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銳拓RT7流池法溶出系統(tǒng)應(yīng)用案例—雙相釋藥系統(tǒng)中速釋組分的體外釋放度研究
本次研究案例的雙相釋藥制劑為速釋-緩釋型，其緩釋組分已經(jīng)由客戶使用傳統(tǒng)溶出方法完成了體外釋放度研究，其與參比制劑的體外釋放結(jié)果相似性良好。
而對于速釋組分，由于在傳統(tǒng)溶出方法的測試條件下釋放過于快速，其體外釋放測試結(jié)果無法有效評估待測樣品與參比制劑的相似性。
根據(jù)我們以往的應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗，流池法在進行速釋組分的體外釋放度研究時，比傳統(tǒng)溶出方法更有優(yōu)勢。故本次研究將使用流池法溶出系統(tǒng)進行相關(guān)體外釋放度測定，目標是獲得有區(qū)分力的測試結(jié)果。
20世紀50年代，流池法開始應(yīng)用于口服制劑的藥物釋放度試驗。20世紀90年代，流池法正式被收載入美國藥典，成為USP<711>Apparatus 4。隨后，流池法被陸續(xù)收載入歐洲藥典、日本藥典等重要藥典中。中國藥典2020版亦正式收載流池法。
流池法溶出系統(tǒng)一般包括：用于儲存溶出介質(zhì)的容器，輸送溶出介質(zhì)的恒流泵，流通池，保持溶出介質(zhì)溫度的恒溫水浴，以及自動取樣工作站。
流池法主要有兩種運行模式，分別是：
開環(huán)模式：進入流通池的溶出介質(zhì)一直是空白不含API，溶出介質(zhì)的體積由流速和實驗時長決定。流出流通池的樣品溶液不回到溶出介質(zhì)儲存容器，而是進入自動取樣工作站。樣品溶液可以全部收集、分時間段收集或按照分流比收集。
閉環(huán)模式：流出流通池的樣品溶液將返回到溶出介質(zhì)儲存容器中并充分攪拌均勻，自動取樣工作站從溶出介質(zhì)儲存容器中進行取樣。
本研究將使用流池法的開環(huán)模式。在開環(huán)模式下，流池法溶出系統(tǒng)的取樣時間間隔可以比傳統(tǒng)溶出方法更?。ɡ纾轰J拓RT7的開環(huán)模式下最小取樣時間間隔可以達到30秒），從而更加精準地測定速釋組分的體外釋放度。
使用流池法進行片劑的體外釋放度測定時，一般可以選用大池（Large Cell）裝置或小池（Small Cell）裝置。大池和小池的主要區(qū)別在于兩者的池體內(nèi)徑不同，在相同流速情況下小池內(nèi)的流體剪切力會大于大池內(nèi)的流體剪切力。
根據(jù)本次測試樣品的大小和速釋組分的釋放特點，我們選擇大池裝置進行流池法測試。大池裝置的錐體底部會放置一顆5mm直徑的紅寶石球，并在錐體部分填充指定質(zhì)量的1mm直徑的玻璃珠。
在進行流通池溶出方法的開發(fā)過程中，應(yīng)該充分評估關(guān)鍵測試參數(shù)對樣品溶出釋放結(jié)果的影響。本案例將探討溶出介質(zhì)和流速對樣品速釋組分體外釋放度的影響。
溶出介質(zhì)中的緩沖體系、pH值、表面活性劑，是影響樣品溶出釋放的關(guān)鍵因素。方法開發(fā)時應(yīng)該充分考察溶出介質(zhì)對樣品釋放的影響。
典型的溶出介質(zhì)一般包括：鹽酸溶液、pH范圍為1.2~7.5的緩沖液（磷酸鹽或醋酸鹽）、模擬胃液或腸液（含酶或不含酶）和水。對于某些藥物，其自身與某些緩沖液或緩沖鹽的不相容性可能會影響溶出介質(zhì)中緩沖體系的選擇。另外，所用緩沖液和酸的摩爾濃度可能會影響溶出介質(zhì)的增溶效果。
在本次研究案例中，我們評估了不同pH值和緩沖體系的溶出介質(zhì)對樣品速釋組分的釋放度的影響。下圖呈現(xiàn)的是其中三種溶出介質(zhì)的測試結(jié)果：
溶出介質(zhì)中一般會添加一定比例的表面活性劑以提高藥物的溶解度。表面活性劑的濃度、種類、等級和純度都會影響其增溶效果。另外需要注意的是，藥典不建議使用含水-有機溶劑的混合物作為溶出介質(zhì)，除非有合適的理由。
在本次研究案例中，我們評估了在相同pH緩沖體系下，不同表面活性劑的不同濃度對樣品速釋組分的釋放度的影響。下圖呈現(xiàn)的是其中三種表面活性劑濃度的測試結(jié)果（表面活性劑濃度：Medium A ＜ Medium B ＜ Medium C）：
測試結(jié)果顯示，隨著溶出介質(zhì)中表面活性劑濃度的上升，樣品速釋組分的釋放速度明顯加快。
溶出介質(zhì)的流速是流通池溶出方法的關(guān)鍵測試參數(shù)，方法開發(fā)時應(yīng)該充分考察流速對樣品釋放的影響。
在本研究過程中，我們評估了在相同溶出介質(zhì)的情況下，不同流速對樣品釋放度的影響。為了更直觀地呈現(xiàn)測試結(jié)果，我們將開環(huán)模式下測得的濃度-時間微分曲線換算為常見的累積溶出率-時間曲線：
測試結(jié)果顯示：溶出介質(zhì)的流速越高，速釋組分的釋放速率越快。
流通池內(nèi)的流體剪切力會隨著流速上升而增大，速釋組分更快被溶蝕，其中的原料藥更快地溶出進入介質(zhì)中。
另外，根據(jù)Nernst & Brunner的擴散層模型，溶出率與擴散層兩邊的濃度差（Cs-C）成正比，與擴散層的厚度（h）成反比。
由于在開環(huán)模式下流入流通池內(nèi)的介質(zhì)都是新鮮的。更快的流速意味著本體溶液中原料藥的濃度更低，擴散層兩邊的濃度差更大，溶出速率更快。此外，更快的流速也會一定程度上減少擴散層的厚度，使得溶出速率加快。
為了確定釋放度測定方法的區(qū)分力，我們采用具有不同質(zhì)量屬性的自研樣品與參比制劑進行對比研究。本文選取了參比制劑和其中兩種自研樣品，在合適測定條件下的體外釋放度結(jié)果，并以濃度-時間微分曲線呈現(xiàn)：
評價生物等效性的主要藥動學(xué)參數(shù)為AUC和Cmax，如果在AUC基本一致的情況下，Cmax 可以部分反映藥物體內(nèi)吸收的快慢。同理，我們可以根據(jù)體外釋放度測試獲得的濃度-時間微分曲線的Cmax 來預(yù)測自研樣品和參比制劑在體內(nèi)吸收速度的差異。
根據(jù)上圖的測試結(jié)果，我們不難發(fā)現(xiàn)：
（1）對于兩種不同質(zhì)量屬性的自研樣品：雖然兩者的Cmax基本一致，但是達到Cmax的時間（Tmax）是有區(qū)別的，自研樣品A的速釋組分釋放速度比自研樣品B快。本流通池測定方法能夠有效區(qū)分不同質(zhì)量屬性自研樣品的體外釋放度差異。
（2）對于參比制劑和自研樣品：參比制劑的Cmax小于兩種自研樣品，且參比制劑到達Cmax的時間（Tmax）比兩種自研樣品都慢。我們有理由預(yù)測，自研樣品速釋組分的體內(nèi)吸收速度會較參比制劑快，并有可能影響其生物等效性。此測試結(jié)果為后續(xù)的處方和工藝參數(shù)優(yōu)化提供了很好的數(shù)據(jù)支持。
在藥物研發(fā)過程中，我們都希望建立有效的溶出釋放度測定方法，該方法能區(qū)分不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量，理想的情況就是所有生物不等效的批次都能被檢測發(fā)現(xiàn)，從而將生物等效性試驗批的生物等效性研究結(jié)果外推至商業(yè)批。
相比于傳統(tǒng)溶出方法，流池法在方法區(qū)分力和生物等效性預(yù)測方面具有明顯優(yōu)勢，更能夠滿足我們在藥物研發(fā)過程中對樣品體外釋放度測試的需求，其測試結(jié)果對處方和工藝參數(shù)優(yōu)化也更有指導(dǎo)意義。
進一步地，得益于銳拓RT7流池法溶出系統(tǒng)更先進的開環(huán)取樣模式，使我們能夠快速且準確地收集到樣品速釋組分在快速釋放時間段內(nèi)的溶出數(shù)據(jù)（前10分鐘的取樣間隔為1分鐘），并有效地區(qū)分不同質(zhì)量屬性的自研樣品以及自研樣品與參比制劑之間的差異，成功達到本次研究的目標。
