藥物分子在晶格內(nèi)不同的空間排列和構(gòu)象,導(dǎo)致藥物晶型存在顯著差異。藥物的晶型差異可影響其溶解度、溶出速率、吸濕性、穩(wěn)定性和生物利用度等理化性質(zhì)或特性,以及藥物的藥效和安全性等性質(zhì)。隨著晶體工程學(xué)的發(fā)展,研究發(fā)現(xiàn)藥物晶體結(jié)構(gòu)可在不改變藥物分子結(jié)構(gòu)的前提下,優(yōu)化藥物的物理化學(xué)性質(zhì),提高其生物性能。根據(jù)結(jié)晶藥物分子構(gòu)象、分子排列和組分種類的不同,可將其分為多晶型、共晶型、無定形、共無定形和納米晶體等固體形態(tài)。
多晶型
多晶型是指具有恒定的化學(xué)成分,且能夠存在于多個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中的晶體,是制藥工業(yè)中常見的一種現(xiàn)象。藥物多晶型產(chǎn)生的原因主要為藥物分子的排列不同、分子構(gòu)象不同及結(jié)晶水、晶體溶劑的介入等。一般認(rèn)為藥物多晶型包括構(gòu)象多晶型、構(gòu)型多晶型、色多晶型和假多晶型4種類型。這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異會(huì)導(dǎo)致不同晶型表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì),如溶解度、溶出速度、密度、熔點(diǎn)和硬度等,以及特定的物理化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性(粉體流動(dòng)性、壓縮性、吸濕性等),同時(shí)藥物多晶型對(duì)藥物的生物藥劑學(xué)性質(zhì)也有影響,包括生物利用度、療效、生物活性、不良反應(yīng)和生物降解性等。
共晶型
藥物共晶是指活性藥物成分(API)和共晶形成物在氫鍵或其他非共價(jià)鍵的作用下形成具有特定理化性質(zhì)的新型共結(jié)晶物。近年來,通過藥物共晶的方法可在不改變API分子間共價(jià)鍵的情況下,使藥物達(dá)到改善藥物物理化學(xué)性質(zhì)的作用(如溶解度、溶出度、生物利用度和穩(wěn)定性等)。共晶的形成為無定形或難結(jié)晶的API轉(zhuǎn)變?yōu)橐滋幚?、穩(wěn)定的固體結(jié)晶提供了空間。
無定形/共無定形
無定形態(tài)是一種特殊的物質(zhì)晶型狀態(tài),無定形在熱力學(xué)上屬于亞穩(wěn)態(tài),易轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的晶型。與晶型藥物不同,無定形藥物由于分子缺乏長程有序,在分子水平上其物理結(jié)構(gòu)更加無序,增加了吉布斯(Gibbs)自由能,降低了溶解過程中所需的晶格能。因此,無定形藥物比晶型藥物具有更高的溶解度和溶出速率。
基于無定形藥物不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)及共晶藥物的原理,近年來又出現(xiàn)了一種新的藥物固體形態(tài)即共無定形。共無定形是一種單相無定形二元體系,既能提高藥物的穩(wěn)定性,又能改善藥物的溶解度與溶出速率;同時(shí)可將兩種具有協(xié)同作用的藥物組合,提高其臨床療效,減少藥物的毒副作用。根據(jù)組成成分的不同,可將共無定形藥物分為兩類:①API-藥用輔料共無定形;②API1-API2共無定形(API1為活性藥物成分,API2為與活性藥物成分具有協(xié)同藥理作用或聯(lián)合用藥活性藥物成分)。
納米晶體
納米晶體是在高強(qiáng)度機(jī)械力作用下使藥物粒徑由微米級(jí)別減小至納米級(jí)別,并在少量穩(wěn)定劑的作用下形成納米晶體顆粒,藥物顆粒的理化性質(zhì)發(fā)生改變,使藥物具有不同于其他普通制劑的特殊理化性質(zhì),如可顯著提高藥物的可潤濕性、溶解度及溶出速度,因其具有極大的表面積,可增強(qiáng)與生物膜之間的黏附性,延長在體內(nèi)的滯留時(shí)間,從而提高藥物的生物利用度。目前,納米晶體在許多給藥系統(tǒng)中表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì),如口服給藥系統(tǒng)、靜脈給藥系統(tǒng)、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和靶向給藥系統(tǒng)。
參考來源:
陳穎翀, 周偉成等.基于藥物晶型結(jié)構(gòu)改善中藥活性成分理化特性與功效的研究進(jìn)展與思考
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