溶解不溶性药物

在世界上的某个地方，病人做了一件最不起眼的事情:他们服药。吞下一片药片是世界各地许多人每天重复的动作，已经成为一件寻常的事情。但这些药物的作用却完全不同。多亏了几十年的药物发现和创新，许多现代药物可以从患者的口腔一直到达特定的作用部位，患者除了吞咽外什么都不用做。但每次都这么简单吗?

要成为一种功能性的口服药物，药物需要在患者的胃肠道中溶解，以便进入血液系统并到达作用部位。虽然这听起来似乎是不言而喻的，但据估计，超过80%的新化学实体(药物)在管道中具有非常差的水溶性。¹发现一种比大理石还难溶的药物并不罕见。如果一种新发现的药物显示出很有希望的疗效，但却无法溶解，该怎么办?药片治疗可行吗?幸运的是，有一种技术方法可以帮助实现这种可行性:喷雾干燥。

第一次提到工业型喷雾干燥方法的记录是1872年纽约的一项专利

喷雾干燥是一种通过快速干燥从液体中产生干燥粉末和颗粒的方法。虽然这听起来很遥远，但将液体干燥成粉末的做法并不新鲜，甚至可以追溯到13世纪蒙古帝国的统治者兼中国皇帝忽必烈时期。但在工业规模上，我们所熟知的喷雾干燥始于19世纪中期。第一次提到工业型喷雾干燥方法的记录是1872年纽约的一项专利。在这份文件中，塞缪尔·珀西声称已经“发明了一种新的改进的同时雾化和干燥流体和固体物质的过程，并将其应用于从这些物质中耗尽水分的目的”。从根本上说，这一过程从那时起就没有真正改变过。但情况已经有所改善。

它是如何工作的

从历史上看，喷雾干燥在一些食品和洗涤剂的生产中已经发现了常规应用。但随着新发现的难溶性药物的激增，它在制药行业的流行度一直在上升。使用喷雾干燥工艺，药品制造商可以极大地提高药物活性药物成分(API)的生物利用度。此外，固体分散(在基质中加入药物，通常是水溶性聚合物)喷雾干燥技术可以应用于从实验室到商业规模的产品开发，具有广泛的粉末特性。^2、3

创造一个有效的喷雾干燥分散(SDD)是一个多步骤的过程。首先，将低水溶性药物溶解在溶剂和聚合物的混合物中，这有助于稳定溶液。一旦溶解，这种溶液就会被泵入喷嘴，使其雾化并产生微小的液滴。这些液滴在氮气或其他惰性气体的腔室中迅速干燥，将药物锁定在聚合物基质中。

在这个过程中，药物从通常有序的晶体状态转变为无序的无定形材料。通过控制粒径、表面积、孔隙度和润湿性，形成非晶态SDD，可提高生物利用度。这种改变的状态使药物足够混乱，很容易在体内溶解。

为了患者的安全，必须去除用于溶解药物和聚合物的溶剂——许多溶剂都有严格的百万分之一残留限量

控制这种无序物质并非易事。非晶态材料反应性更强，容易出现降解或再结晶等问题，这些潜在的变化会影响药物的保质期和有效性。适当选择的聚合物在固体分散体中的一个重要作用是降低药物的分子流动性，以避免储存期间药物的相分离和再结晶。此外，为了患者的安全，必须去除用于溶解药物和聚合物的溶剂——许多溶剂在百万分之一范围内有严格的残留限制。这种水平要求对过程进行精确的控制。

案例研究

与许多制药工艺一样，在监管控制环境下的科学知识和经验对喷雾干燥药物的成功配方至关重要。像总部位于诺丁汉的合同开发和制造组织Juniper Pharma Services这样的公司，在解决配方挑战方面正在帮助引领全球制药业。Juniper采用最先进的GEA喷雾干燥机，并在开发过程中应用其深入的材料科学和分析专业知识，以确保实现稳健的工艺。在必要的情况下，先进的工具，如x射线衍射和振动光谱，通常被用于了解和克服稳定性问题，如果不解决这些问题，就意味着新药无法到达患者手中。

通过喷雾干燥转化的低水溶性药物的成功例子已经存在，并且可以作为未来升级该技术的模型。例如，头孢呋辛酯是世界上销量最大的头孢菌素类抗生素，被世界卫生组织列为基本药物之一，它只能以无定形形式被人体吸收，因此喷雾干燥对其生产至关重要。多亏了葛兰素史克公司(GlaxoSmithKline)的喷雾干燥工艺，这种抗生素可以成功地以片剂的形式给药，而不是注射。今天，头孢呋辛酯可预防扁桃体炎、慢性支气管炎和早期莱姆病等细菌感染的生长和传播，改善全球数百万人的健康。这就是喷雾干燥的真正好处，使原料药更具生物可利用性，从而可以有更多针对未满足的医疗需求的药物。

对于那些没有经常或慢性健康状况的人来说，喷雾干燥这个术语几乎没有什么相关性。但对于那些患有需要长期药物治疗的疾病的人来说，这种相关性可能是深远的。