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嘉峪檢測網 2022-03-05 18:20
BCS系統(Biopharmaceutics Classification System,以下簡稱BCS)是按照藥物的水溶性和腸道滲透性對其進行分類的一個科學架構,根據藥物溶解性、腸道滲透性,藥物被分為以下四類:
第一類:高溶解性、高滲透性
第二類:低溶解性、高滲透性
第三類:高溶解性、低滲透性
第四類:低溶解性、低滲透性
當涉及到口服固體常釋制劑中活性成分(API)在體內吸收的速度和程度時,BCS分類系統主要考慮其溶解性、滲透性、制劑溶出度這三個關鍵因素。
到目前為止,BCS系統已是國際公認的生物藥劑學分類系統,藥物根據BCS系統分為四類,大多數時候是為豁免做準備,如CFDA規定滿足一定要求的藥物BCS I和BCS III可申請BE豁免。但除了為藥物爭取BE豁免外,BCS分類系統對藥物的早期開發也有幫助——便于早期項目開發的難易程度評估、便于分析方法的合理開發等。在項目早期,從項目開發難易順序來看,一般認為,BCS IV>BCS III > BCS II > BCS I,即BCS I類相對開發容易,BCS IV開發難度系數最高。
然而,在實際的制劑開發過程中,除了藥物的溶解性、滲透性這兩個基本屬性對項目的開發有重要意義外,還有一些其它屬性我們需要了解,如:PSD(Particle Size Distribution,粒徑分布,以下簡稱“PSD”)、晶型、晶癖等,小編這里統稱為“可生產能力性”。PS小、針狀API在生產過程中存在較高的粘沖風險,多晶型且穩定性不好的藥物在生產過程中可能存在轉晶而最終影響產品質量、目標劑量低(如低于1mg)在生產中可能存在均勻度問題而最終影響產品質量,這些均屬于可生產能力性差的藥物。
事實上,目前屬于可生產能力性差的藥物占大多數,大部分研究者可能在項目早期階段借助自身的經驗識別出未來的潛在風險,但因自身經驗的局限性,個體往往不能識別出全部的風險,并且也有些研究者缺乏這種經驗,從而加重了藥物開發的失敗率和成本、時間,甚至在生產時因出現某些未曾預想到的問題(如壓片過程中的粘沖)而影響生產進度的同時也影響著其它項目的正常運行。
對于可生產能力性差的藥物,一般可通過增加功能性輔料或者通過制粒方式改善其可生產性能力,僅通過增加輔料即可實現良好的可生產性的工藝為直混工藝,需通過制粒改善的工藝可以是干法制粒或者濕法制粒,這三種生產工藝是目前用得最普遍的。
圖1:三種常用工藝的基本工藝流程圖
為此,效仿BCS的分類系統,根據不同生產工藝類型對其進行分類:
MCS I:直壓工藝DC(direct compression)
MCS II:干法制粒DG (dry granulation)
MCS III:濕法制粒WG (wet granulation)
MCS IV:其它OT (other technologies)
MCS I:直壓工藝DC
從上面的圖可看出,直壓工藝比DG、WG相對簡單,只有混合、壓片兩個主要工藝步驟。但也因其簡單,所以對API的性質要求較高:粒徑及粒徑分布、顆粒形狀。而為了不同批次間的可控性,對API的一致性要求高。理想的DC物料D10>30um,D90≤1000um,且混合均勻度BU、粉體流動性、可壓性均能符合要求。
MCS II:干法制粒DG
干法制粒是內加物料混合后,需擠壓、破碎、整粒而獲得流動性更好的顆粒的制粒過程。從工藝上對比看,干法制粒比直壓工藝DC稍微復雜,但對API某些特性方面沒直壓工藝DC那么苛刻,因為從工藝圖上可看出,它比直壓工藝DC多了幾步可以用來修飾API缺陷特性的步驟。符合直壓工藝工藝的物料基本上也可用于干法制粒,而且干法制粒對物料的流動性、堆密度等方面要求更寬廣(相比直壓工藝)。
干法制粒是一種投入少、效率高的制粒工藝,但它也存在不足的地方:物料經干法制粒后,通常其物料整體的可壓性會損失一部分,而影響后續的壓片工藝(可壓性不足而導致硬度上不去),因此,最好增加處方中塑性輔料的占比(如微晶纖維素)。另外需注意的是,干法制粒存在較嚴重的漏粉問題,且成粒率不高,細粉較多,通常需要經過多次制粒,加劇了后續壓片工序的難度(制粒次數越多,可壓性損失越多)。
MCS III:濕法制粒WG
濕法制粒是指在藥物粉末中加入水溶性粘合劑,靠水溶性粘合劑的橋架或粘結作用而使粉末聚結在一起的制粒方法。整體上,經濕法制粒后的顆粒圓整、均一性好,且具有較好的可壓性。但濕法制粒的工藝相比于直壓工藝DC和干法制粒DG要更復雜,工藝步驟和工藝參數均更多(這個從上面的流程圖對比中也可以看出來),且制粒后的顆粒需經干燥去除水分后才能進行后續工序,能耗相對大;但它的好處是對物料的可生產能力性要求低。
MCS IV:其它技術OT
對于不屬于上述MCS I、MCS II、MCS III類的工藝,其余方法統歸為MCS IV類,這一類技術工藝主要是上述三種常規工藝滿足不了要求,而采用的特殊工藝手段,以此來提高藥物的生物利用度和可生產性,此處以載藥量高、對濕敏感的藥物為案例。
載藥量高的藥物不推薦使用干法制粒,而對濕敏感的藥物不適合濕法制粒,那么,載藥量高、又對濕敏感的藥物,如何選擇工藝呢?這里推薦熔融制粒:脂質輔料在固體顆粒之間充當粘合劑(隨著溫度逐漸升高至脂質輔料熔點時,其熔化后均勻粘附、混合其它物料,最終形成顆粒)。
結語
MCS分類系統是根據API的可生產能力性,科學、合理地選擇合適的工藝,而不再僅僅依賴于個人或研究機構的經驗,不僅可有效降低開發過程中的試錯率以及時間成本,還能提高審批機構的審批效率,加快藥物的上市進程,早日為患者帶來福音。
參考資料:
1.CDE:《人體生物等效性試驗豁免指導原則》
2.嘉法師https://www.gattefossechina.cn/html/ jfs/pharmaceuticals /formulationTechnologies /process /4/C/1/I7R17LJ.html
來源:藥渡