快速预测体系物理悬浮稳定性来缩短产品上市周期

2022/03/03   下载量: 0

方案摘要

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应用领域 制药
检测样本 化药制剂
检测项目 其他>稳定性
参考标准

介绍 悬浮液体系广泛应用于许多产品中,如制药、化妆品和食品行业。为了使新产品可以符合市场需求,悬浮液体系需要在保质期内保持化学和物理稳定性(例如,在制药行业通常为3年)。如果实际用3年时间来评估产品是否具有足够的稳定性显然是不可行的。因此,快速上市需要更有效的预测方法。化学稳定性可以用众所周知的阿伦纽斯方程来预测。但预测物理稳定性是比较困难的问题,例如没有沉降或颗粒聚集。Zeta电位测量在一定程度上可用于预测是否存在聚集,但它们不能提供有关沉降行为的信息。即使是药典也缺乏合适的方法来预测是否存在沉淀。 有些悬浮液产品可以在使用前简单地晃动。然而,很多产品只有在没有沉淀的情况下才能上市使用。药品中的沉淀可能会导致用药错误,而消费品中的沉淀是由于其可用性的原因而避免的。在本研究中,利用LUMiSizer®进行了测试,以预测smartPearls®悬浮液的稳定性。smartPearls®是一种多孔二氧化硅颗粒,含有无定形活性物质,可增强皮肤渗透性。这些颗粒的尺寸为50μm及以上,因为它们的粒径较大,在没有沉淀的情况下很难形成悬浮液。LUMiSizer®能够以预测和识别稳定的非沉淀悬浮液配方。 因此,我们尝试对LUMiSizer®预测物理长期悬浮稳定性的这一方法进行评估,同时以此来确定上市产品(胶凝剂类型)最佳配方。

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1.   介绍

悬浮液体系广泛应用于许多产品中,如制药、化妆品和食品行业。为了使新产品可以符合市场需求,悬浮液体系需要在保质期内保持化学和物理稳定性(例如,在制药行业通常为3年)。如果实际用3年时间来评估产品是否具有足够的稳定性显然是不可行的。因此,快速上市需要更有效的预测方法。化学稳定性可以用众所周知的阿伦纽斯方程来预测。但预测物理稳定性是比较困难的问题,例如没有沉降或颗粒聚集。Zeta电位测量在一定程度上可用于预测是否存在聚集,但它们不能提供有关沉降行为的信息。即使是药典也缺乏合适的方法来预测是否存在沉淀。

 

有些悬浮液产品可以在使用前简单地晃动。然而,很多产品只有在没有沉淀的情况下才能上市使用。药品中的沉淀可能会导致用药错误,而消费品中的沉淀是由于其可用性的原因而避免的。在本研究中,利用LUMiSizer®进行了测试,以预测smartPearls®悬浮液的稳定性。smartPearls®是一种多孔二氧化硅颗粒,含有无定形活性物质,可增强皮肤渗透性。这些颗粒的尺寸为50μm及以上,因为它们的粒径较大,在没有沉淀的情况下很难形成悬浮液。LUMiSizer®能够以预测和识别稳定的非沉淀悬浮液配方。

 

因此,我们尝试对LUMiSizer®预测物理长期悬浮稳定性的这一方法进行评估,同时以此来确定上市产品(胶凝剂类型)最佳配方。

2.   实验

smartPearls®可添加在各种凝胶中用于皮肤上。通常采用增粘剂羟丙基纤维素(HPC)和粘弹性胶凝剂(卡拉胶、聚丙烯酸酯)来使整个体系达到稳定。

为了预测产品的长期物理稳定性,使用LUMiSizer®LUM GmbH)进行了加速沉降分析。STEP技术测量空间和时间相关的消光图谱,这与分散粒子的沉降有极大的相关性。使用50μm smartPearls®在低加速度(250 rpm,相当于7.8倍的重力加速度g)和高加速度(4000rpm,相当于1970 倍重力加速度g)下进行离心分析,来评估颗粒的粘性和粘弹性稳定性,并评估粘弹性系统中发生沉降时的临界转速,即临界多倍重力加速度的倍数。在865 nm的波长下进行透射测量。以5秒的间隔记录120条谱图,然后以10秒的间隔记录120条谱图,再以30秒的间隔记录60条谱图,在一小时内进行300次扫描。在4℃冰箱中储存10天后,在2300 倍重力加速度下重复测量,以此来考察老化导致的稳定性变化。

 

3.   结果与分析

分析离心法提供了以下各项之间相关性的信息:

 

a 施加离心力(通过离心机转速来控制,250 rpm相当于7.8倍的重力加速度g4000rpm,相当于1970 倍重力加速度g

 

b 通过空间的消光图谱变化来评价体系的沉降行为(如果在沉降开始时可以预测沉降粘弹性行为和临界离心力)

粘弹性凝胶的重要参数是沉降开始时的离心力,即沉降力FG大于系统的阻力FD。该信息可从LUMiSizer®采集的沉降谱图中获得。

 

卡拉胶在转速升至500rpm(约47倍重力加速度g)下没有沉淀(图1,上图),在600rpm以上出现明显沉淀。聚丙烯酸酯提供了最佳的稳定性。无法达到临界转速,即使在4000 rpm下也没有发生沉降。在这两种情况下,可以确认粘弹性稳定。

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 1  50 μm smartPearls®悬浮液分别在250rpm500rpm2000rpm下的谱图

   (图谱上半部为卡拉胶数据,下半部为羧甲基纤维素数据,位置均为110nm-125nm

 

增粘剂羟丙基纤维素(HPC)在储存期间无法防止沉淀(图1下半部分)。在250 rpm(相当于8倍重力加速度 g)和其他施加离心力的情况下,均可检测到沉降。这也说明了高粘度体系会减缓沉降,但不会阻止沉降。

4 总结

通过本次实验可以发现LUMIiSizer®能够预测所研究悬浮液配方的长期稳定性,包括对比凝胶剂的稳定能力(不稳定性指数排序)。这将大大加快悬浮体系产品在各个领域进入市场的速度。根据所提供的数据,分析原理也是适合作为药典方法快速预测物理悬浮稳定性。

LUMiSizer®分散体系分析仪,应用STEP®技术,为凝胶类产品的稳定性分析提供了快捷有效的工具。不仅一次可以测试12个样本,而且可多波长(近红外865nm+蓝光410nm)灵活的应用于样品性能测试,为用户可提供更多更深入的分析信息,大大提高了用户的工作效率。


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