本文將根據Brian R. Rohrs等人的研究文獻USP dissolution apparatus 3 (reciprocating cylinder): Instrument parameter effects on drug release from sustained release formulations,從往復速率(Reciprocation rate)和上底部篩網尺寸這些因素入手,剖析往復筒儀器參數對緩釋型藥物的釋放度影響。
1. 往復速率
(1)對于親水性基質緩釋制劑,往復速率越高,樣品釋放越快。
以研究所使用的緩釋型(Sustained-Release, SR)布洛芬為例,研究實驗測定了不同往復速率下布洛芬樣品的50%釋放時間(T(50%)),擬合并繪制往復速率與T(50%)的函數曲線:
研究發現,樣品的釋放度和往復速率并非呈現簡單的正相關。隨著往復速率增加,往復速率的變化對釋放度的影響會變得越來越小。當超過30dpm后,往復速率的變化對釋放度的影響已經很微小。
(2)對于薄膜包衣微丸緩釋制劑,研究沒有觀察到往復速率對釋放度有影響。
以研究所使用的緩釋型氟比洛芬(SR flurbiprofen)為例,對于這種單純的擴散控制釋放機制的薄膜包衣微丸制劑,在不同往復速率的情況下,氟比洛芬樣品的80%釋放時間(T(80%))基本維持在12小時。
(3)不同種類、劑型或規格的樣品受到往復速率的影響程度也不一樣。
研究總結了7種樣品的80%釋放時間(T(80%))與往復速率的函數曲線:
研究發現:
l 同樣是親水性基質的緩釋制劑,侵蝕控制釋放機制的制劑受到往復速率的影響更加顯著。主要具有擴散控制釋放機制的制劑也受往復速率的影響,但影響程度較小。
l 單純擴散控制釋放機制的薄膜包衣微丸制劑幾乎不會受到往復速率的影響。
l 同種緩釋制劑的不同藥品規格,受到往復速率的影響可能不同。
三種規格的緩釋型阿普唑侖(3.0mg,1.0mg,0.5mg),受到往復速率的影響有比較明顯的差異。其原因是緩釋型阿普唑侖同時具有侵蝕控制釋放和擴散控制釋放機制,且規格含量越高,其侵蝕控制釋放機制越顯著。
兩種規格的緩釋型甲磺酸定氮唑侖(30mg,7.5mg)受到往復速率影響的差異比較小。其原因是7.5mg規格的甲磺酸定氮唑侖是擴散控制釋放機制。而30mg的甲磺酸定氮唑侖主要也是擴散控制釋放機制,同時由一定程度的侵蝕控制釋放機制組成。
2. 篩網尺寸
結果表明,與擴散控制釋放機制相比,侵蝕控制釋放機制的藥物因受儀器參數變化引起的流體動力變化的影響更大。所以研究中使用了緩釋型布洛芬,這種以擴散控制釋放機制為主的藥物,進行篩網尺寸影響因素的研究。
(1)頂部篩網尺寸
在頂部篩網的網孔尺寸為840μm、420μm和沒有安裝頂部篩網的情況下,使用緩釋型布洛芬進行往復筒法溶出測試。
結果顯示:頂部篩網網孔越小,樣品釋放越慢;隨著網孔尺寸的增大,其對釋放速率的影響會變小,840μm網孔的篩網與沒有安裝頂部篩網情況下的樣品50%釋放時間(T(50%))幾乎沒有差異。
試驗中沒有選擇150μm、74μm或更小網孔的篩網的原因是,當使用150μm或74μm網孔的篩網時,樣品試驗過程中往復筒無法排水。這是因為溶出介質覆蓋在篩網上,網孔尺寸和介質表面張力的結合形成了一個屏障,防止空氣穿透篩網并將介質置換到圓筒中。
(2)底部篩網尺寸
在底部篩網的網孔尺寸為840μm、420μm、150μm和74μm的情況下,使用緩釋型布洛芬進行往復筒法溶出測試。
結果顯示:緩釋型布洛芬在4種尺寸的篩網下的50%釋放時間(T(50%))幾乎沒有差異。
對此,研究推斷,往復筒的排液速率主要由頂部篩網控制。當往復筒向下運行時,樣品會隨液面的上升而上浮,其受到的剪切力相對較小。當往復筒向上運行時,樣品會沉入往復筒的底部,停留在底部篩網上。隨著往復筒的升高,流體排出,在樣品表面產生相對較高的剪切力。因此,在排液過程中,往復筒向上行程的沖蝕程度會更大,其排液速度主要由頂部篩網而不是底部篩網控制。
3. 與槳法、籃法等效的儀器參數
對于槳法50 RPM和籃法100 RPM,研究估計往復筒法的等效往復速率約5-8dpm。即使在更高的槳或籃轉速下,等效的往復運動速率可能仍是較小值。使用過高的往復速率會產生更激烈的流體動力學條件,可能會喪失區分制劑中細微變化的能力。
總結:
往復式圓筒裝置適合于非崩解制劑,特別是緩釋制劑的溶出測試。往復筒溶出儀設計的一個優點是能夠輕易地改變溶出介質種類。因此,延遲釋放(腸溶)制劑可以更容易地進行測試。
在儀器參數變量中,往復速率對基質型制劑的影響最大。但擴散組分對藥物釋放機理的影響越大,往復速率對藥物釋放速率的影響越小。而對于以擴散為主要藥物釋放機制的制劑和非基質型制劑,溶出介質的變化對藥物釋放速率的影響可能比往復速率大得多。
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