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    2021-11-13

    IVPT測試中的皮膚研究

    在IVPT測試中,我們經(jīng)常需要用到真正的皮膚作為我們的實(shí)驗材料去研究藥物在皮膚上的滲透性。因此,理解皮膚的特點(diǎn),了解皮膚的制備以及評估皮膚的完整性對于IVPT研究非常重要。今天,銳拓的小編在此 分享一下銳拓對于IVPT測試中對皮膚研究的一些相關(guān)知識,希望對各位研究擴散實(shí)驗的老師有所啟發(fā)。 皮膚的特點(diǎn): 皮膚是人體的天然屏障和凈化器,一方面,皮膚對機體具有各個(gè)方面的保護作用;但皮膚不是絕對嚴密而無(wú)通透性的屏障(圖1),皮膚還具有一定的滲透能力和吸收作用。 圖1 人的皮膚構造 一般來(lái)說(shuō),水分和水溶性成分不能從皮膚吸收;而油及油溶性成分,可經(jīng)皮膚吸收。供皮膚表皮處利用的,如收斂,殺菌,漂白等,以采用水溶性藥劑為適宜;而一些營(yíng)養成分和在體內起作用的藥物,以油溶性藥劑為好。 外界物質(zhì)對皮膚的滲透是皮膚吸收小分子物質(zhì)的主要渠道,物質(zhì)可能進(jìn)入皮膚的途徑通常有以下幾種: 1、軟化角質(zhì)層,經(jīng)角質(zhì)層細胞膜滲透進(jìn)入角質(zhì)層細胞,繼而可能再透過(guò)表皮進(jìn)入真皮層;、 2、少量大分子和不易透過(guò)的水溶性物質(zhì),可以通過(guò)皮膚毛囊,經(jīng)皮脂腺和毛囊管壁進(jìn)入皮膚深層真皮內,再由真皮向四處擴散; 3、某些超細的分子物質(zhì)經(jīng)過(guò)角質(zhì)層細胞間隙滲透進(jìn)入真皮。 入皮膚的物質(zhì)有三種可能的結果: 1、完全被吸收,進(jìn)入皮膚的微循環(huán)。 2、與角質(zhì)層或皮下脂肪結合,形成所謂存儲器,以后慢慢地釋放,進(jìn)入微血管 3、被皮膚內各種酶進(jìn)行新陳代謝。 角質(zhì)層是影響皮膚滲透吸收最重要的部位,軟化的皮膚可以增加滲透吸收。皮膚表皮角質(zhì)層可以吸收較多的水分,特別在皮膚被水浸潤后,或采用包敷的方法,可以使皮膚水分增加,提高皮膚的吸收作用;動(dòng)物脂肪,酸類(lèi)化合物,激素等,比較容易被皮膚吸收;植物油較動(dòng)物油難被吸收;礦物油,水和固體物質(zhì)不易被吸收;粉體,水溶液和懸浮體系的吸收一般較差;軟膏可以浸軟皮膚,阻止水分揮發(fā),因而能夠增大吸收;有機溶劑由于對皮膚滲透性強,也可以增加吸收;氣體則可以進(jìn)入皮膚內部;有些物質(zhì)濃度高時(shí)反而吸收減少,如酸類(lèi)物質(zhì)濃度大時(shí),會(huì )和皮膚蛋白結合形成薄膜,阻止皮膚吸收。  皮膚的制備 近十幾年來(lái)常用于經(jīng)皮滲透研究的動(dòng)物可分為兩大類(lèi),即無(wú)毛動(dòng)物和有毛動(dòng)物,無(wú)毛動(dòng)物主要有無(wú)毛小鼠、無(wú)毛大鼠、蛇等,有毛動(dòng)物有小鼠、大鼠、豚鼠、豬、兔等。有毛動(dòng)物與無(wú)毛動(dòng)物的皮膚,在結構上的差異主要是皮膚附屬器的不同。藥物可以通過(guò)皮膚附屬器吸收,而且吸收速度也較快,但吸收面積只占整個(gè)皮膚的0.1%~1%,所以不是主要經(jīng)皮吸收的主要途徑。不同動(dòng)物皮膚滲透性不同,研究表明:豬、猴的皮膚滲透性與人皮膚相近,家兔、大鼠、豚鼠的皮膚滲透性比人皮膚大,選擇動(dòng)物模型時(shí)應注意。 豬皮膚對藥物的滲透性較接近人體皮膚(詳見(jiàn)表1),且2~3月齡的小豬皮膚解剖生理特點(diǎn)最接近于人,選擇小豬皮膚作為透皮吸收研究模型較理想。取皮部位常用豬背部和豬耳。 表1 人與3月齡小豬皮膚各結構厚度的比較 在做體外透皮吸收試驗時(shí),提供豬的種系、性別、年齡和體重以及用作滲透研究的體表部位等相關(guān)資料十分重要。 一、透皮試驗研究動(dòng)物的選擇 閱讀國內體外透皮研究相關(guān)文獻,發(fā)現在實(shí)驗動(dòng)物的選擇、離體皮膚的制備、皮膚的儲存方法等方面不盡相同。 實(shí)驗動(dòng)物的選擇: 1、種系 包括巴馬小香豬、普通仔豬 2、性別 雌雄均有 3、月齡 普通仔豬一般選擇10-15日齡或20-30日齡,巴馬小香豬一般選擇1月齡或2-3月齡 4、體重 包括8-15kg或35-40kg不等 5、取皮部位 包括背部、腹底部、腹側部、耳部,常用背部、腹部皮膚,少用耳部(見(jiàn)表2) 表2 30~35日齡健康仔豬不同部位皮膚厚度比較 二、離體皮膚的制備 選取2~3月齡巴馬香豬,清洗全身皮膚,用手術(shù)刀或電動(dòng)脫毛器小心剃去背部和耳部皮膚的被毛(不得有劃痕),24h后,切斷前肢動(dòng)脈使其缺血致死,剝離皮膚,把皮膚平鋪在干凈的玻璃板上,讓角質(zhì)層向下,用小刀片或其它鈍器沾生理鹽水剔除皮下脂肪、組織和毛細血管,然后用生理鹽水反復沖洗干凈、擦干、用鋁箔紙包裹置于保險盒中,-22℃冰箱保存備用(不超過(guò)1個(gè)月)(如下圖2)。實(shí)驗前隔日取出融凍(0~5℃),使用前用生理鹽水反復淋洗至澄清。 注意:實(shí)驗前巴馬香豬皮膚不得有任何損傷。 圖2 皮膚的制備 皮膚完整性測試 皮膚的完整性對于體外皮膚滲透性研究的結果有較大的影響,同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生數據的變異性。各國的法規對于皮膚的完整性研究是由相關(guān)規定的。 表3 各國法規對于皮膚完整性的規定 皮膚完整性測試試驗,除了目視檢查外,建議在每個(gè)實(shí)驗中至少還需要進(jìn)行以下完整性測試的一種或者兩種,再將皮膚安裝在 Franz 擴散池上。根據文獻報道常用的皮膚完整性測試方法有如下幾種: (1)TWP(Tritiated Water Method)氚水方法 (2)Transepidermal Electrical Resistance Method(TEER)經(jīng)皮電阻方法 (3)Transepidermal Water Loss Method(TEWL)經(jīng)皮失水方法 氚水方法:為了確定氚化標記水的吸收特性,將受體隔室充滿(mǎn)生理鹽水。將無(wú)限劑量的氚代物施加到皮膚表面。在不同的時(shí)間點(diǎn)(0.5、1、2、3、4 和 5 小時(shí))收集受體溶液,并測定氚代物,計算滲透常數 (Kp),通過(guò)滲透常數判斷皮膚的完整性。 經(jīng)皮電阻方法:皮膚的電阻抗性,用電阻值KΩ表示,采用惠斯登電橋記錄皮膚對離子的通透性,這是一種簡(jiǎn)單穩定的評價(jià)皮膚屏障功能的方法。比如試驗用皮膚來(lái)自于經(jīng)安樂(lè )處死的28日到30日齡的大鼠,根據皮膚角質(zhì)層缺失的程度以及皮膚屏障功能的減少(TER低于閾值)的情況來(lái)鑒定皮膚是否破損。 經(jīng)皮失水方法:經(jīng)皮失水又稱(chēng)為透皮失水,表明真皮深層的水分通過(guò)表皮的蒸發(fā)散失,是描述皮膚完整性的重要參數,其與皮膚角質(zhì)層含水量密切相關(guān),TEWL值越高,表明皮膚散失水分越多,角質(zhì)層的屏障功能越差。經(jīng)表皮失水 (TEWL) 被廣泛用于評估皮膚的屏障功能。TEWL 定義為單位時(shí)間內通過(guò)角質(zhì)層擴散到每個(gè)皮膚表面的水蒸氣量,用g·m-2·h-1表示。   下面,我們著(zhù)重介紹TEER經(jīng)皮電阻方法 1. 儀器與試藥 液相色譜儀一臺;RT8 Franz擴散池一臺,離體皮膚電阻測試儀。 2. 測試方法 皮膚模型電阻抗測試儀的操作過(guò)程 將待測試用的實(shí)驗皮膚切片(實(shí)驗用離體皮膚,3D重組表皮模型等)夾在兩個(gè)腔體之間,每個(gè)腔體中注入0.9%的NaCl溶液,并在每個(gè)腔體中插入氯化銀電極,測量電極之間的電阻抗。評價(jià)方法因使用的細胞而異,作為經(jīng)皮吸收實(shí)驗的準備,根據電阻抗測定結果對使用的皮膚膜進(jìn)行特性評價(jià)和篩選。此外,屏障功能降低的角質(zhì)層細胞往往具有較低的阻抗,從水和角質(zhì)層的電阻抗來(lái)評價(jià)生物皮膚屏障功能。

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    2021-11-13

    IVPT測試中的皮膚研究

    在IVPT測試中,我們經(jīng)常需要用到真正的皮膚作為我們的實(shí)驗材料去研究藥物在皮膚上的滲透性。因此,理解皮膚的特點(diǎn),了解皮膚的制備以及評估皮膚的完整性對于IVPT研究非常重要。今天,銳拓的小編在此 分享一下銳拓對于IVPT測試中對皮膚研究的一些相關(guān)知識,希望對各位研究擴散實(shí)驗的老師有所啟發(fā)。 皮膚的特點(diǎn): 皮膚是人體的天然屏障和凈化器,一方面,皮膚對機體具有各個(gè)方面的保護作用;但皮膚不是絕對嚴密而無(wú)通透性的屏障(圖1),皮膚還具有一定的滲透能力和吸收作用。 圖1 人的皮膚構造 一般來(lái)說(shuō),水分和水溶性成分不能從皮膚吸收;而油及油溶性成分,可經(jīng)皮膚吸收。供皮膚表皮處利用的,如收斂,殺菌,漂白等,以采用水溶性藥劑為適宜;而一些營(yíng)養成分和在體內起作用的藥物,以油溶性藥劑為好。 外界物質(zhì)對皮膚的滲透是皮膚吸收小分子物質(zhì)的主要渠道,物質(zhì)可能進(jìn)入皮膚的途徑通常有以下幾種: 1、軟化角質(zhì)層,經(jīng)角質(zhì)層細胞膜滲透進(jìn)入角質(zhì)層細胞,繼而可能再透過(guò)表皮進(jìn)入真皮層;、 2、少量大分子和不易透過(guò)的水溶性物質(zhì),可以通過(guò)皮膚毛囊,經(jīng)皮脂腺和毛囊管壁進(jìn)入皮膚深層真皮內,再由真皮向四處擴散; 3、某些超細的分子物質(zhì)經(jīng)過(guò)角質(zhì)層細胞間隙滲透進(jìn)入真皮。 入皮膚的物質(zhì)有三種可能的結果: 1、完全被吸收,進(jìn)入皮膚的微循環(huán)。 2、與角質(zhì)層或皮下脂肪結合,形成所謂存儲器,以后慢慢地釋放,進(jìn)入微血管 3、被皮膚內各種酶進(jìn)行新陳代謝。 角質(zhì)層是影響皮膚滲透吸收最重要的部位,軟化的皮膚可以增加滲透吸收。皮膚表皮角質(zhì)層可以吸收較多的水分,特別在皮膚被水浸潤后,或采用包敷的方法,可以使皮膚水分增加,提高皮膚的吸收作用;動(dòng)物脂肪,酸類(lèi)化合物,激素等,比較容易被皮膚吸收;植物油較動(dòng)物油難被吸收;礦物油,水和固體物質(zhì)不易被吸收;粉體,水溶液和懸浮體系的吸收一般較差;軟膏可以浸軟皮膚,阻止水分揮發(fā),因而能夠增大吸收;有機溶劑由于對皮膚滲透性強,也可以增加吸收;氣體則可以進(jìn)入皮膚內部;有些物質(zhì)濃度高時(shí)反而吸收減少,如酸類(lèi)物質(zhì)濃度大時(shí),會(huì )和皮膚蛋白結合形成薄膜,阻止皮膚吸收。  皮膚的制備 近十幾年來(lái)常用于經(jīng)皮滲透研究的動(dòng)物可分為兩大類(lèi),即無(wú)毛動(dòng)物和有毛動(dòng)物,無(wú)毛動(dòng)物主要有無(wú)毛小鼠、無(wú)毛大鼠、蛇等,有毛動(dòng)物有小鼠、大鼠、豚鼠、豬、兔等。有毛動(dòng)物與無(wú)毛動(dòng)物的皮膚,在結構上的差異主要是皮膚附屬器的不同。藥物可以通過(guò)皮膚附屬器吸收,而且吸收速度也較快,但吸收面積只占整個(gè)皮膚的0.1%~1%,所以不是主要經(jīng)皮吸收的主要途徑。不同動(dòng)物皮膚滲透性不同,研究表明:豬、猴的皮膚滲透性與人皮膚相近,家兔、大鼠、豚鼠的皮膚滲透性比人皮膚大,選擇動(dòng)物模型時(shí)應注意。 豬皮膚對藥物的滲透性較接近人體皮膚(詳見(jiàn)表1),且2~3月齡的小豬皮膚解剖生理特點(diǎn)最接近于人,選擇小豬皮膚作為透皮吸收研究模型較理想。取皮部位常用豬背部和豬耳。 表1 人與3月齡小豬皮膚各結構厚度的比較 在做體外透皮吸收試驗時(shí),提供豬的種系、性別、年齡和體重以及用作滲透研究的體表部位等相關(guān)資料十分重要。 一、透皮試驗研究動(dòng)物的選擇 閱讀國內體外透皮研究相關(guān)文獻,發(fā)現在實(shí)驗動(dòng)物的選擇、離體皮膚的制備、皮膚的儲存方法等方面不盡相同。 實(shí)驗動(dòng)物的選擇: 1、種系 包括巴馬小香豬、普通仔豬 2、性別 雌雄均有 3、月齡 普通仔豬一般選擇10-15日齡或20-30日齡,巴馬小香豬一般選擇1月齡或2-3月齡 4、體重 包括8-15kg或35-40kg不等 5、取皮部位 包括背部、腹底部、腹側部、耳部,常用背部、腹部皮膚,少用耳部(見(jiàn)表2) 表2 30~35日齡健康仔豬不同部位皮膚厚度比較 二、離體皮膚的制備 選取2~3月齡巴馬香豬,清洗全身皮膚,用手術(shù)刀或電動(dòng)脫毛器小心剃去背部和耳部皮膚的被毛(不得有劃痕),24h后,切斷前肢動(dòng)脈使其缺血致死,剝離皮膚,把皮膚平鋪在干凈的玻璃板上,讓角質(zhì)層向下,用小刀片或其它鈍器沾生理鹽水剔除皮下脂肪、組織和毛細血管,然后用生理鹽水反復沖洗干凈、擦干、用鋁箔紙包裹置于保險盒中,-22℃冰箱保存備用(不超過(guò)1個(gè)月)(如下圖2)。實(shí)驗前隔日取出融凍(0~5℃),使用前用生理鹽水反復淋洗至澄清。 注意:實(shí)驗前巴馬香豬皮膚不得有任何損傷。 圖2 皮膚的制備 皮膚完整性測試 皮膚的完整性對于體外皮膚滲透性研究的結果有較大的影響,同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生數據的變異性。各國的法規對于皮膚的完整性研究是由相關(guān)規定的。 表3 各國法規對于皮膚完整性的規定 皮膚完整性測試試驗,除了目視檢查外,建議在每個(gè)實(shí)驗中至少還需要進(jìn)行以下完整性測試的一種或者兩種,再將皮膚安裝在 Franz 擴散池上。根據文獻報道常用的皮膚完整性測試方法有如下幾種: (1)TWP(Tritiated Water Method)氚水方法 (2)Transepidermal Electrical Resistance Method(TEER)經(jīng)皮電阻方法 (3)Transepidermal Water Loss Method(TEWL)經(jīng)皮失水方法 氚水方法:為了確定氚化標記水的吸收特性,將受體隔室充滿(mǎn)生理鹽水。將無(wú)限劑量的氚代物施加到皮膚表面。在不同的時(shí)間點(diǎn)(0.5、1、2、3、4 和 5 小時(shí))收集受體溶液,并測定氚代物,計算滲透常數 (Kp),通過(guò)滲透常數判斷皮膚的完整性。 經(jīng)皮電阻方法:皮膚的電阻抗性,用電阻值KΩ表示,采用惠斯登電橋記錄皮膚對離子的通透性,這是一種簡(jiǎn)單穩定的評價(jià)皮膚屏障功能的方法。比如試驗用皮膚來(lái)自于經(jīng)安樂(lè )處死的28日到30日齡的大鼠,根據皮膚角質(zhì)層缺失的程度以及皮膚屏障功能的減少(TER低于閾值)的情況來(lái)鑒定皮膚是否破損。 經(jīng)皮失水方法:經(jīng)皮失水又稱(chēng)為透皮失水,表明真皮深層的水分通過(guò)表皮的蒸發(fā)散失,是描述皮膚完整性的重要參數,其與皮膚角質(zhì)層含水量密切相關(guān),TEWL值越高,表明皮膚散失水分越多,角質(zhì)層的屏障功能越差。經(jīng)表皮失水 (TEWL) 被廣泛用于評估皮膚的屏障功能。TEWL 定義為單位時(shí)間內通過(guò)角質(zhì)層擴散到每個(gè)皮膚表面的水蒸氣量,用g·m-2·h-1表示。   下面,我們著(zhù)重介紹TEER經(jīng)皮電阻方法 1. 儀器與試藥 液相色譜儀一臺;RT8 Franz擴散池一臺,離體皮膚電阻測試儀。 2. 測試方法 皮膚模型電阻抗測試儀的操作過(guò)程 將待測試用的實(shí)驗皮膚切片(實(shí)驗用離體皮膚,3D重組表皮模型等)夾在兩個(gè)腔體之間,每個(gè)腔體中注入0.9%的NaCl溶液,并在每個(gè)腔體中插入氯化銀電極,測量電極之間的電阻抗。評價(jià)方法因使用的細胞而異,作為經(jīng)皮吸收實(shí)驗的準備,根據電阻抗測定結果對使用的皮膚膜進(jìn)行特性評價(jià)和篩選。此外,屏障功能降低的角質(zhì)層細胞往往具有較低的阻抗,從水和角質(zhì)層的電阻抗來(lái)評價(jià)生物皮膚屏障功能。

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    2021-08-31

    往復筒法儀器參數對緩釋型藥物的釋放度影響

    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(wǎng)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。 往復速率 1. 對于親水性基質(zhì)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(shí)驗測定了不同往復速率下布洛芬樣品的50%釋放時(shí)間(T(50%)),擬合并繪制往復速率與T(50%)的函數曲線(xiàn): 研究發(fā)現,樣品的釋放度和往復速率并非呈現簡(jiǎn)單的正相關(guān)。隨著(zhù)往復速率增加,往復速率的變化對釋放度的影響會(huì )變得越來(lái)越小。當超過(guò)30dpm后,往復速率的變化對釋放度的影響已經(jīng)很微小。 2. 對于薄膜包衣微丸緩釋制劑,研究沒(méi)有觀(guān)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(shí)間(T(80%))基本維持在12小時(shí)。 3. 不同種類(lèi)、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(shí)間(T(80%))與往復速率的函數曲線(xiàn): 研究發(fā)現: (1) 同樣是親水性基質(zhì)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(zhù)。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。 (2) 單純擴散控制釋放機制的薄膜包衣微丸制劑幾乎不會(huì )受到往復速率的影響。 (3) 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(shí)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(zhù)。 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(shí)由一定程度的侵蝕控制釋放機制組成。 2. 篩網(wǎng)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(dòng)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(jìn)行篩網(wǎng)尺寸影響因素的研究。 (1)頂部篩網(wǎng)尺寸 在頂部篩網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為840μm、420μm和沒(méi)有安裝頂部篩網(wǎng)的情況下,使用緩釋型布洛芬進(jìn)行往復筒法溶出測試。 結果顯示:頂部篩網(wǎng)網(wǎng)孔越小,樣品釋放越慢;隨著(zhù)網(wǎng)孔尺寸的增大,其對釋放速率的影響會(huì )變小,840μm網(wǎng)孔的篩網(wǎng)與沒(méi)有安裝頂部篩網(wǎng)情況下的樣品50%釋放時(shí)間(T(50%))幾乎沒(méi)有差異。 試驗中沒(méi)有選擇150μm、74μm或更小網(wǎng)孔的篩網(wǎng)的原因是,當使用150μm或74μm網(wǎng)孔的篩網(wǎng)時(shí),樣品試驗過(guò)程中往復筒無(wú)法排水。這是因為溶出介質(zhì)覆蓋在篩網(wǎng)上,網(wǎng)孔尺寸和介質(zhì)表面張力的結合形成了一個(gè)屏障,防止空氣穿透篩網(wǎng)并將介質(zhì)置換到圓筒中。 (2)底部篩網(wǎng)尺寸 在底部篩網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為840μm、420μm、150μm和74μm的情況下,使用緩釋型布洛芬進(jìn)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(wǎng)下的50%釋放時(shí)間(T(50%))幾乎沒(méi)有差異。 對此,研究推斷,往復筒的排液速率主要由頂部篩網(wǎng)控制。當往復筒向下運行時(shí),樣品會(huì )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(shí),樣品會(huì )沉入往復筒的底部,停留在底部篩網(wǎng)上。隨著(zhù)往復筒的升高,流體排出,在樣品表面產(chǎn)生相對較高的剪切力。因此,在排液過(guò)程中,往復筒向上行程的沖蝕程度會(huì )更大,其排液速度主要由頂部篩網(wǎng)而不是底部篩網(wǎng)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(dòng)速率可能仍是較小值。使用過(guò)高的往復速率會(huì )產(chǎn)生更激烈的流體動(dòng)力學(xué)條件,可能會(huì )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(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠輕易地改變溶出介質(zhì)種類(lèi)。因此,延遲釋放(腸溶)制劑可以更容易地進(jìn)行測試。 在儀器參數變量中,往復速率對基質(zhì)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(zhì)型制劑,溶出介質(zhì)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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    2021-07-23

    軟膠囊的溶出度測試——流池法與槳法的對比

    軟膠囊制劑適用于脂質(zhì)溶液、懸浮液或糊狀制劑的包封,廣泛應用于水溶性差的藥物的制劑開(kāi)發(fā)。但是由于軟膠囊制劑的獨特性質(zhì),當進(jìn)行其溶出方法開(kāi)發(fā)時(shí),將會(huì )面臨諸多挑戰,例如: 溶出過(guò)程中,在水相溶出介質(zhì)上方可能會(huì )形成一層油層,而產(chǎn)生的油滴也可能會(huì )懸浮在溶出介質(zhì)中。油層或油滴均可能引起取樣問(wèn)題。 脂質(zhì)相的存在可能阻礙藥物的釋放。 水溶性差的藥物可能無(wú)法達到漏槽條件,導致溶出緩慢或不完全溶出。 流池法是一種適用于各種特殊藥物劑型的新型溶出方法,而且其適用于軟膠囊的溶出方法和相關(guān)流通池已經(jīng)被歐洲藥典收載。而槳法作為傳統溶出方法,雖然有一定局限性,但依然是質(zhì)控實(shí)驗室的主要溶出方法。 所以,研究和比較槳法和流池法在測定軟膠囊溶出度方面的應用是十分有必要的。本文將參考Jack Hu 等人的研究文獻,對此進(jìn)行分析。 背景信息下圖是脂質(zhì)溶液軟膠囊的體內溶出吸收過(guò)程的示意簡(jiǎn)圖,其類(lèi)似于固體制劑的體內溶出吸收過(guò)程。 下圖演示了藥物從油相釋放到溶出介質(zhì)的過(guò)程,以及藥物在溶出介質(zhì)和油層中的轉移。 樣品信息Jack Hu 等人使用一種仲胺的游離堿作用測試樣品的主藥,其pKa值約為8.4,水中溶解度低,但在大豆油中易溶。下圖顯示了該游離堿的鹽酸鹽在HCl中的溶解度。研究最終選擇濃度為0.01N的HCl用于進(jìn)一步的方法開(kāi)發(fā)。 另外,研究也考察了表面活性劑吐溫80的效果。下圖顯示了0.01 N HCl或0.1%乙酸中混合一定量吐溫80后,樣品的溶解度情況。0.1%乙酸 / 吐溫80中樣品的溶解度高于0.01 N HCl / 吐溫80。 最終,研究決定使用兩種軟膠囊制劑。兩種制劑的載藥量均約為30%,添加劑和油相含量相等。不同的是:制劑A使用大豆油,而制劑B使用辛酸甘油酯。 槳法設定槳法轉速為50RPM。如下面示意圖所示,在測試過(guò)程中,可以觀(guān)察到在軟膠囊破裂后,脂質(zhì)內含物會(huì )漂浮到溶出介質(zhì)頂部,形成一層油膜。 當取樣探針插入或從溶出杯中取出時(shí),其頂端的濾頭都被油覆蓋。因此,在這種情況下通過(guò)濾頭抽取的樣品溶液并不能真實(shí)代表溶于水相中的藥物濃度。為了克服這一困難,研究人員使用溶出度儀-紫外聯(lián)用系統進(jìn)行在線(xiàn)取樣和分析,并且將取樣針調整為在整個(gè)測試過(guò)程中始終駐留在溶出介質(zhì)中的模式。 槳法測試結果顯示,制劑A在0.01 NHCl / 吐溫80溶出介質(zhì)中的溶出速率比0.1%乙酸/ 吐溫80溶出介質(zhì)中的快。而有趣的是,樣品的主藥在0.1%乙酸 / 吐溫80中的溶解度其實(shí)比在0.01 N HCl / 吐溫80中的還高。 進(jìn)一步使用0.01 N HCl / 0.25% 吐溫80作為溶出介質(zhì),對制劑A和制劑B進(jìn)行槳法溶出度測試。測試結果如下圖所示,兩種制劑的溶出曲線(xiàn)相似,不能很好地區分兩種不同的膠囊配方。 流池法設定流速為16ml/min。研究中使用的是開(kāi)環(huán)模式,讓新鮮的溶出介質(zhì)連續泵入流通池中,使樣品在良好的漏槽條件下持續釋放。一般的標準流通池適用于緩釋制劑,普通固體制劑或膠囊制劑,但不適用于脂質(zhì)軟膠囊制劑。這是因為當軟膠囊破裂后,油相會(huì )很快被吸入流通池頂部的過(guò)濾器中,可能會(huì )造成過(guò)濾器阻塞。另外,部分油相會(huì )被強制通過(guò)過(guò)濾器,使收集到的樣品溶液是油水分層的。所以,需要用到下面這種特殊的流通池進(jìn)行溶出度測試。 此流通池已經(jīng)被收載于歐洲藥典中,所以也是屬于藥典標準的池型。下圖顯示了制劑A在四種不同溶出介質(zhì)的的溶出曲線(xiàn)。由于0.01 N HCl / 吐溫80溶出介質(zhì)的藥物釋放最為完全,因此選擇其作為后續實(shí)驗使用。 進(jìn)一步使用0.01 N HCl / 0.25% 吐溫80作為溶出介質(zhì),對制劑A和制劑B進(jìn)行流池法溶出度測試。測試結果如下圖所示,流池法能夠很好地區分兩種不同的膠囊配方。 討論在使用相同溶出介質(zhì)的情況下,槳法的溶出速率比流通池的溶出速率快(如下圖)。文獻認為這可能是由于槳法的攪拌和混合釋放的能量比流通池法的大。 另外,研究結果還表明,流池法比槳法具有更好的區分力。因此,流通池法更適合于在制劑開(kāi)發(fā)過(guò)程中評估可能影響藥物釋放速率的輔料或制程變化。原文:A Comparison of DissolutionTesting on Lipid Soft Gelatin Capsules Using USP Apparatus 2 and Apparatus 4, JackHu等, Dissolution Technologies

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    2021-06-23

    流通池法在早期處方研制中的開(kāi)發(fā)與應用

    本文主要參考Jiang B. Fang 等人的研究論文:Development and Application of a Biorelevant Dissolution Method Using USP Apparatus 4 in Early Phase Formulation Development,歸納論文中對流通池法方法優(yōu)化的建議以及流通池法在早期處方研制中的研究案例。 一、流通池法簡(jiǎn)介 20世紀50年代(1950s),流通池法開(kāi)始應用于口服制劑的藥物釋放度試驗。20世紀90年代(1990s),流通池法正式被收載入美國藥典,成為USP Apparatus 4。與傳統的QC溶出方法(籃法/槳法)相比,流通池法有以下優(yōu)勢:(1)在難溶性藥物的整個(gè)溶出實(shí)驗過(guò)程中,都能維持良好的漏槽條件。(2)能很容易地改變溶出介質(zhì)和改變流速,來(lái)模擬體內條件。(3)能更有效地模擬胃腸道內的流體動(dòng)力學(xué)。(4)適用于不同的劑型的體外釋放度測試,包括片劑、膠囊、栓劑、粉末等。(5)釋放度測試結果的體內外相關(guān)性更好。很多文獻都指出應用傳統的QC溶出方法在指導前期藥物處方開(kāi)發(fā)時(shí)有一定的局限性。而流通池法溶出測試是在與體內生理條件密切相似的環(huán)境中進(jìn)行的,包括pH環(huán)境、水動(dòng)力學(xué)和持續時(shí)間。因此流通池法的測試結果在對藥物的體內生物利用度具有潛在的預測能力。 二、流通池法的方法優(yōu)化 (1)流量(Flow Rate)溶出介質(zhì)的流量一般建議在4 ~16ml/min的范圍內選擇,盡管更高的流量可以而且已經(jīng)被采用。本研究選擇流量為8ml/min(22.6mm直徑的流通池),其平均流速(Flow Velocity)約為0.00033m/s,被認為比較接近體內流體的流速(例如腸液流體速度一般為0.0002 ~ 0.0008 m/s)。另外,研究文獻并不建議使用更低的流量。當流量低于6ml/min時(shí),溶出曲線(xiàn)會(huì )變得更加不穩定。使用12mm直徑的小流通池時(shí),也觀(guān)察到類(lèi)似的現象。這可能是由于流速過(guò)低而造成液體動(dòng)力流動(dòng)均勻性降低的緣故。(2)溶出介質(zhì)研究使用了四種標準生物相關(guān)溶出介質(zhì):SGF、SIF、FeSSIF和FaSSIF,分別代表胃、腸道、禁食或進(jìn)食條件下相似的pH和組分。一般情況下,先使用SGF,然后再切換成SIF。當需要進(jìn)行食物影響評估時(shí),才使用FeSSIF、FaSSIF代替SIF。(3)其他方法參數流通池底部填充直徑為1mm的玻璃珠;流通池頂部安裝0.7 μm的過(guò)濾器;需要時(shí)使用玻璃棉來(lái)減少反壓等。 三、研究案例 研究文獻列舉了4個(gè)使用流通池的研究案例:研究案例1:批與批之間的變異性 研究案例1的主藥成分A為BCS II類(lèi)化合物,弱堿性,pKa值為1.5。它被制成為10mg規格的即時(shí)釋放(IR)片,用于早期臨床研究。原始臨床供應批次(Lot 1)使用流通池法測試得到的溶出結果與該批次臨床研究的體內血藥濃度曲線(xiàn)非常相似。 然而,當使用QC溶出方法(槳法,900 mL,0.1 N HCl,50rpm)時(shí),發(fā)現同一配方的再制造產(chǎn)品Lot 2的體外溶出速度比原Lot 1稍慢。由于在臨床發(fā)展的早期階段還沒(méi)有建立體外釋放的定量標準,因此很難確定Lot 2是否適合繼續作為臨床供應批次。 重新使用流通池法,結果顯示Lot 2的體外釋放度結果明顯與Lot 1不同,與原批次(Lot 1)相比,化合物A的累積溶出率僅為60%。使用比格犬對這兩個(gè)批次進(jìn)行臨床前交叉研究(nonclinical crossover study),結果顯示Lot 2的C max降低約70%,AUG降低約65%,進(jìn)一步印證了流通池法的測試結果。 研究案例2:pH調節劑的效果 研究案例2的主藥成分B是BCS II類(lèi)化合物,甲磺酸鹽,pKa值為5.1。 兩個(gè)配方(Lot 2和Lot 3)均使用富馬酸作為pH調節劑,其中Lot 2含有15%的富馬酸(粒內),Lot 3含有20%的富馬酸(粒內15%,粒外5%)。另外有兩個(gè)不含pH調節劑的配方作為對照組(Lot 1和Lot 4)。 當先使用SGF然后將溶出介質(zhì)更改為SIF時(shí),流通池法溶出結果顯示,所有四個(gè)配方擁有相似的濃度與時(shí)間分布曲線(xiàn)和相似的累積溶解率。幾項藥代動(dòng)力學(xué)研究(雄性比格犬)也表明,所有測試配方的AUC均無(wú)顯著(zhù)差異,這與體外數據吻合良好。 但是在單獨使用SIF作為溶出介質(zhì)的情況下,添加pH調節劑和不添加pH調節劑的配方之間的流通池法溶出結果存在顯著(zhù)差異,Lot 2和Lot 3明顯更高。 研究結果說(shuō)明,如果藥物會(huì )在pH值較低(酸性較強)的環(huán)境中下崩解和釋放,例如在胃中,那么弱酸則有可能無(wú)法作為pH調節劑發(fā)揮預期的提高藥物生物利用度的作用。如果藥物是在較高的pH值(中性或堿性)下才釋放的,使用弱酸作為pH調節劑則可以發(fā)揮預期作用。 研究案例3:配方設計和輔料影響 研究案例3的主藥成分C是BCS II類(lèi)化合物,弱酸,pKa值為4.0和7.9。 兩個(gè)配方的輔料是類(lèi)似的但略有不同:Lot 1配方使用微晶纖維素(PH 101),乳糖一水合物(Impalpable 313)和HPMC;Lot 2 配方使用微晶纖維素(PH 102),乳糖一水合物(FastFlo 316),沒(méi)有HPMC。 兩個(gè)配方使用傳統QC溶出方法得到的結果十分相似。但流通池法的測試結果顯示,Lot 1的體外溶出結果要比Lot 2好得多,由此預測Lot 1的體內性能將優(yōu)于Lot 2。這個(gè)體外預測結果后來(lái)被非臨床體內藥代動(dòng)力學(xué)研究數據所證實(shí):雖然Lot 1與Lot 2的t max 值是相似的,但Lot1比Lot 2有約大3倍的C max值和約大4倍的AUG值。 研究案例4:食物影響的評估和預測 食物對小分子藥物吸收和生物利用度的影響是藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵因素之一。在開(kāi)發(fā)的早期,有必要了解和預測食物的影響,以最大限度地提高藥物的生物利用度,并幫助設計最有效的動(dòng)物和人類(lèi)臨床研究。 在保持所有其他參數不變的情況下,通過(guò)比較FeSSIF和FaSSIF為溶出介質(zhì)的測試結果,可以使用流通池法在體外評估食物影響。 研究文獻展示了蘭索拉唑快速崩解片,達那唑膠囊等藥物的體外食物影響評估結果。 蘭索拉唑在空腹狀態(tài)下會(huì )有更好的生物利用度,這與流通池法的測試結果吻合。同時(shí)可以發(fā)現,空腹狀態(tài)下流通池法的體外溶出曲線(xiàn)與體內血藥濃度曲線(xiàn)相似程度很高(如下圖所示)。  對于達那唑,有研究報告稱(chēng)其在在進(jìn)食后狀態(tài)下的生物利用度比空腹時(shí)至少高3倍,流通池法的體外溶出測試結果(如下圖所示)與這個(gè)結論相吻合。 總結 論文作者利用市售藥物的體內生物利用度結果來(lái)指導流通池溶出方法的開(kāi)發(fā),以確保所選擇的方法參數,如流速,在水動(dòng)力學(xué)方面得到優(yōu)化。該方法是一種具有標準參數的生物相關(guān)體外溶出方法,具有較高通用性。由于無(wú)需進(jìn)行大量的產(chǎn)品特異性開(kāi)發(fā),這不僅節省了方法的開(kāi)發(fā)時(shí)間,而且在化合物開(kāi)發(fā)階段的早期,當藥物缺乏時(shí),可無(wú)需使用劑型直接測試粉末或顆粒。流通池法能夠有效地研究藥物在生物相關(guān)環(huán)境中的體外藥物釋放,并預測不同類(lèi)型的藥物化合物和固體口服劑型的體內性能。

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