DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25101783
中图分类号:R943
叶满林1, 秦士慧2, 杨艳双2, 朱鹏2, 郝贵周2, 石贞勋2
| 【作者机构】 | 1青岛大学医学部; 2山东新时代药业有限公司 |
| 【分 类 号】 | R943 |
| 【基 金】 |
注射用米铂系日本住友制药株式会社研发的脂溶性铂类抗癌药物,商品名MIRIPLA®,主要用于治疗肝细胞癌。原研工艺先溶解米铂于叔丁醇,后通过微调含水量(1.0~6.0 mg/ml)进行冻干制备,但米铂对水敏感,在与叔丁醇混匀之前,水在局部过浓会导致针状晶体的形成,进而影响药物的混悬,导致操作复杂性和风险增加[1]。文献报道采用叔丁醇与无水乙醇、甲醇或环己烷等混合溶剂,通过低凝固点溶剂改善本品配制时凝固的温度,但无疑另一种有机溶剂的加入给注射剂带来了未知风险和工艺难度[2-4]。聚乙二醇400(polyethylene glycol 400,PEG-400)为低毒、高生物相容性的药用辅料,可减少溶剂使用量,缩短超声时间以减少热降解,降低有关杂质含量,其碘化油混悬液稳定性显著提高,提高了给药的安全性[5-7]。本研究提出以微量PEG-400协同纯叔丁醇的增溶策略,为注射用米铂冻干工艺的优化提供依据。
LYO-12型真空冷冻干燥机(东富龙科技集团股份有限公司);Mastersizer 3000型激光粒度分析仪(英国马尔文仪器有限公司);Agilent 1260型高效液相色谱仪(安捷伦科技公司);SB-5200DT型超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司);XSR204/A型电子天平(万分之一,梅特勒-托利多仪器有限公司);MS8001TS/2型电子台秤(梅特勒-托利多仪器有限公司)。
米铂原料药(以C34H68N2O4Pt计,山东新时代药业有限公司,纯度 ≥99.0%);PEG-400(供注射用,南京威尔药业集团股份有限公司,批号:N20230505);叔丁醇(Merck,GMP级,水分0.1%~0.5%),碘化油注射液(法国GUERBET,批号:11LU605A);对照品MIRIPLA®(大日本住友制药株式会社,批号:1005C)。
2.1.1 含量测定 参照米铂原料测定方法,按照高效液相色谱法测定[8-9]。
2.1.2 色谱条件与系统适用性试验 用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以甲醇-乙醇(90∶10)为流动相;检测波长为220 nm。理论板数按米铂峰计算不低于3 000。
2.1.3 测定法 精密称取注射用米铂适量,加叔丁醇-乙腈(9∶1)超声溶解并定量稀释成每毫升约含0.2 mg的溶液,精密量取20 µl注入液相色谱仪,记录色谱图;另取米铂对照品,同法测定。按外标法以峰面积计算,即得。
本研究以叔丁醇为溶剂,采用正交实验设计,系统考察叔丁醇及PEG-400用量对冻干工艺和混悬液稳定性的影响。冻干制备方法:称取处方量的米铂,按照表1加入不同体积的叔丁醇定容并添加不同用量的PEG-400,同时于30~40 ℃超声搅拌,记录溶解现象和溶解时间;溶液经0.22 µm滤膜除菌过滤后,按计算的灌装量装入西林瓶并半加塞,置于冻干机中冻干,记录其冻干时长,冻干结束后对其杂质进行检测,记录最大单杂和总杂含量。考察其混悬液稳定性时,配制方法[10]:取注射用米铂1瓶(规格:70 mg),加碘化油3.5 ml,振荡混匀后记录复溶的难易程度;于室温(25 ℃)下放置24 h后,观察并计算其沉降体积比(H/H0)。试验结果见表1。
表1 叔丁醇及PEG-400的用量选择试验及结果
处方编号叔丁醇(ml)PEG-400(mg)米铂溶解时间(min)溶解现象冻干时长(h)最大单杂杂质(%总)杂含量(%)复溶性H/H0110.00-有沉淀------210.01.75-有沉淀------310.08.755溶解290.200.4099.5容易0.92410.017.505溶解290.250.5099.3容易0.90514.00-有沉淀------614.01.75-有沉淀------714.08.756溶解300.220.4599.2容易0.90814.017.505溶解300.270.5599.0容易0.88917.508溶解320.360.7098.2困难0.651017.51.756溶解320.300.6098.9容易0.781117.58.755溶解320.230.4899.3容易0.911217.517.504溶解330.280.5899.1容易0.891320.005溶解400.350.6898.0困难0.641420.01.756溶解400.320.6298.7容易0.771520.08.755溶解400.240.5099.1容易0.891620.017.504溶解410.290.6098.9容易0.87
注 H/H0:沉降体积比。“-”表示未检。
处方1和5叔丁醇用量<17.5 ml且无PEG-400,显示米铂溶解不完全,出现明显沉淀,影响药物均一性与稳定性。处方9和13叔丁醇用量 ≥17.5 ml且无PEG-400虽实现了完全溶解,但在冻干过程中,溶剂过多,导致冻干时间延长,生产效率降低,且可能影响产品的粒度分布和外观。在相同叔丁醇用量下,增加PEG-400的用量,米铂的熔解时间呈现总体缩短的趋势。提示PEG-400的加入一定程度上改善了米铂在叔丁醇的溶解性能。H/H0是评价混悬液稳定性的重要指标,H/H0值越高,提示混悬液越不易沉降,稳定性越好。处方3、7、11和处方15表现出较高的H/H0,提示具有较好的稳定性。处方4、8、12、16的H/H0值略低于PEG-400用量为8.75 mg组的处方,分别为0.90、0.88、0.89、0.87,提示PEG-400用量过高可能导致体系黏度增加,略微降低沉降稳定性。无PEG-400或低PEG-400组的H/H0值较低,沉降速度快,稳定性较差,提示PEG-400在适宜浓度下可缩短混匀时间,提升混悬液的均匀性,有效延缓颗粒沉降,延长混悬液储存稳定性。无PEG-400组处方9、13最大单杂和总杂较高,提示PEG-400的加入通过增强米铂溶解性,缩短超声时间,减少热降解与杂质生成,同时保证较高的药物含量。冻干时长与叔丁醇用量密切相关,而PEG-400对冻干时长的影响较小。综上所述,处方3和处方11表现最佳,考虑溶解性能、复溶性、混悬液稳定性、杂质含量及冻干时长,确定叔丁醇的用量为10 ml,选择PEG-400用量为8.75 mg的处方。
冻干曲线会直接影响制剂的颗粒形态、粒径分布,进而影响其在碘化油中的混悬性能和混悬液稳定性[4]。本研究从预冻、一次干燥、二次干燥3个阶段对冻干工艺进行进一步优化。
2.3.1 预冻阶段 预冻工艺是调控注射用米铂冻干制剂颗粒形态与粒径分布的关键步骤。本研究引入PEG-400作为增溶辅料,结合预冻温度和预冻速率筛选优化,筛选最佳工艺条件。实验比较快速预冻(进料前搁板预冷至目标温度,药液快速降温)与缓慢预冻(药液随冻干机箱同步降温)在-20 ℃和-40 ℃下的效果,工艺参数见表2。
表2 注射用米铂冻干工艺优化实验设计
冻干阶段工艺编号真空度(Torr)温度(℃)升(温℃速/h)率时间(h)备注预冻工艺1--40-4速冻工艺2--20-4速冻工艺3--40-4慢冻一次干燥工艺43.0-1526-工艺53.0-11026-工艺62.5-11014-工艺74.0-11028-工艺83.0101012-工艺93.051018-二次干燥工艺100.140106-工艺113.0→0.140106-工艺120.140106-工艺133.0→0.1401010-工艺143.0→0.1401014-
注 “-”表示无数据。
2.3.2 一次干燥阶段 升华干燥阶段是冻干工艺的核心环节,其参数优化直接影响冻干效果和产品质量。预冻温度及预冻速率的选择实验结果显示,工艺冻干过程中会产生一定的散射情况;原研专利指出,散射更容易在高真空中发生并且散射在1.0 Torr下比在3.0 Torr下更容易发生[1]。本研究参照此规律,考察引入微量PEG-400作为增溶辅料溶剂的实验情况,表2设计筛选一次升华的升温速率、温度和真空度,优化工艺参数。
2.3.3 二次干燥阶段 二次干燥阶段对于去除产品中的残余水分、提高产品稳定性至关重要。原研专利指出,转换为次级冻干需“在不少于1 h内逐渐达到0.1~1.0 Torr高真空度”,可能由于真空度迅速变化导致活性成分发生散射现象[1]。本研究参照此规律,考察引入微量PEG-400作为增溶辅料溶剂的实验情况,对真空度和时间进行筛选,解析干燥阶段的真空度采用逐渐降低策略,以确定最优参数,二次干燥工艺参数见表2。冻干结束后,以产品的外观性状、散射情况和粒径分布进行评价。
2.4.1 预冻阶段 结果见表3,对比工艺1和工艺3结果采用慢冻的方法制备的样品D90%较大,粒径不均;速冻样品粒度较小(D50%约10 µm,D90% ≤40 µm),与原研品MIRIPLA®相似,故在冷冻干燥过程中采用速冻的方法。对比工艺1和工艺2,预冻温度为-20 ℃时,D90%较大;为-40 ℃时,制得的样品粒径均匀,粒度较小(D50%约10 µm,D90% ≤40 µm),故在冷冻干燥过程中将预冻温度设为-40 ℃,维持时间4 h,预冻阶段选择工艺1。引入PEG-400作为增溶辅料,制得的样品粒径均匀,几乎与原研品一致,外观性状为更细腻白色块状物。在冻干时有一定的散射情况,即升华线上面干燥的米铂颗粒会飞到瓶外,胶塞和搁板上都有粉末。散射情况造成产品含量降低,带来污染的风险,所以需进一步考察升华干燥阶段温度和真空度的影响。
表3 注射用米铂冻干工艺优化实验设计检测结果
冻干阶段工艺编号外观性状散射情况D粒50%径分布(µDm90)%原研产品△-10.02420.473预冻工艺1△-11.12522.672工艺2△-15.45444.824工艺3△-18.985101.064一次干燥工艺4△×9.86519.200工艺5△×9.59717.855工艺6△√10.18818.445工艺7△√10.27518.339工艺8△√9.86919.290工艺9△√9.40418.387二次干燥工艺10△√9.59218.569工艺11△×9.56317.562工艺12△√9.34518.462工艺13△×9.47617.986工艺14△×9.58918.562
注 “△”表示白色块状物;“√”表示胶塞和搁板架上有粉末;“×”表示胶塞和搁板架上无粉末;“-“表示未检。
2.4.2 一次干燥阶段 工艺4和工艺5结果对比显示升华干燥时以每小时5 ℃和以每小时10 ℃升温制得的样品均未出现散射的现象,考虑到生产节能与时效性,确定升温速率为10 ℃/h。对比工艺6和工艺7,降低真空度缩短了升华时间,但易发生散射的现象。工艺8和工艺9结果显示,提高温度增加热输入,促进升华,时间缩短,但超过产品塌陷温度导致散射。对比工艺5至工艺9结果,提高升华温度缩短了冻干周期,但易诱发散射的现象,因此维持-1 ℃为升华温度,升温速率为10 ℃/h,真空度为3.0 Torr,故选择工艺5,一次干燥时间为26 h。
2.4.3 二次干燥阶段 工艺10、工艺11和工艺12结果显示,从一次升华转换至二次干燥时,采用真空度渐降策略(0.1 Torr),冻干过程中胶塞与搁板无粉末飞散。工艺11和工艺13结果显示,有机叔丁醇有残留,鉴于其属于有机溶剂,需尽量降低残留风险。故将再干燥阶段40 ℃保持6 h延长至14 h后,叔丁醇残留未检出(检测限<0.01%),选择工艺14。
按照“2.1”项结论配制药物溶液,预冻、一次干燥、二次干燥3个阶段按照工艺1、工艺5和工艺14进行冻干。工艺参数如下:预冻阶段搁板制冷至-40 ℃,将样品置入持续4 h;升华干燥阶段导热油以每小时10 ℃升温至-1 ℃,真空度3.0 Torr,持续至20 ml叔丁醇挥发殆尽;再干燥阶段导热油以每小时10 ℃升温至40 ℃,真空度渐降(3.0 Torr、2.0 Torr、1.0 Torr各维持10 min,0.1 Torr维持14 h)。冻干后真空压塞、出箱,用铝塑组合盖轧盖密封,即得注射用米铂。
米铂的制剂形式为冻干粉针剂,临床使用时将其混悬在碘化油中制成混悬液使用,用于肝细胞癌的介入治疗。为确保混悬液在临床使用中的有效性和稳定性,要求其冻干粉针的粒度分布满足D90%<40 µm,米铂-碘化油混悬液H/H0<1,且24 h内黏度变化<2.5倍[4]。
PEG-400具有亲油性和适度的水溶性,在碘化油中表现出一定的溶解度。冻干制剂中PEG-400可作为分散助剂,通过降低界面张力和增强润湿作用,显著提升米铂颗粒在油相中的悬浮能力。米铂因冻干阶段的均匀性及PEG-400的润湿作用,分散更均匀,减少团聚倾向。图1数据显示,注射用米铂自研品粒径分布集中,支持颗粒形态的一致性,有利于在碘化油中形成稳定的空间位阻。如表4所示,相比原研产品,注射用米铂自研品H/H0较高,表示颗粒在碘化油中沉降慢,悬浮稳定性好;注射用米铂自研品黏度变化较小,提示混悬液较原研产品稳定,不易因颗粒团聚或相分离而变稠。综合上述结果,注射用米铂自研品及其冻干工艺所得制剂更能满足临床粒度要求。
图1 三批注射用米铂自研品粒径分布
表4 注射用米铂自研品与原研市售品使用检测结果对比
工艺编号外观性状D粒50%径分布(µmD9)0%复溶性H/H0混悬液黏度变化(倍)最大单杂杂质(%)总杂含量(%)原研产品△10.02420.473容易0.702.30.150.3599.0样品1△9.18618.357容易0.951.30.180.4299.1样品2△9.58918.562容易0.981.20.160.3899.1样品3△9.86319.599容易0.931.40.160.3599.3
注 H/H0:沉降体积比。“△”表示白色块状物。
PEG-400作为药用辅料的潜力已在多个领域得到验证。PEG-400在冻干制剂中通过减小冰晶对微观结构的机械损伤,增强复溶性和稳定性[11-13]。以PEG-400介导的脂质纳米乳作为紫杉醇载体,PEG-400浓度为4%,提高了紫杉醇的溶解度,延长了制剂稳定性,增强疗效的同时提升用药安全性[14-15]。且PEG-400本身无刺激性,所介导的药物分散状态更均匀,减少了药物在血管壁局部富集的风险,进一步降低了静脉刺激的可能性,可通过肠道吸收调节药物排泄[16-17]。但研究指出,大剂量PEG可能引发高渗透压问题,并且其表面活性剂性质会破坏红细胞膜,进而导致肾毒性及溶血性[13,15]。因此,在注射制剂中使用PEG-400须进行严格的风险评估,对其使用浓度与给药速度进行严格把控,并全面考察其对主药稳定性所产生的影响。
米铂为脂溶性铂络合物,在叔丁醇中的溶解较慢。PEG-400的亲水基团与米铂的疏水部分形成氢键或范德华力,能降低界面张力,提高米铂在溶剂中的分散和润湿能力,避免颗粒聚集。添加PEG-400后,溶解时间缩短至5 min。在碘化油中的混悬液易沉降或分离,影响给药均匀性。PEG-400作为稳定剂,能改善米铂颗粒的表面亲脂性,促进均匀分散,延长悬浮稳定时间。本研究将PEG-400应用于注射用米铂冻干工艺,提升了米铂溶解效率,缩短了超声时间,减少了热降解引发的杂质,展现了低剂量高效的创新优势,同时增强了米铂颗粒在油相中的悬浮能力,产品粒度均匀,适合进行工业化生产,为难溶性药物冻干制剂开发提供了新颖、高效、安全的技术路径。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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叶满林(1996-),女,硕士;研究方向:新药研究与开发。
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