选题依据:
在药物处方前研究中,需要根据药物的性质以及目标制剂的要求来选择药物的固体形态。药物固体形态不同会导致理化性质不同,如溶解度、溶出度、稳定性等的不同,直接影响其药效和药理毒理作用。有些固体表现出许多多形性或水合物原料药溶解性差,因此生物可利用性差。例如布洛芬、卡马西平、咖啡因、茶碱、黄芩素和柚皮素等化学药与中药。而且目前制药业热衷于开发新的药物活性物质,一种新型药物在活性成分结构的选择上是至关重要的。
共晶在100多年前就已经被发现,但直到30多年前才有较多报道,The Cambridge Structural Database System(CSDS) 收录的共晶仅1950多种,远远低于其他固体形态的数量。在最近多年来,晶体工程的发展导致盐型与共晶开发已成为药物研发的新途径。药物共晶比成盐更具有优势,可以克服经典盐的一些局限性:
成盐是由金属离子或类金属基团取代部分或全部酸性氢而形成的离子或电价键的结晶化合物,所以成盐仅适用于可解离的药物,因此非离子型药物只能通过与配体形成共晶来改变其理化性质。另一方面酸的数量以及可用于医药盐合成中的碱是有限的。根据FDA《药物共晶监管分类指南》,共晶是API分子与配体分子镶嵌于同一个晶格中的结晶物质。它是中性分子之间的络合,所以存在广泛的配体分子可用于制备药物共晶。最重要的是,从现有许多提高生物利用度的策略在低溶解度药物中,共结晶是其中最可行的方法之一。
目前,共晶的制备方法包括溶液结晶、超声、超临界流体结晶、喷雾干燥、添加液相研磨与熔融结晶等。研磨法是不同固体形态之间互变的常用手段,适用于实验室制备,在工业生产难以实现。溶液结晶是目前最常用的制备共晶的方法,包括了蒸发溶剂法、降温析晶法、混悬液 /熔融结晶法。用溶剂法制备共晶,药物和配体在溶剂中的相互作用需比药物和溶剂分子间的作用力大,才能保证共晶的生成,并且需要知道药物和配体在溶剂中的溶解度,选择对药物 和配体溶解情况类似的溶剂,尽量减少单一组分单独析出的可能性。冷却结晶法最适合用于生产,虽然其收率高,但由于在结晶过程存在单一组分析出的风险,因此三元相图的构建与溶剂的选择对结晶工艺的设计至关重要。
共晶的等温相图有助于减少实验次数,而且有助于共晶形成的成功率与产率。同时,还可以利用已有的共晶相图来预测其他溶剂的相图。
共晶相图的绘制有两种方法:
(1) 加入不同比例的药物、配体及溶剂,在一定温度下使体系平衡,利用HPLC分析溶液中各组分的浓度,PXRD分析固体的种类。这种测量方法相当乏味,耗时耗力,而且通常得不到完整的相图。
(2)利用DITA( discontinuousisoperibolic thermal analysis)技术,在药物-配体-溶剂三元体系中每隔一段时间加入一定量的溶剂,并实时记录过程中温度的变化,以温度-时间曲线的积分值对溶液体积作图,曲线的拐点即为相图上个区域的边缘点。
我们先对药物-配体-溶剂三相图做一个基本了解。如图1,图中M点表示共晶;I点和J点是三相点,I点表示被共晶和API饱和的溶液体系,J点表示被共晶和配体饱和的溶液体系。IJ段表示共晶在溶剂中的溶解度曲线;KI和JL段分别表示 API和配体在溶剂中的溶解度曲线。区域 1、4、5 分别表示固态共晶、固态 API、固态配体与其饱和溶液的两相平衡区;区域2表示固态共晶、固态API与其饱和溶液的三相平衡区;区域 3表示固态共晶、固态配体与其饱和溶液的三相平衡区;区域6是不饱和溶液的单相区。
