原輔料除了要滿(mǎn)足正常的安全性和純度等基本要求之外,同時(shí)要具備一定的熱穩(wěn)定性和相容性。
熱熔擠出原理
(圖片來(lái)源:高巖.熱熔擠出技術(shù)制備伊曲康唑固體分散體的研究)
(1)原料藥
原料藥的物理化學(xué)性質(zhì)通常會(huì)影響藥物的配方和劑型的選擇,難溶性藥物在運(yùn)用熱熔擠出技術(shù)時(shí)既要操作溫度下的熱穩(wěn)定性,同時(shí)原輔料之間要具備相容性,使原輔料由兩相或多相體系混融后成為單相體系,表現(xiàn)為具有單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。大部分原料藥是在結(jié)晶狀態(tài)制備,與無(wú)定型相比具有更穩(wěn)定的熱力學(xué)特征。結(jié)晶形式相對(duì)于無(wú)定形形式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),包括物理(例如吸濕性)和化學(xué)穩(wěn)定性,加工能力和多種形式(例如多晶型,無(wú)水物,水合物和溶劑化物)的可用性。
(2)載體
載體既能輔助藥物成型,并使藥物具有緩釋、速釋或腸溶等特性的作用;也能抑制藥物晶核形成及生長(zhǎng),從而抑制產(chǎn)品的重結(jié)晶。HME載體的選擇一般應(yīng)遵循以下原則:安全、無(wú)刺激,可以大量使用;較強(qiáng)的熱塑性和穩(wěn)定性;適宜的熔融粘度;與主藥有良好的相容性。根據(jù)溶解能力,載體可分為水溶性載體、難溶性載體和腸溶性載體三類(lèi)。
(3)增塑劑和功能性材料
在HME技術(shù)中,增塑劑一般為低分子量的化合物,可以軟化聚合物、降低擠出溫度和提高穩(wěn)定性等作用。非極性增塑劑具有明顯的隔離效果,可以削弱高分子鏈之間的相關(guān)作用;極性增塑劑則能借助“極性替代作用”來(lái)破壞原本極性高分子鏈之間的物理交聯(lián)點(diǎn),降低聚合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度,從而降低操作溫度與所需要的剪切力,使得載體與藥物的穩(wěn)定性得以提高。常用的增塑劑有聚乙二醇(PEG)及其衍生物、琥珀酸酯(TPGS)、檸檬酸酯類(lèi)、脂肪酸酯類(lèi),其他功能性材料如穩(wěn)定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、潤(rùn)滑劑等。
熱熔擠出技術(shù)在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)固體分散體
固體分散體是在固體載體中分散有一種或一種以上藥物,利用熱熔擠出技術(shù)可以將藥物從結(jié)晶型轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定形,使難溶性藥物的溶解度顯著提高,同時(shí)由于制備過(guò)程中未使用溶劑,所以在保存方面有著非常顯著的穩(wěn)定性。一些藥物自身具有苦味,或經(jīng)唾液溶解后易使味蕾感到較強(qiáng)的苦味,利用HME技術(shù)可以改變藥物、味蕾之間的相關(guān)作用,達(dá)到掩味的目的。此外,HME技術(shù)制備的固體分散劑還能提高難溶性藥物的溶出效果,提高生物利用度。
(2)緩釋制劑
緩釋制劑具有血藥濃度平穩(wěn)、給藥次數(shù)少、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn),在臨床上已得到廣泛應(yīng)用。隨著HME技術(shù)的出現(xiàn),其在緩釋制劑制備過(guò)程中的應(yīng)用也越來(lái)越多。市售的以熱熔擠出技術(shù)制備的布洛芬緩釋制劑為代表,已有廣泛應(yīng)用。
(3)靶向制劑
靶向制劑可以通過(guò)向靶組織、靶細(xì)胞、靶器官定向輸送藥物來(lái)提高藥效、減少甚至避免不良反應(yīng)。HME技術(shù)可通過(guò)處方篩選,靈活選擇載體和增塑劑等輔料,已被應(yīng)用于制備靶向制劑的研究中。利用HME技術(shù)制備靶向制劑,使其在病灶部位定向釋放。
(4)薄膜貼劑
薄膜可以定義為含有一種或多種含有或不含增塑劑的聚合物的薄片,它們可以用作藥物遞送系統(tǒng)或直接應(yīng)用于傷口作為敷料以促進(jìn)治療愈合效果。薄膜制造技術(shù)主要基于溶劑澆鑄的方法。由于大多數(shù)有機(jī)溶劑的危險(xiǎn)性,干燥后殘留物和復(fù)雜的加工條件也限制了合適溶劑的選擇,而且處理相關(guān)廢物可能對(duì)環(huán)境造成健康危害。HME技術(shù)克服溶劑澆鑄方法的局限性,目前被用于制備制藥工業(yè)中的薄膜,并被廣泛研究。
(5)納米釋藥系統(tǒng)
基于納米技術(shù)的藥物遞送系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下:通過(guò)增強(qiáng)水溶性提高生物利用度;延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的存在(增加清除半衰期);靶向藥物遞送到體內(nèi)的特定位置;能夠摻入親水和疏水性API;高載體容量。目前,HME技術(shù)已被用于連續(xù)生產(chǎn)基于納米技術(shù)的產(chǎn)品,減少最終產(chǎn)品性能的變化,節(jié)省加工時(shí)間,降低成本。文獻(xiàn)中有大量報(bào)道基于連續(xù)處理的HME技術(shù)在納米藥物輸送系統(tǒng)的生產(chǎn)中的可行性和優(yōu)勢(shì)。
(6)其它
HME技術(shù)可用于制備多種類(lèi)型的制劑,如植入劑、漂浮給藥制劑等。例如,Ghalanbor等研究了在基于蛋白質(zhì)/PLGA配方的植入物制備中使用HME技術(shù)的可行性,特別強(qiáng)調(diào)了蛋白質(zhì)穩(wěn)定性,爆發(fā)釋放和釋放完整性。
小結(jié):
HME技術(shù)作為近年來(lái)被廣泛應(yīng)用到藥物制劑制備當(dāng)中的一項(xiàng)新技術(shù),因其成本價(jià)格低廉、工藝操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、生產(chǎn)效率高,受到了國(guó)內(nèi)外藥劑學(xué)研究者極大地關(guān)注。隨著HME技術(shù)的不斷發(fā)展、新型設(shè)備和新型材料的不斷出現(xiàn),相信HME技術(shù)在制藥領(lǐng)域一定會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。
參考來(lái)源:
1、孟佳.熱熔擠出技術(shù)在藥物制劑領(lǐng)域的應(yīng)用
2、許麗佳.熱熔擠出技術(shù)在制藥領(lǐng)域的研究進(jìn)展
3、高巖.熱熔擠出技術(shù)制備伊曲康唑固體分散體的研究
4、仝萌.熱熔擠出技術(shù)制備黃芩素固體分散體及其體內(nèi)外評(píng)價(jià)研究
5、王新.用于吲哚美辛混合的熱熔擠出機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎)
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