药物多晶型及分析方法
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晶型药物常用的检测分析方法(2012-02-08 13:54:05)物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。
同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。
虽然在一定的温度和压力下,只有一种晶型在热力学上是稳定的,但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常非常缓慢,因此许多结晶药物都存在多晶现象。
固体多晶型包括构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
药物分子通常有不同的固体形态,包括盐类,多晶,共晶,无定形,水合物和溶剂合物;同一药物分子的不同晶型,在晶体结构,稳定性,可生产性和生物利用度等性质方面可能会有显著差异,从而直接影响药物的疗效以及可开发性。
如果没有很好的评估并选择最佳的药物晶型进行研发,可能会在临床后期发生晶型的变化,从而导致药物延期上市而蒙受巨大的经济损失,如果上市后因为晶型变化而导致药物被迫撤市,损失就更为惨重。
因此,药物晶型研究和药物固态研发在制药业具有举足轻重的意义。
由于药物晶型的重要性,美国药监局(FDA)和中国药监局(SFDA)在药物申报中对此提出了明确规定,要求对药物多晶型现象进行研究并提供相应数据。
正因如此,任何一个新药的研发,都要进行全面系统的多晶型筛选,找到尽可能多的晶型,然后使用各种固态方法对这些晶型进行深入研究,从而找到最适合开发的晶型;选定最佳晶型后,下一步就是开发能始终如一生产该晶型的化学工艺;最后一步是根据制剂对原料药固态性质的要求,对结晶工艺进行优化和控制,确定生产具有这些固态性质的最佳工艺参数,从而保证生产得到的晶型具有理想的物理性质,比如晶体表象,粒径分布,比表面积等。
这种通过实验设计来保证质量的方法必须对药物晶型具有非常全面深刻的理解才能实现。
原研药公司对药物分子的晶型申请专利,可以延长药物的专利保护,从而使自己的产品具有更长时间的市场独享权。
关于药物多晶型的专述内容提要对于固体制剂、半固体制剂、混悬剂等剂型,应注意药物是否存在多晶型。
因为同一固体药物可因结晶条件、制备工艺不同而得到不同晶型的晶体。
由于药物晶型的不同,其物理化学性质也不同,直接影响药物的质量与药效,因此在新药申报生产过程中,需要进行实验研究。
为此,本章在介绍晶体基本概念与基本规律的基础上,重点阐述药物多晶型的产生与分类、多晶型的制备与鉴定方法、多晶型转变条件与控制、多晶型的理化性质变化、多晶型与药物制剂工艺、生物利用度的关系,为研究药物多晶型奠定理论与实验基础。
第一节药物晶体特性与点阵结构一、药物晶体特性(一)晶体与非晶体固体药物从内部结构质点排列状态可分为晶体与无定形体。
晶体(crystal)是固体药物内部结构中的质点(原子、离子、分子)在空间有规律的周期性排列。
质点排列有规律性反映在三个方面:质点间距离一定、质点在空间排列方式上一定、与某一质点最邻近的质点数(配位数)一定。
质点排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离就重复出现相同质点的排列。
固体药物内部结构中质点无规则排列的固态物质称无定形体(amorphism),或称非晶体。
如图2-1。
(a)晶体(b)非晶体图2-1 晶体与非晶体(二)晶体的特性1.晶体的自范性晶体具有自发地生长成为一个结晶多面体,即以平面作为与周围介质的分界面,称此性质为晶体的自范性。
因此晶体的外表具有整齐、规则的几何外形,无定形体则无此种特征。
2.晶体的各向异性与均匀性(1)各向异性由于晶体内部质点在各个方向上排列的距离不同,其性质也表现出差异。
例如晶体的光学性质如折射率、电学性质如导电系数、力学性质如弹性系数等在不同方向上具有不同的数值,称此为晶体的各向异性。
无定形体是各向同性。
(2)均匀性在宏观情况下,晶体中每一点上的物理性质与化学组成均是一致的。
例如各部分的密度,微观结构上的基本单位(晶胞)在空间排列的规律也是一致的。
称此性质为晶体的均匀性。
同⼀⼚家开发,最早报道晶型专利和原研化合物/制剂所有权⼈是否⼀致?同⼀⼚家开发,原研晶型专利⽐较容易确认。
如遇到不是同⼚家开发,请对不同不同所有权⼈之间的关系进⾏说明(收购?合作关系?授权使⽤?),以作为对原研晶型专利确认的依据。
晶型专利:专利号,所有权⼈,到期时间,是否有中国同族,是否已经授权?2)晶型⼀致性①此处主要⽐较⾃制与⽂献报道的区别,有条件可以⽐较⾃制⽚与原研⽚,可根据需要加⼊图表进⾏说明。
②晶型稳定性的初步研究:对湿、热、光照稳定性;空⽓中与密封条件下的稳定性数据的对⽐;粉碎前后的晶型变化等(制剂还要增加处⽅制备前后的晶型对⽐)。
3)多晶型根据⽂献调研情况来介绍可能的多晶型。
4)稳定性研究将测试的多批次稳定性数据进⾏⽐较,可根据需要加⼊图表进⾏说明。
4、申报资料中晶型部分的撰写呈现形式1)3.2.S.2:对于多晶型药物,申请⼈应在⽣产⼯艺开发阶段通过精制⼯艺的优化和筛选制备优势稳态晶型,保证原料药批间晶型⼀致性。
注:应包括结晶条件的考察,如:溶剂体系、降温速率、晶种加⼊考察、保温析晶温度及时间、搅拌⽅式等,提供说明⽬标晶型成为优势晶型的依据。
批间晶型的⼀致性:各阶段代表性批次的检测结果,如⼩中试,试⽣产,⼯艺验证批晶型的XRD,DSC,TG等晶型数据及对应图谱。
2)3.2.S.2、3、7:对药物制剂关键质量属性产⽣影响的多晶型药物,需研究证明批间晶型⼀致性(3.2.S.2)和晶型放置过程稳定性(3.2.S.7)。
共晶药物具有特殊的理化性质、确定的组分和化学计量⽐,可以通过X-射线单晶⾏射、X-射线粉末所射、固相核磁共振波谱、红外吸收光谱、差⽰扫描量热法和/成晶体形态等分析⽅法进⾏结构确证(不要求全部都做)。
3)3.2.S.4:如原料药的晶型和/或粒度分布对制剂质量产⽣影响,应被纳⼊原料药内控标准并制定专属的检测项⽬进⾏控制。
质量标准中晶型描述:⼀般仅对XRD的2θ⾓要求明确即可。
对于晶型质量研究的法规,⽬前为⽌,出台的不过以上⼏个,在吃透当前法规的要求,要结合⼯作⽇常的需求,领悟晶型研究换换相扣的逻辑关系,最后尘埃落地,落实到申报资料上,⼒求清晰完整,逻辑科学,交上⼀份满意的答卷。
实验五χ射线粉末法测定药物的多晶型一、实验目的1.熟悉χ-射线粉末衍射法确定药物多晶型的差不多原理与方法2.把握x-射线粉末衍射图谱的分析与处理方法二、差不多原理χ-射线衍射是研究药物多晶型的要紧手段之一,它有单晶法和粉末χ-射线衍射法两种。
可用于区别晶态与非晶态、混合物与化合物。
可通过给出晶胞参数,如原子间距离、环平面距离、双面夹角等确定药物晶型与结构。
粉末法研究的对象不是单晶体,而是许多取向随机的小晶体的总和。
此法准确度高,辨论能力强。
每一种晶体的粉末图谱,几乎同人的指纹一样,其衍射线的分布位置和强度有着特点性规律,因而成为物相鉴定的基础。
它在药物多晶的定性与定量方面都起着决定性作用。
当χ-射线(电磁波)射入晶体后,在晶体内产生周期性变化的电磁场,迫使晶体内原子中的电子和原子核跟着发生周期振动。
原子核的这种振动比电子要弱得多,因此可忽略不记。
振动的电子就成为一个新的发射电磁波波源,以球面波方式往各个方向散发出频率相同的电磁波,入射χ-射线虽按一定方向射入晶体,但和晶体内电子发生作用后,就由电子向各个方向发射射线。
当波长为λ的χ-射线射到这族平面点阵时,每一个平面阵都对χ-射线产生散射,如图5-1。
图5-1 晶体的Bragg-衍射先考虑任一平面点阵1对χ-射线的散射作用:χ-射线射到同一点阵平面的点阵点上,假如入射的χ-射线与点阵平面的交角为θ,而散射线在相当于平面镜反射方向上的交角也是θ,则射到相邻两个点阵点上的入射线和散射线所通过的光程相等,即PP'=QQ'=RR'。
依照光的干涉原理,它互相加强,同时入射线、散射线和点阵平面的法线在同一平面上。
再考虑整个平面点阵族对χ-射线的作用:相邻两个平面点阵间的间距为d,射到面1和面2上的χ-射线的光程差为CB+BD,而CB=BD=dsinθ,即相邻两个点阵平面上光程差为2dsinθ。
依照衍射条件,光程差必须是波长λ的整数倍才能产生衍射,如此就得到χ-射线衍射(或Bragg衍射)差不多公式:2dsinθ =nλ(5-1)θ为衍射角或Bragg角,随n不同而异,n是1,2,3……等整数。
医药制剂中的晶型分析目录前言 (1)1.XRD分析 (1)红外分析 (4)拉曼分析 (5)前言原料药(activepharmaceutica1ingredients,API)的晶型分析相信大家都比较熟悉,可以用XRD、IR、拉曼和DSC等。
但是当将原料药和大量辅料混合,做成制剂后,晶型的分析难度一下提高了很多,尤其是制剂中AP1含量很低的时候。
不少同行向我请教过这个问题,恰好上次有个公司委托我做了这些分析,今天我把这些结果给大家分析一下。
出于保密需要,具体药品名我就不透露了。
该片剂每片只含有5mgAPI,单片重量未知,一般20Omg比较常见。
1.XRD分析据报道,AP1一共有四种晶型,XRD叠加图如图1所示。
图1专利报道的AP1四种晶型的XRD叠加图根据专利报道和企业提供的数据,该API应该有四种晶型。
但是我对XRD谱图进行仔细分析,发现这个化合物的A晶型应该不是单一晶型,而是晶型B和F的混合物。
A晶型的结晶度不高,所有的衍射峰在B和1都能找到对应的峰。
晶型B、F和1三种晶型重叠峰较少,应该是独立的晶型。
对制剂进行晶型的XRD分析时,需要先将每种辅料进行XRD分析,看看制剂的衍射峰里,哪些是辅料的,哪些是原料药的。
因为原料药含量很低,辅料的特征峰往往比原料药高。
参见图2,对比甲厂制剂与辅料的XRD图,发现制剂中的峰主要是乳糖的峰,其次含有少量Mg(OH)2,只有2。
二7.0和8.2处的小峰是辅料中没有的。
I _ ~~I"f1 - ------ ----------- ---⅜⅜⅜f,—- ----- ∣[]WΓθ∣5M>20101Sn111______ ______ _H卜. ___ __ 19∣RuTβra200Mu.101∙S2030V1I v O u it n»tr≡Mrτ2∙(t)图2甲厂制剂与每种固体辅料的XRD叠加图然后我们再将制剂的XRD谱图与原料药的对比进行分析(图3)o根据2θ=7.0和8.2处的峰,可以推测甲厂制剂中原料药的晶型应该主要是B,可能含有少量1。
药物晶型及相关分析手段介绍前言1832年Woehler和Liebig发现苯甲酰胺化合物存在两种不同的晶型,至此,国内外开始重视并研究药物的不同晶型及其晶型差异,尤其在NCE的开发过程中。
同一种药物,由于结晶过程的差异(如温度、压力、溶剂),可以生成完全不同类型的晶体,这种现象称为药物的多晶型现象,也称“同质异晶”现象。
多晶现象在有机药物中是非常普遍的。
同一个化合物含有2个或2个以上的晶格结构,形成多种晶型的现象称为多晶型现象;与晶型相对应的则是无定型,即它的分子是无规则排列、没有一定的晶格常数的形态(见下图)。
对于固体药物而言,不同晶型的同种药物,其理化性质如稳定性、溶解性、吸湿性、形状、颜色、流动性、密度等可能存在显著差异,因此有时可能会在大批量生产或制剂过程中产生不同程度影响;更主要的是,不同质异晶有时会在生物利用度、药效等方面可能会存在显著区别,如服用相同剂量的阿司匹林,服用晶型II的血药浓度高于晶型I的70%。
因此,在进行药物研究前弄清其晶型及相应的影响是非常有必要的。
X射线粉末衍射(XRPD)1895年,伦琴发现了X射线;1912年劳厄、弗里德里希和克里平发现晶体的X射线衍射现象,揭示了X射线的本质和晶体的原子结构特征,为晶体结构分析奠定了基础。
当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关,这就是X射线衍射的基本原理。
XRD用于药物研究方法一般是两种方法:X射线单晶衍射法和X 射线粉末衍射法。
单晶法是研究和确认化学药物多晶型中最基础最可靠的方法,但单晶样品难获得(需要获得大于0.1mm的单晶体);XRPD一般可用于检测化学药物的纯度、晶型稳定性、识别药物制剂总原料药含量、晶型变化等,样品较易获得,且图谱一般具有较强专属性。
药物晶型常用的检测分析方法物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。
同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。
虽然在一定的温度和压力下,只有一种晶型在热力学上是稳定的,但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常非常缓慢,因此许多结晶药物都存在多晶现象。
固体多晶型包括构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。
同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。
虽然在一定的温度和压力下,只有一种晶型在热力学上是稳定的,但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常非常缓慢,因此许多结晶药物都存在多晶现象。
固体多晶型包括构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
药物分子通常有不同的固体形态,包括盐类,多晶,共晶,无定形,水合物和溶剂合物;同一药物分子的不同晶型,在晶体结构,稳定性,可生产性和生物利用度等性质方面可能会有显著差异,从而直接影响药物的疗效以及可开发性。
如果没有很好的评估并选择最佳的药物晶型进行研发,可能会在临床后期发生晶型的变化,从而导致药物延期上市而蒙受巨大的经济损失,如果上市后因为晶型变化而导致药物被迫撤市,损失就更为惨重。
因此,药物晶型研究和药物固态研发在制药业具有举足轻重的意义。
由于药物晶型的重要性,美国药监局(FDA)和中国药监局(SFDA)在药物申报中对此提出了明确规定,要求对药物多晶型现象进行研究并提供相应数据。
正因如此,任何一个新药的研发,都要进行全面系统的多晶型筛选,找到尽可能多的晶型,然后使用各种固态方法对这些晶型进行深入研究,从而找到最适合开发的晶型;选定最佳晶型后,下一步就是开发能始终如一生产该晶型的化学工艺;最后一步是根据制剂对原料药固态性质的要求,对结晶工艺进行优化和控制,确定生产具有这些固态性质的最佳工艺参数,从而保证生产得到的晶型具有理想的物理性质,比如晶体表象,粒径分布,比表面积等。
热分析法测定固体药物的多晶型一、实验目的1. 熟悉热分析的大体原理与实验方式及其在药学研究中的要紧应用2. 把握热谱图的分析与多晶型确信的方式3.了解热分析仪的要紧结构二、大体原理热分析是在程序控温条件下,测量物质物理化学性质随温度转变的函数关系的一种技术。
程序控温可采纳线性、对数或倒数程序。
热分析法依照所测样品物理性质的不同有以下几种:差热分析法,差示扫描量热法,热重分析法,热膨胀分析及热-力分析法等,在药物研究中前三种技术应用普遍。
(一)差热分析差热分析(differential thermal analysis, DTA)法是在程序控温下,测量物质与参比物之间温度差随温度或时刻转变的一种技术。
依照国际热分析协会(international confederation for thermal analysis, ICTA) 规定,DTA曲线放热峰向上,吸热峰向下,灵敏度单位为微伏(μV)。
如图1-1为苦味酸(三硝基苯酚)的DTA曲线。
139图1-1 苦味酸在动态空气中的DTA曲线可见,体系在程序控温下,不断加热或冷却降温,物质将依照它固有的运动规律而发生量变或质变,从而产生吸热或放热,依照吸热或放热即可判定物质内在性质的转变。
如:晶型转变、熔化、升华、挥发、还原、分解、脱水或降解等。
差热分析测量原理如图1-2所示。
图1-2 差热分析仪工作原理示用意1测按时将试样与参比物(经常使用α-Al2O3)别离放在两只坩埚中,置于样品杆的托盘上(底部装有一对热电偶,并接成差接形式),然后使加热炉按必然速度升温(如10℃·min-1)。
若是试样在升温进程中没有热反映(吸热或放热),那么其与参比物之间的温差ΔT=0;若是试样产生相变或气化那么吸热,产生氧化分解那么放热,从而产生温差ΔT,将ΔT所对应的电势差(电位)放大并记录,便取得差热曲线。
各类物质因物理特性不同,因此表现出其特有的差热曲线。
大展机电技术研究所专业生产差热分析仪DTA(DZ3320A)差示扫描量热仪DSC(DZ3335)联系方式:周艺光(二)差示扫描量热法(差动热分析法)差示扫描量热法(differential scanning calorimeter, DSC)是在程序控温下,测量物质与参比物之间能量差随温度转变的一种技术。
实验五χ射线粉末衍射法测定药物的多晶型一、实验目的1.熟悉χ-射线粉末衍射法确定药物多晶型的基本原理与方法2.掌握x-射线粉末衍射图谱的分析与处理方法二、基本原理χ-射线衍射是研究药物多晶型的主要手段之一,它有单晶法和粉末χ-射线衍射法两种。
可用于区别晶态与非晶态、混合物与化合物。
可通过给出晶胞参数,如原子间距离、环平面距离、双面夹角等确定药物晶型与结构。
粉末法研究的对象不是单晶体,而是许多取向随机的小晶体的总和。
此法准确度高,分辨能力强。
每一种晶体的粉末图谱,几乎同人的指纹一样,其衍射线的分布位置和强度有着特征性规律,因而成为物相鉴定的基础。
它在药物多晶的定性与定量方面都起着决定性作用。
当χ-射线(电磁波)射入晶体后,在晶体内产生周期性变化的电磁场,迫使晶体内原子中的电子和原子核跟着发生周期振动。
原子核的这种振动比电子要弱得多,所以可忽略不记。
振动的电子就成为一个新的发射电磁波波源,以球面波方式往各个方向散发出频率相同的电磁波,入射χ-射线虽按一定方向射入晶体,但和晶体内电子发生作用后,就由电子向各个方向发射射线。
当波长为λ的χ-射线射到这族平面点阵时,每一个平面阵都对χ-射线产生散射,如图5-1。
图5-1 晶体的Bragg-衍射先考虑任一平面点阵1对χ-射线的散射作用:χ-射线射到同一点阵平面的点阵点上,如果入射的χ-射线与点阵平面的交角为θ,而散射线在相当于平面镜反射方向上的交角也是θ,则射到相邻两个点阵点上的入射线和散射线所经过的光程相等,即PP'=QQ'=RR'。
根据光的干涉原理,它互相加强,并且入射线、散射线和点阵平面的法线在同一平面上。
再考虑整个平面点阵族对χ-射线的作用:相邻两个平面点阵间的间距为d,射到面1和面2上的χ-射线的光程差为CB+BD,而CB=BD=dsinθ,即相邻两个点阵平面上光程差为2dsinθ。
根据衍射条件,光程差必须是波长λ的整数倍才能产生衍射,这样就得到χ-射线衍射(或Bragg衍射)基本公式:2dsinθ =nλ(5-1)θ为衍射角或Bragg角,随n不同而异,n是1,2,3……等整数。
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药物多晶型对药物制剂的影响分析
【编者按】医药论文是科技论文的一种是用来进行医药科学研究和描述研究成果的论说性文章。
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药物多晶型对药物制剂的影响分析
【关键词】多晶型药物制剂综述
物质在结晶时由于受各种因素的影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,所以分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的分子结构。
即同一种物质具有两种或两种以上的空间排列或晶胞参数,形成多晶型的现象就称为多晶型现象(polymorphism)。
药物多晶型从18世纪20年代开始引起人们的注意,到本世纪60年代以后得到很快的发展。
由于药物的晶型不同,可能会影响其在体内的溶出和吸收,进而影响药物的生物利用度、临床疗效和安全性。
因此,在多晶型药物研制成固体口服制剂时,对药物晶型进行研究,选择一种在临床治疗上有意义且稳定可控的药物具有重要意义。
目
1。
关于药物多晶型的专述关于药物多晶型的专述内容提要对于固体制剂、半固体制剂、混悬剂等剂型,应注意药物是否存在多晶型。
因为同一固体药物可因结晶条件、制备工艺不同而得到不同晶型的晶体。
由于药物晶型的不同,其物理化学性质也不同,直接影响药物的质量与药效,因此在新药申报生产过程中,需要进行实验研究。
为此,本章在介绍晶体基本概念与基本规律的基础上,重点阐述药物多晶型的产生与分类、多晶型的制备与鉴定方法、多晶型转变条件与控制、多晶型的理化性质变化、多晶型与药物制剂工艺、生物利用度的关系,为研究药物多晶型奠定理论与实验基础。
第一节药物晶体特性与点阵结构一、药物晶体特性(一)晶体与非晶体固体药物从内部结构质点排列状态可分为晶体与无定形体。
晶体(crystal)是固体药物内部结构中的质点(原子、离子、分子)在空间有规律的周期性排列。
质点排列有规律性反映在三个方面:质点间距离一定、质点在空间排列方式上一定、与某一质点最邻近的质点数(配位数)一定。
质点排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离就重复出现相同质点的排列。
固体药物内部结构中质点无规则排列的固态物质称无定形体(amorphism),或称非晶体。
如图2-1。
(a)晶体(b)非晶体图2-1 晶体与非晶体(二)晶体的特性1.晶体的自范性晶体具有自发地生长成为一个结晶多面体,即以平面作为与周围介质的分界面,称此性质为晶体的自范性。
因此晶体的外表具有整齐、规则的几何外形,无定形体则无此种特征。
2.晶体的各向异性与均匀性(1)各向异性由于晶体内部质点在各个方向上排列的距离不同,其性质也表现出差异。
例如晶体的光学性质如折射率、电学性质如导电系数、力学性质如弹性系数等在不同方向上具有不同的数值,称此为晶体的各向异性。
无定形体是各向同性。
(2)均匀性在宏观情况下,晶体中每一点上的物理性质与化学组成均是一致的。
例如各部分的密度,微观结构上的基本单位(晶胞)在空间排列的规律也是一致的。
药物晶型常用的检测分析方法物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。
同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。
虽然在一定的温度和压力下,只有一种晶型在热力学上是稳定的,但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常非常缓慢,因此许多结晶药物都存在多晶现象。
固体多晶型包括构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。
同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。
虽然在一定的温度和压力下,只有一种晶型在热力学上是稳定的,但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常非常缓慢,因此许多结晶药物都存在多晶现象。
固体多晶型包括构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
药物分子通常有不同的固体形态,包括盐类,多晶,共晶,无定形,水合物和溶剂合物;同一药物分子的不同晶型,在晶体结构,稳定性,可生产性和生物利用度等性质方面可能会有显著差异,从而直接影响药物的疗效以及可开发性。
如果没有很好的评估并选择最佳的药物晶型进行研发,可能会在临床后期发生晶型的变化,从而导致药物延期上市而蒙受巨大的经济损失,如果上市后因为晶型变化而导致药物被迫撤市,损失就更为惨重。
因此,药物晶型研究和药物固态研发在制药业具有举足轻重的意义。
由于药物晶型的重要性,美国药监局(FDA)和中国药监局(SFDA)在药物申报中对此提出了明确规定,要求对药物多晶型现象进行研究并提供相应数据。
正因如此,任何一个新药的研发,都要进行全面系统的多晶型筛选,找到尽可能多的晶型,然后使用各种固态方法对这些晶型进行深入研究,从而找到最适合开发的晶型;选定最佳晶型后,下一步就是开发能始终如一生产该晶型的化学工艺;最后一步是根据制剂对原料药固态性质的要求,对结晶工艺进行优化和控制,确定生产具有这些固态性质的最佳工艺参数,从而保证生产得到的晶型具有理想的物理性质,比如晶体表象,粒径分布,比表面积等。
药品晶型研究及晶型质量控制指导原则当固体药品存在多晶型现象,且不同晶型状态对药品的有效性、安全性与药品质量产生影响时,应对药品固体制剂、半固体制剂、悬浮剂等中的药用晶型物质状态进行定性或定量控制, 药品的药用晶型应选择优势晶型,并保持制剂中晶型状态为优势晶型,以保证药品的有效性、安全性与质量可控。
优势晶型系指当药物存在有多种晶型状态时, 晶型物质状态的临床疗效佳、安全、稳定性高等, 且适合药品开发的晶型。
1 . 药物多晶型的基本概念用于描述固体化学药物物质状态, 由一组参量(晶胞参数、分子对称性、分析排列规律、分子作用力、分子构象、结晶水或结晶溶剂等) 组成。
当其中一种或几种参量发生变化而使其存在有两种或两种以上的不同固体物质状态时,称为多晶型现象(polymorphism) 或称同质异晶现象。
通常,难溶性药物易存在多晶型现象。
固体物质是由分子堆积而成。
由于分子堆积方式不同,在固体物质中包含有晶态物质状态(又称晶体) 和非晶态物质状态(又称无定型态、玻璃体)。
晶态物质中分子间堆积呈有序性、对称性与周期性; 非晶态物质中分子间堆积呈无序性。
晶型物质范畴涵盖了固体物质中的晶态物质状态(分子有序) 和无定型态物质状态(分子无序) 。
优势药物晶型物质状态可以是一种或多种, 故可选择一种晶型作为药用晶型物质, 亦可按一定比例选择两种或多种晶型物质的混合状态作为药用晶型物质使用。
2 . 晶型样品的制备采用化学或物理方法, 通过改变结晶条件参数可获得不同的固体晶型样品。
常用化学方法主要包括: 重结晶法、快速溶剂去除法、沉淀法、种晶法等; 常用物理方法主要包括: 熔融结晶法、晶格物理破坏法、物理转晶法等。
晶型样品制备方法可以采用直接方法或者间接方法。
各种方法影响晶型物质形成的重要技术参数包括溶剂(类型、组成、配比等) 、浓度、成核速率、生长速率、温度、湿度、光度、压力、粒度等。
鉴于每种药物的化学结构不同, 故形成各种晶型物质状态的技术参数条件亦不同, 需要根据样品自身性质合理选择晶型样品的制备方法和条件。