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1、 药剂学药物制剂的设计原那么药物制剂的设计原那么一、制剂设计的根本原那么在给药途径与剂型确定后，针对药物的根本性质与制剂要解决的关键问题，重要的工作就是选择适宜辅料和工艺将其制备成质量可靠和病人应用方便的药物制剂。药物制剂直接用于病人，无论经哪个途径用药，都应把质量放在最重要的位置，稍有不慎，轻那么迨误疾病治疗，重那么给病人将带来生命危害，同时也将给生产厂家带来不可估量的信誉损失和经济损失。药品的质量构成包括平安性、有效性、稳定性和顺应性。此外，对于制剂的设计者和生产者，制剂的生产本钱和药品的价格也应是考虑的因素之一。1、平安性药物制剂的平安性问题来源于药物本身，也与药物剂型与制剂的设计有关。
2、任何药物在对疾病进展有效治疗的同时，也可能具有一定的毒副作用。有些药物在口服给药时毒副作用不明显，但在注射给药时可能产生剌激性或毒副作用。例如布洛芬、诺氟沙星的口服制剂平安有效，但在设计成肌肉注射液时却出现了严重剌激性。一些药物在规定的剂量围的毒副作用不明显，但在超剂量用药或制剂设计不合理使药物吸收过快时产生严重后果，这类情况对于象茶碱、洋地黄、地高辛、苯妥英钠等治疗指数较小、药理作用与毒副作用都很强的药物更需要引起注意，临床上要求对这类药物进展血药浓度监测，就是为了尽量减少事故的发生。对于药物制剂的设计者来说，必须充分了解用药目的、药物的药理、药效、毒理和药动学性质以确定给药途径、剂型与剂量
3、。应该注意，在某些药物的新剂型与新制剂设计过程中，由于改变了剂型、采用新辅料或新工艺而提高了药物的吸收与生物利用度时，需要对制剂的剂量以与适应症予以重新审查或修正，对于毒性很大的药物或治疗指数小的药物一般不制备成缓释制剂、也不采用微粉化工艺加速其溶解。2、有效性在保证平安性的同时，药物制剂的有效性是设计的重要考虑。药品的有效性与给药途径有关，也与剂型与剂量有关。第一节已经强调了给药途径对药效的影响，如硝酸甘油通过透皮、舌下粘膜吸收以与颊粘贴等取得不同的治疗或预防效果。又如硫酸镁在口服时是有效的泻药，而在制备成静脉注射液时那么起到了解痉镇静的作用。即使在同一给药途径，不同的剂型也可能产生不同的治
4、疗效果。溶液剂、分散片、口溶片等制剂能够较快地起效，迅速地起到抗菌、镇痛、退热、止咳等作用，但往往维持时间较短，需要频繁用药，如布洛芬分散片、布洛芬颗粒剂等。将其设计成缓释制剂时那么能够维持更长的作用时间，每天1-2次即可维持全天的镇痛作用。象高血压、精神焦虑等慢性、长期性疾病的治疗以与预防性治疗等选择缓释剂型具有优越性。在保证用药平安的前提下，通过合理的制剂处方与工艺设计可以提高药物治疗的有效性，对于某些口服难溶性药物、胃肠道吸收差的药物，使用高效崩解剂、增溶剂、固体分散技术或微粉化技术等可以提高药物的溶解速度与吸收，提高其治疗有效性。将一些药物制备成脂质体、微球、乳剂等剂型，不仅提高了药物
5、的有效性，还能减少毒副作用。前列腺素E1具有强烈血管扩作用，在制备成乳状型注射液后，其有效性比溶液型注射液有数倍的提高，剂量降低至原来的1/101/5，同时还减小了药物对血管的剌激性。3、稳定性稳定性是保证药物制剂平安性和有效性的根底。不仅要考虑在处方配伍与工艺过程中的药物稳定性，而且还要考虑在贮存期以与使用期间的稳定性。药物的化学不稳定导致有效剂量降低，形成新的未知或毒副作用的有关物质；药物制剂的物理不稳定性导致液体剂型的沉淀、沉降、分层等，固体制剂的变形、破碎、软化、液化等现象；药物的生物学不稳定性导致制剂的污损、霉变、染菌等严重问题。所有这些问题或使制剂的有效剂量发生变化、制剂的均匀性变
6、差，或使药品外观发生不良变化等，从而影响治疗与影响病人与医护人员的顺应性。制剂设计中的稳定性考虑不仅是与处方成分配伍有关，也与采用的制备工艺有关，如前述所提与的葡萄糖注射液、维生素C、阿司匹林等受湿、热和处方润滑剂等添加剂的影响，而且还需要考虑制剂的合理包装，特别是引湿性较强、光敏感的药物制剂还必须严格防潮、避光包装。有些在制剂处方和工艺设计中难解决的稳定性问题，通过制剂包装材料的选择那么比拟容易解决。4、顺应性顺应性指病人或医护人员对所用药品的可承受程度acceptance。如前所述，从给药途径而言，口服是应用最广泛的、最容易被承受的给药途径，而注射剂需要专业技术人员操作、注射时的疼痛感等使
7、许多人，特别是儿童患者不易承受。而直肠用药，对婴幼儿而言是一种较好的给药途径，在欧洲许多患者也比拟乐意承受栓剂，但在我国的应用那么不够广泛，需要进一步推广。所以从顺应性出发，只要口服给药平安有效，那么在剂型选择上一般总是以口服制剂为首选。顺应性的围也包括对剂型与制剂的外形、外观、色泽、嗅味、使用方法等多面的考虑。较小的体积、较少的数量、明快的色彩、良好的口味会受到更多患者的欢送。胶囊、囊形片较圆形片更容易吞咽。解决一些药物的苦味是颗粒剂、咀嚼片、液体制剂处方设计和工艺设计中的专门技术。细腻、洁白、水性、涂展性好等优点使乳剂较油膏剂更为普遍。缓释制剂的开展的原因之一就是减少了病人每天用药的次数，
8、方便了病人。更重要的是，优质的外观将进一步提高患者和医护人员对优良在质量药品的信任度。相反，即使偶然的外观瑕纰都可使患者不能放心用药，甚至影响治疗效果。在制剂的设计中，除了上述原那么外，生产本钱往往是列入考虑的重要因素。在保证质量和到达一样的治疗目的情况下，选择适宜剂型、辅料与工艺以降低本钱无论对生产者或对患者以与对于全社会均具有重要意义。药物经济学的迅速开展将加强药品价格核算在药品生产与应用中的地位。二、制剂处方与工艺的优化1、一般性考虑在掌握了药物的理化性质和确定了可以应用的辅料后，进一步的工作是根据制剂要求设计处方和工艺。处方的设计包括对辅料种类的选择也包括对辅料用量的选择。工艺的设计包
9、括对工艺的类型与工艺过程中具体的制备条件如温度、压力、搅拌速度、混合时间等的选择。一些研究者常常可以根据自已对一样剂型与制剂的经历，在原有的根底上进展适当的调整而设计出符合要求的处方与工艺，但在很多情况下，需要对入选的辅料、辅料用量、工艺与工艺条件，采用优化技术，设计一系列处方或处方与工艺的组合方案，制备试验用制剂样品并进展试验。常用的优化技术有正交设计、均匀设计、单纯形优化法、拉氏优化法等。所有这些方法都是应用多因素数学分析的手段，按照一定的数学规律进展设计，根据试验得到的数据或结果，建立一定的数学模型或应用现有数学模型对试验结果进展客观的分析和比拟，综合考虑各方面因素的影响，以较少的试验次
10、数与较短的试验时间确定其中最优的方案或者确定进一步改良的方向。近年来，随着计算机技术的开展，专家系统、人工智能神经网络等优化设计技术得到迅速的开展。有关优化技术的原理与应用实例已有大量的数理统计学专著与教材可供读者参阅和借鉴。2、优化设计的要素优化技术是一类适合各行各业、具有普遍意义的应用数学方法，因此，将药物制剂处方工艺设计的实践知识和成熟的经历与这些数学方法结合，是保证优化技术成功的关键。在进展优化设计之前，应确定优化设计的几个要素。制剂的目标参数；各目标参数的对该制剂的重要性；辅料或工艺种类的实用性；辅料用量与工艺参数的适宜围；辅料、工艺相互间的影响。制剂的目标参数是指制剂应到达的特性，
11、也即优化设计中的应变量。例如对片剂的要求包括崩解时限或溶出度，脆碎度、片重差异或含量均匀性以与片剂的外观等。对注射液的要求包括溶解性、澄明度、剌激性、外观等。要求优化方案到达的目标参数越多，设计的方案中所考虑的辅料与工艺因素就越多，设计方案就越复杂，实验时间的次数随之增加。因此，只选择重点的目标参数，而忽略一般的目标参数或者将它们留待优化后解决，可以简化设计，抓住主要问题。例如某个难溶性药物的片剂处方的优化设计，主要以溶出度为目标参数，针对性地选择辅料与工艺，而对于脆碎度、片重差异等很可能不是主要问题，那么可以在取得优化结果后再考虑。在优化方案中，需要确定优化的因素与水平。优化的因素通常是指作
12、为自变量存在、对处方目标参数有重要作用或影响的辅料或工艺的种类，优化的水平那么是指对于每个因素可能选择的几个不同的围。同一个药物的处方有很多辅料可供选择，但在一个方案不可能选择太多种辅料或工艺，某些辅料或工艺只能作为固定不变的因素存在，所以需要确定哪些是在方案中作为变量的因素辅料或工艺，那些是不作为变量的因素而在方案中需要固定的辅料或工艺。另外，在应用优化技术设计处方与工艺时还需要注意因素之间相互影响以与同一因素对不同的目标参数可能同时存在的正反两面的影响。例如在选择外表活性剂增加药物的溶解度时，可能减弱防腐剂的效力，此时就需要把两者的相互作用列入考虑围。所有这些都需要方案的设计者除了对目标参
13、数的了解，还应具备有一定的经历，需要熟悉不同辅料的性质、应用围、各种工艺的特点以与实用性等，才能作出恰到好处的选择。在必要时需要进展一些初步的摸索。否那么，优化的结果可能并非是好的结果。三、制剂固体、液体稳定化原理与克制不稳定性的根本原那么在药物制剂设计中应针对药物的稳定性问题与影响因素，从处方、工艺、包装和贮存条件等多方面采取相应的稳定化措施。在某些情况下，也可以通过改变剂型到达稳定目的，例如将注射液改变为采用冷冻枯燥工艺制备的注射用无菌粉末，使用时再行溶解。1调节pHpH对药物的水解与氧化降解速率有重要影响。如阿司匹林在pH 23的水解速率最小，而在pH 4以上降解速度显著增加。盐酸吗啡注
14、射液在pH 34稳定，在近中性时立即氧化。H+，OH-对药物降解的催化作用称为特殊酸碱催化specific acid-base catalysis，降解反响速率常数k与H+、OH-浓度的关系如下：k = k0 +kHCH + kOHCOH式中CH和COH分别是H+和OH-的浓度，k0、kH、kOH分别是H2O或其它溶剂分子、H+和OH-的催化速率常数。分别在酸性pH与碱性pH条件下测定药物的降解速率常数k，用各自k值或lgk对pH值作图，可以得到pH-降解反响速率曲线如图2-13所示。不同药物酸碱催化的程度不同，有的仅受H+催化，有的仅受OH-催化，有的那么同时受H+、OH-和水分子的催化。某
15、些药物既受碱催化降解也受酸催化降解，那么在某一pH最稳定，在pH-lgk图上出现最小值；如果降解反响与pH无关或者水分子或其它溶剂分子的催化作用大于酸或碱的催化作用，在pH-lgk图中即表现为水平线。从pH-lgk图可以了解药物的最稳定的pH，为处方设计中确定所需调节的pH围。稳定pH的选择还需要考虑生理的可承受性，如注射剂的pH围一般在pH 39。另外，调节pH也要考虑到某些难溶性解离药物的溶解性质，防止药物从溶液中沉淀参见第二节，药物溶解度与pKa与pH的关系。图2-13 pH与降解反响速率常数关系图在液体制剂常用盐酸或氢氧化钠调节pH，有时也可以采用醋酸、乳酸、三乙醇胺等有机酸碱。在固体
16、制剂中多用枸椽酸、酒石酸、苹果酸等有机酸和碳酸钠、磷酸氢钠等调节pH。2. 选择缓冲剂与其浓度醋酸盐、磷酸盐、枸椽酸盐、硼酸盐等缓冲剂也是液体制剂或注射液中常应用的pH调节剂，缓冲剂的应用有利于减小pH的变化而稳定pH。但这些缓冲对中的共轭酸碱对一些药物的降解可产生催化作用，这种由共轭酸碱产生的催化作用称为广义酸碱催化(general acid-base catalysis)或一般酸碱催化。如磷酸根阴离子对青霉素和链霉素水解的催化，醋酸根阴离子对葡萄糖水解的催化等。用不同缓冲剂调节某药物溶液在一样的pH时，如果出现不同的降解速度，那么可以确定某种缓冲剂的共轭酸碱对该药物的广义酸碱催化作用。配制一系列盐与酸的比例一样但浓度不同的缓冲对，调节药物溶液在恒定的pH，可以发现，随着缓冲对浓度的增加，药物的降解速度进一步加快，说明了广义酸碱催化作用随缓冲剂浓度而发生变化。通
