溶出度標(biāo)準(zhǔn)片的溶出數(shù)據(jù)是檢定溶出儀性能是否良好和實驗操作是否規(guī)范的依據(jù),確保溶出度測定結(jié)果有良好的重現(xiàn)性。本文將綜合考量銳拓溶出儀與其他品牌溶出儀的水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片測試結(jié)果,根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究數(shù)據(jù),逐一討論影響其溶出結(jié)果的因素,并對標(biāo)準(zhǔn)片溶出結(jié)果進(jìn)行合理的判定。
1. 水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片溶出釋放行為分析:
水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片屬于非崩解型片劑,因此表面積能夠保持相對穩(wěn)定,且符合Fickian假設(shè),即釋放的限速過程取決于溶出介質(zhì)與片劑表面的接觸,而不涉及片劑內(nèi)部。
根據(jù)Nernst和Brunner的擴散層模型,水楊酸片的主藥成分在從藥片表面釋放,到進(jìn)入本體溶液(溶媒)的過程中,會在藥片表面的周圍形成一個具有濃度梯度的擴散層(如圖1):
圖1 擴散層模型示意圖
根據(jù)擴散層模型的溶出率計算公式(如圖2),由于水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片的溶出過程中表面積(S)和溶媒體積(V)是相對固定的,故擴散層的厚度(h)和擴散層兩邊的濃度差(Cs-C)是影響溶出率的主要因素: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。
圖2 擴散層模型的溶出率計算公式
2. 影響水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片測定結(jié)果的因素
2.1 儀器機械性能
相關(guān)研究有不少文獻(xiàn),例如《Simulating the Hydrodynamic Conditions in the United States Pharmacopeia Paddle Dissolution Apparatus》的研究結(jié)果顯示,溶出儀機械性能的偏離會引起溶出杯內(nèi)溶媒流體力學(xué)的變化,從而影響溶出率。以下機械性能指標(biāo)偏離標(biāo)準(zhǔn)越大,溶媒流體力學(xué)狀態(tài)越不穩(wěn)定,藥片表面受到的剪切力變大,擴散層的厚度變薄,導(dǎo)致溶出率增加:
(a)轉(zhuǎn)軸的垂直度
(b)槳和轉(zhuǎn)籃的搖擺度
2.2 標(biāo)準(zhǔn)片的位置
如圖3所示,溶出杯中溶媒的流體力學(xué)狀態(tài)不是均勻的,標(biāo)準(zhǔn)片理論溶出位置(轉(zhuǎn)軸正下方,杯底中心位置)的流速會比其他位置低。以下參數(shù)的偏離會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)片無法處于理論溶出位置,藥片表面受到流體速度變大,擴散層的厚度會變薄,導(dǎo)致溶出率增加:
(a)轉(zhuǎn)軸的同軸度(藥片偏離轉(zhuǎn)軸正下方)
(b)溶出杯垂直度(藥片偏離溶出杯中心位置)
(c)投藥時藥片沒有落到杯底中心位置,或杯底設(shè)計不合理導(dǎo)致的藥片在溶媒攪動過程中漂離中心位置。銳拓溶出儀的溶出杯底有經(jīng)過專業(yè)的設(shè)計優(yōu)化,同等條件下,藥片更容易落入杯底中心位置,且攪動過程中不易漂移。
圖3 溶出杯內(nèi)流體力學(xué)圖(槳法)
2.3 探頭/取樣針的影響
根據(jù)文獻(xiàn)《Dissolution of prednisone tablets in the presence of an arch-shaped fiber optic probe in a USP dissolution testing apparatus 2》的研究結(jié)果,在溶出測試過程中,有探頭駐留在溶媒中時,會增加片劑的溶出度。
此文獻(xiàn)指出,造成此結(jié)果的原因是探頭的存在會形成擋板效應(yīng),增加了流體的徑向和軸向流分量,并導(dǎo)致溶出杯內(nèi)流體動力不對稱,產(chǎn)生擾流,藥片表面受到的剪切力會增大,擴散層的厚度變薄,導(dǎo)致溶出率增加。另外,如果產(chǎn)生的擾流比較大,甚至?xí)屗幤谌苊綌噭舆^程中漂離中心位置。
同理,駐留式取樣針同樣會產(chǎn)生這種擾流現(xiàn)象,導(dǎo)致溶出結(jié)果偏高。
有鑒于此,銳拓溶出儀標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的探頭/取樣針均采取非駐留式設(shè)計,僅在取樣時伸入溶媒中,避免因長時間駐留產(chǎn)生的擾流現(xiàn)象,把探頭/取樣針的影響降到低。
2.4 溶媒溫度
溶媒溫度的變化會影響主藥成分的溶解度,從而影響飽和濃度Cs。所以溫度越高,Cs-C的值越高,溶出率越高。
根據(jù)文獻(xiàn)《新水楊酸溶出度標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定與評價》的實驗數(shù)據(jù),溶媒設(shè)定溫度由37.0℃上升至37.5℃,溶出率平均增加0.5% ~ 1%。
但是實際測試過程中的溶媒溫度會在一定范圍內(nèi)波動,很難恒定在某一個溫度值。銳拓溶出儀通過實時監(jiān)控溶媒溫度的方式(如圖4),確保溶媒溫度的波動可以控制在37±0.5℃的范圍內(nèi),以免對溶出實驗造成干擾。上述文獻(xiàn)指出,如果溫度能夠控制在37±0.5℃的范圍內(nèi),溫度對溶出率的影響可以忽略。
圖4 銳拓溶出儀溫度連續(xù)監(jiān)控
2.5 轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速同樣會影響溶媒流速和藥片表面受到的剪切力。例如,根據(jù)文獻(xiàn)《Computational Fluid Dynamics Modeling of the Paddle Dissolution Apparatus: Agitation Rate, Mixing Patterns, and Fluid Velocities》的研究數(shù)據(jù),攪拌轉(zhuǎn)速與溶出杯內(nèi)溶媒流速成線性正相關(guān),并影響溶媒達(dá)到流體力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)的時間和溶出杯內(nèi)樣品混合均勻程度。根據(jù)文獻(xiàn)《國內(nèi)外溶出度試驗用標(biāo)準(zhǔn)片的研究及應(yīng)用》的實驗數(shù)據(jù),在75轉(zhuǎn)/分鐘到125 轉(zhuǎn)/分鐘之間,溶出率與轉(zhuǎn)速成正比。轉(zhuǎn)速每升高1轉(zhuǎn)/分鐘,溶出率增加約0.2%。
銳拓溶出儀的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動馬達(dá)采樣用高精度步進(jìn)電機控制,將轉(zhuǎn)速的誤差控制在小的范圍。與此同時,儀器還自帶轉(zhuǎn)速測量部件,實時監(jiān)控測試過程中的轉(zhuǎn)速變化(如圖5)。經(jīng)過全國各地客戶長時間的使用檢驗,銳拓溶出儀的轉(zhuǎn)速誤差可以控制在±0.3轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi),對溶出率的影響極低。
圖5 銳拓溶出儀轉(zhuǎn)速連續(xù)監(jiān)控
2.6 氣泡干擾
藥典和水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片說明書均有明確規(guī)定溶媒需要在使用前脫氣處理。這是因為未脫氣的溶媒會讓標(biāo)準(zhǔn)片表面產(chǎn)生氣泡,藥片可以參與溶出的總表面積(S)下降,導(dǎo)致溶出結(jié)果偏低。
2.7 濾膜干擾
濾膜可能會對水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片的主藥成分產(chǎn)生吸附效應(yīng),導(dǎo)致溶出結(jié)果偏低。不同種類的濾膜吸附效應(yīng)不一樣,使用前需充分潤洗飽和,排除濾膜吸附的干擾。銳拓溶出儀擁有初濾液排放技術(shù),可以在線自動完成0.45μm針頭過濾器的預(yù)潤洗飽和的動作,使溶出實驗更加穩(wěn)定高效。
另外,由于水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片屬于非崩解型片劑,根據(jù)文獻(xiàn)《關(guān)于水楊酸溶出度校正片測定操作問題的探討》,使用濾紙、濾頭和儀器自帶的柱狀濾芯,溶出結(jié)果均無明顯差異。
2.8 振動
溶出儀的安裝位置應(yīng)該足夠穩(wěn)定,且遠(yuǎn)離振動源,防止晃動或振動對溶出測試造成影響。同時,在運行期間,儀器本身也不可以有明顯的振動。這是因為振動的能量會加速樣品的溶出,有研究數(shù)據(jù)顯示,儀器振動會使溶出率會增加5 ~ 10%。
3. 總結(jié)&討論
上述的影響因素中,氣泡、濾膜、環(huán)境振動等影響因素,可以在測試開始前采取適當(dāng)?shù)姆绞脚懦6鴥x器機械性能、標(biāo)準(zhǔn)片位置、探棒/取樣針、溶媒溫度、轉(zhuǎn)速、儀器振動等影響因素是反映儀器性能的指標(biāo),需要通過水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片溶出測試來評估。
由于我國的水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片的溶出范圍是根據(jù)多間實驗室協(xié)作標(biāo)化的結(jié)果,采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法進(jìn)行確定的。所以,如果溶出儀的水楊酸測試結(jié)果接近標(biāo)準(zhǔn)片溶出范圍的中值,只能說明此結(jié)果接近標(biāo)化實驗室結(jié)果的平均水平,并不可以由此推斷溶出儀的性能優(yōu)秀。
考慮到標(biāo)化實驗室的實驗環(huán)境和人員操作一般都是規(guī)范的,環(huán)境和操作因素不是主要影響結(jié)果的因素。此時溶出儀性能偏離越大,影響溶媒流體力學(xué)的因素越顯著,水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片的溶出率就有可能越高。所以,溶出儀性能好的標(biāo)化實驗的溶出結(jié)果會比較低。
由此可見,在執(zhí)行水楊酸標(biāo)準(zhǔn)片測試時,應(yīng)該盡量避免人員操作和實驗環(huán)境對測試的影響,讓標(biāo)準(zhǔn)片測試結(jié)果能夠真實反映溶出儀的真實性能水平。同時,如果標(biāo)準(zhǔn)片溶出率較高,或存在逐年升高的趨勢,應(yīng)該考慮溶出儀中是否存在導(dǎo)致溶媒流體力學(xué)不穩(wěn)定的因素,或儀器性能是否逐步衰退。而機械性能、溫度、轉(zhuǎn)速更加穩(wěn)定,儀器設(shè)計經(jīng)過流體力學(xué)優(yōu)化的銳拓溶出儀,可以將上述不良因素降到低,為你提供更加穩(wěn)定可靠的溶出實驗結(jié)果。
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