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質(zhì)構(gòu)儀在藥物制劑研究中的應(yīng)用
閱讀：1897 發(fā)布時(shí)間：2020-8-20 在藥品開發(fā)過程中，硬度、黏附性、延展性等藥物制劑物性特征的測定評價(jià)，是優(yōu)化制劑處方和生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)，同時(shí)也是藥品質(zhì)量評價(jià)和控制的關(guān)鍵指標(biāo)。然而，在當(dāng)前藥品開發(fā)及工業(yè)生產(chǎn)中，不同制劑的物性參數(shù)測定方法仍存在一定局限性。例如，對于固體制劑，硬度計(jì)、脆碎度儀、崩解儀等現(xiàn)有力學(xué)性能測定設(shè)備測量得到的參數(shù)通常為表觀指標(biāo)，無法反映固體制劑內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化；對于半固體制劑，目前尚無完整的物性特征測定方法，導(dǎo)致制劑性能評價(jià)存在困難；對于中藥飲片、中間體，質(zhì)地及質(zhì)量評價(jià)以人工經(jīng)驗(yàn)為主，導(dǎo)致處方篩選、工藝控制及質(zhì)量評價(jià)具有一定主觀性。針對目前檢測方法的不足，亟需探索新儀器、新方法以建立科學(xué)合理的物性特征測試方法。
質(zhì)構(gòu)儀又稱物性分析儀，是一種能夠準(zhǔn)確描述樣品受力后力、位移、時(shí)間3 個(gè)參數(shù)變化過程的精密儀器，能以數(shù)據(jù)客觀反映樣品的各種物理特性參數(shù)，其結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性、靈敏性與客觀性。質(zhì)構(gòu)儀早應(yīng)用于食品行業(yè)，測定的物性參數(shù)能較好反映食品質(zhì)量優(yōu)劣，已被廣泛應(yīng)用于客觀評價(jià)食品品質(zhì)；此外，質(zhì)構(gòu)儀在農(nóng)業(yè)工程、化工材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也得到了成功應(yīng)用，如測定小麥莖桿的彎曲性能、燈絲的力學(xué)性能以及骨的生物力學(xué)性能等。
1、 質(zhì)構(gòu)儀原理概述
質(zhì)構(gòu)儀是客觀評價(jià)樣品物性特征*的一種手段，可通過統(tǒng)一的測試方法，對樣品物性特征作出數(shù)據(jù)化的準(zhǔn)確描述，見表1。質(zhì)構(gòu)儀主要由主機(jī)、探頭和附件等硬件設(shè)備以及軟件組成。主機(jī)上有一個(gè)可以上下滑動(dòng)的機(jī)械臂，末端通過力學(xué)傳感器與探頭相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，機(jī)械臂根據(jù)設(shè)定的速度上下移動(dòng)，探頭會(huì)在接觸樣品時(shí)受到一個(gè)作用力，力學(xué)傳感器實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，由軟件記錄力-位移、力-時(shí)間或位移-時(shí)間曲線圖，檢測結(jié)果具有較高的靈敏度與客觀性，見圖1。
2、 質(zhì)構(gòu)儀的應(yīng)用
根據(jù)樣品的自身特性，質(zhì)構(gòu)儀有多種探頭（圓盤、圓柱、單刀探頭等）和多種分析模式（壓縮、穿刺、剪切、拉伸模式等）可供選擇，不同物性參數(shù)可結(jié)合多種數(shù)據(jù)分析手段（方差分析、回歸分析和t 檢驗(yàn)等）以達(dá)到研究目的。其中應(yīng)用廣泛的是壓縮模式，探頭以恒定速度下降，壓縮樣品到某一設(shè)定目標(biāo)（如一定的形變量、下壓距離）后立即返回，可以反映制劑的硬度、黏附性、內(nèi)聚性等多種物性參數(shù)。對于物性參數(shù)的數(shù)據(jù)分析方法，主要包括統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)與回歸分析2 種手段，通過方差分析和t 檢驗(yàn)可比較不同處方或不同測定方法下制劑物性參數(shù)之間的差異，用于體內(nèi)外相關(guān)性評價(jià)、不同處方之間的質(zhì)量評價(jià)；回歸分析可將一系列物性參數(shù)與工藝參數(shù)或質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行方程擬合，找到關(guān)鍵物性參數(shù)與制劑質(zhì)量之間的定量關(guān)系及相互影響規(guī)律。對近年來質(zhì)構(gòu)儀在制劑研究中的應(yīng)用文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，見表2。
2.1 在固體制劑中的應(yīng)用
固體制劑包括片劑、膠囊劑、顆粒劑、散劑、薄膜劑等。質(zhì)構(gòu)儀探頭直接作用于樣品，可反映與其表面或內(nèi)部結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的力學(xué)響應(yīng)變化，能以量化數(shù)據(jù)描述各物性參數(shù)，用于表征固體制劑的崩解時(shí)間、硬度、黏附性等，在創(chuàng)新相關(guān)檢測方法、處方篩選及質(zhì)量控制研究中有很大應(yīng)用潛力。
2.2 半固體制劑力學(xué)性能評價(jià)
半固體制劑包括軟膏劑、凝膠劑和栓劑。力學(xué)性能是優(yōu)化外用處方的重要參數(shù)，良好的半固體制劑應(yīng)具有良好的黏附性、可擠出性、延展性等特性，以便在給藥部位有較好的適用性和治療效果。目前對于這些參數(shù)尚無完整的測定方法，僅對其性能加以文字描述，無實(shí)驗(yàn)依據(jù)，但質(zhì)構(gòu)儀可對其進(jìn)行量化并有望標(biāo)準(zhǔn)化，可為半固體制劑力學(xué)性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立提供參考。
2.3 液體制劑可注射性評價(jià)
可注射性和注射力是任何非腸道劑型的關(guān)鍵產(chǎn)品性能參數(shù)。人用藥品注冊技術(shù)要求協(xié)調(diào)會(huì)議指南Q6A（ICH Q6A）中提到，包裝在預(yù)填充注射器或自動(dòng)注射器藥筒中的腸胃外制劑應(yīng)具有與輸送系統(tǒng)功能相關(guān)的測試程序和接受標(biāo)準(zhǔn)。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）關(guān)于用于包裝人用藥物和生物制劑封閉容器系統(tǒng)的工業(yè)指南中也提到，需要評估注射器的性能。如果可以解決可注射困難等問題，對提高患者依從性將具有重大意義。
2.4 在中藥飲片及中藥中間體中的應(yīng)用
中藥是天然植物的自然屬性決定了其質(zhì)量屬性具有天然波動(dòng)性，這種波動(dòng)如果得不到有效控制，將會(huì)傳遞到中間體，影響工藝性能，終到制劑，造成質(zhì)量不穩(wěn)定，因而中藥工藝研究和質(zhì)量控制應(yīng)加強(qiáng)對中藥藥材/飲片、中間體和制劑成品的屬性研究。目前對于中藥物料屬性的研究仍以常規(guī)理化性質(zhì)研究為主，如密度、黏度、活性成分含量和pH 的測定等，鮮有對物料力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)變化的研究。質(zhì)構(gòu)儀憑借其能直接反映樣品內(nèi)部受力后微觀結(jié)構(gòu)變化的*優(yōu)勢，已被研究者開創(chuàng)性地應(yīng)用到對飲片的質(zhì)地評價(jià)、中藥中間體質(zhì)量控制上，并開發(fā)出了準(zhǔn)確、合理、穩(wěn)定的分析檢測方法。質(zhì)構(gòu)儀對于中藥關(guān)鍵物料屬性的量化，可以科學(xué)指導(dǎo)中藥制劑處方的篩選及工藝參數(shù)范圍的制定，為逐步實(shí)現(xiàn)中藥制藥過程控制提供研究依據(jù)。
參考文獻(xiàn)： 李瑤瑤，張凱旋，熊皓舒，章順楠．質(zhì)構(gòu)儀在藥物制劑研究中的應(yīng)用進(jìn)展．中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志。