溶出度测定法-上岗证培训.doc

第十二章 溶出度测定法第一节 溶出和溶出度研究发展概况药物溶出度是指药物从片剂或胶囊剂等固体制剂在规定介质中溶出的速度和程度。由于药物的溶出直接影响药物在体内的吸收和利用，溶出度试验已成为评价制剂质量及生产工艺的指标之一。而且，溶出度试验是在体外对体内药物生物利用度进行研究和评价的有效的替代方法, 也是保证和衡量固体口服制剂生产工艺及质量是否合理和稳定的一项重要手段，它以科学先进的测定手段替代了过去的崩解时限检查, 从而提高了药品质量控制方法的科学性, 保证了药品的临床疗效。1溶出度与崩解时限的关系 药物要发挥作用必须到达作用部位, 药物能否到达作用部位以及到达的速度和程度, 又受到许多因素的影响。以片剂为例, 服药后, 药物首先必须经过崩解、分散, 然后才能溶解而被吸收产生疗效。所以, 各国药典对一些片剂均进行崩解时限检查, 它对药物疗效起到了一定的保证作用。但是另有许多实验又提出了新的问题, 例如Glevy和Hayes在做阿司匹林实验时, 发现体外崩解时间不能说明体内的有效性。仅依靠崩解时限检查作为所有片剂、胶囊在体内吸收的评定标准显然是不够完善的，因为药物溶解后通过崩解仪筛网粒径常在1.6-2.0mm之间，而药物需呈溶液状态才能被机体吸收，其粒子大小以单位A来计算，所以崩解仅仅是药物溶出的最初阶段，而后面的继续分散和溶解过程，崩解时限检查是无法控制的，且固体制剂的崩解还要受到处方设计，制剂制备，贮存过程及体内许多复杂因素的影响，所以崩解时限检查不能客观反映药物与赋形剂之间的关系和影响，而溶出度检查却包括了崩解及溶解过程，因此研究溶出度就有更重要的意义，提出药物的溶出速度和程度与体内吸收情况的关系才更加密切。2溶出度与生物利用度的关系 生物利用度是人和动物服药后通过血或尿中药物浓度的测定来反映药物制剂在体内可能被吸收利用的程度进而推断疗效。从理论上讲，药物的体内实验和临床研究才是评价制剂的最根本和最可靠的依据。但生物利用度试验工作量极大，费用高，对每个样品进行筛选评定, 检验和控制产品质量只能借助于体外实验方法来完成。溶出度虽非必然与体内生物利用度相关, 但多数情况下是相关的，它是以体外实验法代替动物实验的一种方法。3 溶出度试验方法发展历程 Noyes 和Whitney 于1897 年最早研究了溶出,提出了溶出速率方程。Nernst 和Brnner 于1904年将Fick 扩散定律应用于Noyes-Whitney 方程,Hixson 和Crowell 于1931 年导出了立方根定律。到本世纪中叶,研究重心转移到考察药物溶出行为对药物剂型生物活性的影响。1948年，Sperabdio在研究片剂崩解对药效的关系时，提出用溶出度试验代替崩解度，对评价药物制剂内在质量更具说服力。美国FDA最早测试溶出度的品种是地高辛和洋地黄毒甙，溶出度测试结果揭示了两种药物在不同剂型、规格及批号之间存在的疗效和毒性的显著差异来源于产品的溶出度。Edwards 于1951 年对阿斯匹林片剂的研究,指出其镇痛作用取决于药物在胃肠道内的溶出速率，而与崩解速率无明显关系。其后Shenoy 等研究了苯丙胺缓释片的生物利用度与体外溶出速率的关系，Smolen 等介绍了溶出与生物利用度曲线近似一致的概念。近年来,不少文献侧重于研究不同配方、工艺对药物溶出的影响,及其与生物利用度相关性,并用来筛选处方和工艺,指导新药包括缓、控释制剂的研究。过去认为只有难溶性药物才有溶出度的问题，但近年来研究证明，易溶性药物也会因制剂的配方和工艺不同而致药物溶出度有很大差异，从而影响药物生物利用度和疗效，在USP中规定测定溶出度的制剂有相当数量是易溶性药物。4 各国药典收载情况 1967 年美国处方集(NF) 12 版第二补充版首先介绍了缓释片与胶丸的溶出度试验,其后,1970 年USP/ NFX 、1975 年的BP73 补充版、1981年第十改正日本药局方都收载了溶出度检测项目。其中USP 收载了泼尼松片等6 个品种,BP73补充版收载了地高辛片1个品种,第十改正日本药局方收载了4 个品种，随后检测品种不断扩大。自USP() 开始倾向于所有的片、胶囊都要做溶出试验。USP 收载了56 个品种,USP 收载了372 个,其补充本、又增加了约20 个,USP(1990) 468 个,USP (1995) 为532个品种；BP1980 年版18个; 第十一改正日本药局方(1986)为7个。中国药典1977 年开始收载溶出试验，1985 年版收载了7 个品种，1990 年版43 个，1995 年版扩大为134 个品种，在2010年版中溶出度已成为很普及的检验项目。第二节溶出度测定基本原理药物释放所遵循的基本定率是Noyes-Whitney方程，其表述如下：dw/dt=KS(Csat-Csol)其中dw/dt为溶出速率；K为溶出速率常数；S是固体药物表面积；Csat为该药物饱和溶液浓度；Csol为任一时间溶液中药物浓度。而药物释放所取决的基本点就是Csat的值大于Csol，即形成我们常说的漏槽条件（概念）。第三节溶出度测定的方法和仪器溶出度测定方法根据药物与介质混合的类型主要分为两类。一类是由于搅拌或旋转而在介质中产生的强制对流导致混合,如转篮法、桨法等；另一类是由于介质的自然对流导致混合,使样品一直暴露于均匀的无涡流新鲜介质中,以保持漏槽条件,如循环法、流通池法。在中国药典2010年版溶出度检查法中收载了篮法、桨法和小杯法，另外，在释放度检查项下收载了用于缓释贴剂释放的碟上桨法。转篮法的主要缺点是篮网或过滤装置或两者可能被堵塞,桨法的明显缺点是样品可能上浮,而且采用转篮法或桨法对于溶解度低而剂量大的药物或在溶出液中迅速达到饱和的药物,难以保持溶出介质的漏槽条件。流通池法适合于小剂量、难溶性药物的缓、控释制剂,尤其是肠溶制剂,它比转篮法和桨法更能模拟药物在体内的转运过程,更接近体内层流流动的情况,可以测定峰时浓度,便于进行释放介质的交换。被USP/NF 第5 补充版收入作为法定方法。BP(1980)版采用转篮法,1993 年版增加为转篮法、桨法、流通池法；日本药局方第十、十一、十二改正版都收载了转篮法和桨法；USP (1995) 收载了转篮法和桨法,对延时释放制剂还收载了往复圆筒法( reciprocating cylinder ) 和流通池法( flow-through cell method) 。中国药典1985 年版收载了转篮法、桨法和循环法,1990 年版收载了转篮法、桨法，1995年版为转篮法、桨法、小杯法,2000 年版(草案) 收载转篮法、桨法、小杯法和流通池法，正式版将流通池法取消。樊德厚等人对国内1990 - 1996年的有关溶出度试验的文献进行统计,其中采用转篮法的为163 篇,用桨法的为66篇,循环法1 篇,小杯法6 篇。目前常用的智能溶出度试验仪系列,能进行准确的温度控制,可以在30 39（有的可达到50） 范围内每隔 0.1任意调节,转篮或桨板的转速可以任意调速,并采用微型计算机单片技术测量实际转速,转速准确,时间可以自动预置，到时峰鸣报警。自动溶出仪的应用越来越广泛。近来，还有用反射光谱定量的自动溶出仪和带半透膜的溶出仪，而光纤溶出度测定仪作为目前的一个研究热点正在被大家所注意。第四节固体制剂溶出度试验评价方法对于药物固体制剂，国产药与进口药有什么区别；为什么同样剂型、同样剂量的某些药物，患者服用后会有不同的疗效；用什么试验方法、什么检测指标才能够科学、有效地评价出不同质量制剂的差别呢。显而易见，溶出度是一项非常重要的指标，但我国现行的溶出度方法能否做到这一点，显然还要有很多工作去做。人体对药物的吸收部位主要是消化道。体内环境正常者，胃肠道内存在有正常量和正常pH的胃酸和肠液；体内环境非正常或体质虚弱者，胃酸和肠液的量及pH会有差异。据报道，人体消化器官内的液体pH范围为：胃1.27.6，十二指肠3.1 6.7，小肠5.26.0。50岁以上的人群，胃酸和肠液的pH均有变化,随着年龄的增长,胃酸缺乏的状况日渐严重,而药品疗效优良的评价标准为：患有该疾病的任何(无论性别、年龄、体质、体内环境)患者服药后均有一定的疗效和作用，即治疗有效性好和适用范围广。否则就会导致： 由不同厂家生产的相同剂型的同一药品，对不同患者有不同的疗效；同一厂家的同一药品对不同患者疗效不同，即治疗有效性低、范围窄。疗效的优劣与生物利用度紧密相关。生物利用度低的药品可能只在某一体内环境(如胃酸正常者)才有一定的崩解、溶出和吸收，而对其它患者疗效不显著。这正是药品内在质量差异的核心所在。目前日本采用以下4种溶出介质来模拟：(1)pH 1.2的溶液(氯化钠2.0g，加水适量溶解，加盐酸7ml，再加水稀释至1000ml，即得)。国外目前倾向于此配制方法，不同于我国目前通常采用的0.1molL-1盐酸液(盐酸9ml一1000m1)。(2)pH4.0乙酸盐缓冲液0.05molL-1乙酸:0.05molL-1乙酸钠(16.4：3.6)。其中的离子浓度较我国药典附录中记载的低。目前我国有关该介质条件下的溶出试验研究进行得较少。(3)pH 6.8磷酸盐缓冲液(磷酸二氢钾3.4g和无水磷酸氢二钠3.55g，加水适量溶解并定容至1000ml，再稀释一倍，即得)。其中的离子浓度也较我国药典附录中记载的低。(4)水。一个优质药品，在采用一定的溶出装置和转速时(这些条件也需进行详尽的研究和论证)，在以上4种溶出介质中均应有一定的溶出曲线，这样就能保证该药品用于人体时，可在各种体内环境中均有一定的溶出或释放，即对于任何体质的患者均有一定的疗效。如将4条(或多条)曲线结合起来，还可用时间、溶出量和溶出介质三维图来表示，应当是平滑、有一定坡度的山坡型。而如果该制剂仅在pH1.2条件下溶出较好，就只能保证胃酸正常的患者吸收良好，而胃酸缺乏的患者可能就较差。人体胃肠道的蠕动程度，个体差异较大。药物溶出度试验中，如果该制剂仅能在桨法、100 rpmmin-1条件下溶出，那么它也许只在身体机能强壮者的体内释放和被吸收，而在虚弱者体内，便不能释放和被吸收；而如果在桨法、50rpmmin-1条件下，在上述4种溶出介质中均有“较高的、一定的”溶出曲线，那么无论患者体内情况如何，均会具有较高的、一定的生物利用度，即具有广泛的疗效性。第五节药品溶出度测定中的影响因素分析在多年的工作实践中，绝大多数药品均能达到溶出度的要求，也有部分药品溶出度测定不符合规定，这其中多为药品本身的质量问题，但也有测定方法存在的问题，致使测定结果偏离。分析溶出度测定偏离的原因，有针对性地予以纠正，对实际工作具有十分重要的指导意义。为保证溶出度测定数据的客观性、准确性和科学性，本文综述了溶出度测定过程中的常见问题和解决办法。 1仪器因素1.1 溶出仪的调试 在溶出度测定前，必须检查溶出仪的稳定性、转速、温度等是否符合要求。仪器运转时，整套装置应保持平稳，均不能产生明显的晃动或振动（包括仪器装置所处的环境）。转轴应在中心孔并垂直，旋转应平稳无颤动，仪器应处于良好的稳定转动状态。检查仪器的实际转速与其仪器的电子显示数据是否一致，分别设置转速50，100，150rpm进行测定，用经校验的秒表计时，记下2min转动的次数，每分钟转动次数误差均不得超过4。调试桨或蓝的高度，在溶出杯未放入溶出介质时，按药典各法的要求，调节桨或蓝的底部距溶出杯内底部的距离，应符合规定。从流体力学的角度来看，桨板的厚度决定所产生漩涡力的大小，即样品所受物理力的大小。在转速一定的情况下，桨板越厚，所产生的物理机械理越大。设置好温度，用经校验的温度计测定溶出杯内溶出介质的温度，应能恒定在 37.00.5，6个溶出杯内的温度差异应在0.5。转篮的处理，应用转篮法试验时，应注意转篮的洁净程度，一般在阳光下观察转篮的空隙是否有堵塞。如有堵塞，可采用超声或在稀硝酸中煮沸、再在水中煮沸的办法进行清理，否则将影响溶出度数据的准确性。尤其是在低转速时，影响更为明显。同时，还应注意试验时应取用干燥的转篮。水浴高度， 溶出仪外围水浴高度应超过溶出杯里溶出介质液面高度，否则将影响溶出杯中溶出液的温度，导致结果偏低；尤其是进行缓、控释制剂试验时，由于试验时间较长，更需注意。1.2溶出仪的校正 溶出仪不仅各项机械性能指标(转速、轴距、 高度等)应符合溶出度检测的规定，同时，还应定期使用校正片对其性能进行校正。特别是当试验中出现异常情况或检验结果有争议时，为保证实验结果的可靠性，必须用溶出度校正片对仪器进行校正。溶出度校正片是由美国药典委员会在20世纪70年代提出的。因为溶出仪仅机械指标符合要求还不够，应采用一定的标准制剂进行校正，对数据进行数理统计后必须符合一定的要求。如不符合，则应适当调整仪器的机械部件，直至校正片的测定符合规定。我国目前使用的是非崩解型溶出度校正片水杨酸片。使用溶出度校正片不仅能确定溶出仪的性能状态，还能考查实验操作是否规范，因此校正片对溶出实验具有非常实用的价值，对寻找溶出度结果偏差的来源有很好的帮助。溶出仪在校正后，溶出杯需编号配对，溶出杯不配套对实验有一定的影响。 2 溶出介质的配制与脱气2.1溶出介质的脱气 溶出度试验规定，溶出介质在试验前应进行脱气处理，因为介质中的气泡在实验过程中会影响样品的崩解、扩散和溶出。溶出介质脱气与否对转篮法的影响较明显，因为溶液中的气泡会堵塞转篮空隙，影响样品溶出。而对桨法影响不大。脱气方法一般采用煮沸法、抽滤法或超声法等，煮沸法需煮沸并保持15min再放冷，刚沸腾即放冷除气效果不够好。较好的脱气方法是缓慢搅拌下加热至约41，并在真空条件下不断搅拌5 min，或减压抽滤，现在已有加热，抽真空，水循环搅拌一体化的仪器，脱气效果较好。 2.2配制溶出介质的试剂和试液 若溶出介质为盐酸溶液等，需在水脱气后冷至约37时配制，先配好再加热脱气会影响酸度。含有有机溶剂的溶出介质更应在脱气后配制。若溶出介质为缓冲液，应调节pH值至规定值0.05之内。溶出介质中所用到的无机盐或有机溶剂(乙醇或异丙醇等)，不同厂商的差异不显著；而水则由于来源各异、pH值不同，对某些品种可能会导致测定结果的差异。表面活性剂，如十二烷基硫酸钠(SDS)、聚山梨酯80、溴化十六烷基三甲基铵、三羟甲基氨基甲烷等，因品牌的不同可能导致测定结果的差异较大。在部分品种(如非诺贝特缓释片、非洛地平缓释片) 的溶出度测定中曾有此类情况，有时甚至会影响结果的判定。 2.3溶出介质的挥发 当溶出介质中有机相比例较大时，应注意减少预热和试验过程中介质的挥发，尽量使用密封性良好的溶出仪。 3取样时间和取样量 按规定的取样时间取样，从6个杯中完成取样的时间应在1min内，自取样至滤过应在30秒钟内完成。若手工取样，1min内取6份溶出液有一定困难，可采用在开始时每隔1min放下一根转杆，将供试品逐一放入溶出介质中，取样时即可按时从容取样。对于缓释控释制剂，需多次取样，多次取样所量取溶出介质的体积之和应在其总体积的1之内，如超过总体积的1时，应及时补充溶出介质或在计算时加以校正。4溶出液的过滤与滤膜的吸附取样过滤时，应注意可能存在的损失。因滤膜与药物间有一个吸附饱和过程，即滤膜只有吸附到一定量之后，方能达到饱和、不再吸附。比如，使用同一个滤膜进行6份样品过滤时，往往第一个数据偏低，这就是吸附饱和过程所致。该过程与滤膜的品牌和性质，药物的理化性质、是否经微粉化处理等因素有关。对用滤膜过滤时有吸附作用的药品，要用其他无吸附的滤材滤过，或用适当的方法消除吸附的影响，如可将滤膜在沸水中煮沸1小时，或加大初滤液体积等，也可采用样品直接高速离心的方法。 判定滤膜吸附与否的方法可采用：取对照品溶液，经滤膜过滤后，与原溶液进行比较，观察测定前后响应值（吸光度或峰面积）的变化。取溶出液过滤，舍去不同体积的初滤液后测定，观察响应值（吸光度或峰面积）的变化，了解被测药物与滤膜的吸附情况。 取样后，一部分不过滤，直接采用高速离心，取上清液测定。另一部分采用过滤法，取续滤液测定，考察两者间测定数据的差异。 一些小规格制剂如格列美脲片(1mg、2mg、3mg)、硝酸异山梨酯片(5mg、10mg)等品种，由于此类药品的主药均难溶于水，制成制剂时一般均需进行微粉化处理使原料药粒径变小，比表面能变大，静电吸附能力增强，故与滤膜的吸附作用明显，达到饱和所需的初滤液体积大大增加。同时，又由于规格小，溶出液浓度低，需消耗更多初滤液方能达到饱和。所以，遇到此类情况时，一定要仔细考察滤膜的吸附情况，从而确保实验数据的可靠性。 5 胶囊壳对测定的影响 胶囊壳质量的不同，紫外吸光强度也各不相同，故在紫外法测定时常常有干扰，笔者在工作中曾多次遇到溶出度均值大于含量10%20% (均采用紫外法测定)的情况，所以在测定胶囊剂的溶出度时，应注意胶囊壳对实验结果的影响。校正试验一般采用取6粒空白胶囊壳，置于同一溶出杯内，用该品种项下规定体积的溶出介质溶解空胶囊壳，并按该品种项下的分析方法测定，测得每个空胶囊的空白校正值，如校正值大于标示量的25，实验无效，如校正值2，则可忽略不计。 6沉降蓝的使用溶出试验中加沉降蓝的目的是为了防止被测样品上浮或贴壁，致使溶出液的浓度不均匀，或因贴壁致使部分样品的活性成分难以溶出。因沉降篮加入后会造成溶出杯内流体力学的改变，因此在建立溶出度方法是应进行详细的验证。但在日常检验中，如果该品种项下溶出度测定法没有规定要求使用沉降蓝，那么不可随意使用，否则会造成溶出度试验结果的偏差。 7溶出液的稳定性主成分在溶出介质中的稳定性也是一个不容忽视的问题。如溶液稳定性不佳，如一些光稳定性、热稳定性较差的药品（尼莫地平制剂、硝苯地平制剂或硝酸甘油制剂等），应在取样后立即测定。总之，在溶出度试验中，一方面要严格控制各项实验条件，另一方面也要考虑具体品种的个性。比如我们在关注滤膜吸附的同时，还应注意滤膜与溶出介质的相容性问题，如滤膜被溶出介质溶解，便会在溶液中产生浊度，使紫外吸光度偏大，从而造成结果偏差。溶出度测定的影响因素很多，有仪器和操作的误差，更需要注意的是特殊品种的特殊情况。只有在实验中善于分析问题，总结经验，不断提高分析问题解决问题的能力，才能及时有效地校正偶然出现的结果偏离现象，确保溶出度测定数据的客观性和准确性。第六节 溶出结果的处理及比较方法用于比较药剂溶出曲线的方法很多，最简单、直观的方法是将溶出数据以曲线图或列表的形式来描述每种制剂的平均溶出度，该法可直观了解制剂配方改变和溶出度变化的关系，但是不能提供一个综合指标，很难进行相应的数据分析。当对多种制剂进行比较时，这种方法的曲线图或数据列表显得凌乱和复杂。为此，很多药学工作者对溶出度比较的方法进行了深入研究，建立了一些可行的方法,主要分为非模型依赖法和模型依赖法。（一）非模型依赖法1、相似因子法 拟合因子包括相似因子f2和差异因子f1。由Moore和Flanner首先提出。f1和f2方程提供了简单的计算方法，并对单一的溶出曲线间的相似性进行了量化比较，均符合美国食品药物管理局(FDA)和药品配方制程改变管理规范(SUPAC)指导原则中有关药剂相似性的定量分析。其中相似因子f2被FDA推荐为比较两条溶出曲线相似性的首选方法。可作为评价工艺或处方中辅料改变时制剂溶出曲线间的差异性评价参数，以及研制制剂与市售制剂间溶出曲线的差异性评价参数。相似因子f2的数学表达式如下f2=50log1+(1/n) (Rt 一Tt )2 -0.5100式中：Rt为t时间参比制剂累积释药百分率；Tt为t时间受试制剂累积释药百分率；n为取点数目。目前此公式已被引用于FDA许多指导性文件。当f2在50100之间时，表明两种制剂的溶出度相似或等同。参比制剂和受试制剂在任何时间点溶出度的平均误差不能超过15% 。这种方法对于有3个或3个以上时间点构成的溶出曲线间的比较更为有效，但是如果f2值大于100，实验数据就应该先进行标准化。相似因子f2的主要优点是：（1）便于计算，通过一个简单的数字就可以对溶出度进行描述和比较，可用于正交设计或均匀设计的数据统计分析；(2)可直接对释药数据进行统计分析，无需拟合各种释药速率。但同时具有以下缺点或局限性 ：(1)没有考虑到数据的变异性或相关性；(2) f2和f1容易受溶出度时间点数目的影响；(3)溶出度测定的最后一点的设计对f2值至关重要；(4)对于单组的溶出数据不适用，不能提供单组溶出数据的信息。2、 此外非模型依赖法还包括释放区间法、偏离度法以及溶出速率法等等。（二）模型依赖法模型依赖法能较好地拟合和提供溶出度数据。药物释放研究中所用的数学模型已达十余种。这些数学模型被用于实际观测的数据分析中有两个目的：一是通过数据分析而确立具有较好的拟合效果的模型，用其预报累积释放率的某个时间的取值；二是通过观测数据的分析，阐明释放过程所遵循的基本规律，或者说判断释放与药量及制剂释放特性的结构关系。选择较好模型的三点建议：(1)所选模型的时间过程特征应与释放过程的时间特征一致；(2)拟合效果好且模型参数少；(3)模型参数应有较为明确的物理意义。例如Weibull模型、Logistic模型和Gompertz模型。Weibull模型有3个参数；Logistic和Gompertz模型有4个未知参数；一般需要5个以上时间点的绝对最小值来拟合这些模型。用最小平方法的非线性回归值可获得最好的拟合度并计算指定时间点的积分值。这种计算方法可针对于每个容器。因此可计算得到溶出效率的均值(6个容器)及其标准差。通过计算溶出效率均值及其标准差或批次间的置信区间，比较参考制剂的溶出效率和受试制剂间的溶出效率的差异。如果差异和差异的95%的置信区间在合理的范围内(例如1O )即能得出参考制剂和测试制剂溶出度是等效的结论。1、威布尔分布(Weibull分布函数)是一种概率分布：F(t)=1-exp-(t-)m/；可以转化成另一种公式表达：lnln1/(1-F(t)=mln(t-)-ln其中F(t)：累积溶出百分率。：位置参数。该参数物理意义最为明确，=0时，说明药物制剂溶出无时间延滞，0时，