二、外界因素對藥物制劑穩(wěn)定性的影響及穩(wěn)定化方法
外界因素即環(huán)境因素,包括溫度、光線、空氣、金屬離子、濕度與水分、包裝材料等,其中溫度對各種降解途徑均有影響,光線、空氣、金屬離子主要影響氧化反應,濕度、水分主要影響固體制劑,包裝材料是各種產(chǎn)品均應考慮的問題。
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根據(jù)Vant′Hoff規(guī)則,溫度每升高10℃,反應速度約增加2-4倍。對不同反應,速度增大的倍數(shù)不同,這是一個經(jīng)驗規(guī)律,可以粗略估計溫度對反應速度的影響。而Arrhenius定律則宣描述了溫度與反應速度之間的關系:
k=Ae-E/RT (4-9)
式中,k是反應速度常數(shù),A為頻率因子,E為活化能,R是氣體常數(shù),T是絕對溫度。此式是藥物制劑穩(wěn)定性預測的主要理論依據(jù)。
溫度越高,藥物的降解反應越快,如青霉素水溶液的水解,在4℃時貯存,7天后損失效價16%;而在24℃貯存,7天后損失效價高達78%.因此,對易水解或易氧化的藥物要注意控制溫度,尤其是對注射液,在保證完全滅菌的前提下,適當減低滅菌的溫度或縮短時間,避免不必要的長時間高溫,以防止藥物過快的水解或氧化;對熱敏感的藥物如某些生物制品、抗生素等,要根據(jù)藥物性質(zhì),合理地設計處方,生產(chǎn)中可采取特殊工藝,如無菌操作、冷凍干燥、低溫貯存等,以確保制劑質(zhì)量。
?。ǘ┕饩€的影響
光是一種輻射能,波長越短,能量越大,該能量能激發(fā)許多藥物的氧化反應,并使反應加快。藥物的光解主要與藥物的化學結構有關,酚類藥物如苯酚、嗎啡、腎上腺素、可待因、水楊酸等,還有分子中含雙健的藥物如維生素A、D、B12等都能在光線的作用下發(fā)生氧化反應。光敏感藥物還有氯丙嗪、異丙嗪、核黃素、氫化可的松、強的松、葉酸、輔酶Q、硝苯吡啶等。
光解反應較熱反應復雜,光的強度、波長,灌裝容器的組成、種類、形狀、與光線的距離等均對光解反應速度有影響,對于因光線而易氧化變質(zhì)的藥物在生產(chǎn)過程和貯存過程中,都應盡量避免光線的照射,有些應使用有色遮光容器保存。
(三)空氣(氧)的影響
大多數(shù)藥物的氧化是自動氧化反應,有些僅需痕量的氧就能引起反應。氧在水中有一定的溶解度,0℃為10.19ml/L,25℃為5.75ml/L,50℃為3.85ml/L,在藥物制劑的溶液內(nèi)部和容器空間都存在著一定量的氧,這足以使藥物發(fā)生氧化。因此,為了減小藥物的氧化降解,目前生產(chǎn)上常采用惰性氣體(如N2或CO2)驅除氧,以及加抗氧劑來消耗氧的方法。
向水中通氮氣至飽和時,水中殘氧量為0.36ml/L;通入二氧化碳至飽和時,殘氧量為0.05ml/L.通惰性氣體能除去容器空間和藥液中的絕大部分氧,選擇氣體應視藥物的性質(zhì)而定,二氧化碳溶于水中呈酸性,使pH值改變,并使某些藥物如鈣鹽,產(chǎn)生CaCO3沉淀,這時以選用氮氣為好。
酒石酸、枸櫞酸、磷酸等能增強抗氧劑的效果;近年來,氨基酸類抗氧劑也在使用,如半胱氨酸、蛋氨酸等。
?。ㄋ模┙饘匐x子的影響
微量的金屬離子尤其是二價以上的金屬離子,如銅、鐵、鉑、錳等,對制劑中藥物的自氧化反應有顯著的催化作用,如:0.0002mol/L的銅能使維生素C氧化速度增大10000倍。制劑中金屬離子的來源主要是原輔料、溶媒、容器及生產(chǎn)操作中使用的工具、機械。
為了避免金屬離子的影響,除應選擇純度較高的原輔料,盡量不使用金屬器具外,常在藥液中加入金屬離子絡合劑,如依地酸鹽、枸櫞酸、酒石酸等,金屬絡合劑可與溶液中的金屬離子生成穩(wěn)定的水溶性絡合物,避免金屬離子的催化作用。
?。ㄎ澹穸扰c水分的影響
許多反應沒有水分存在就不會進行,對于化學穩(wěn)定性差的固體制劑,由于濕度和水分影響,在固體表面吸附了一層液膜,藥物在液膜中發(fā)生了降解反應,如維生素C片、乙酰水楊酸片、維生素B12、青霉素鹽類粉針、硫酸亞鐵等。
一般固體藥物受水分影響的降解速度與相對濕度成正比,相對濕度越大,反應越快。所以在藥物制劑的生產(chǎn)過程和貯存過程中應多考慮濕度和水分影響,采用適當?shù)陌b材料。
(六)包裝材料的影響
不完善的包裝可使穩(wěn)定性好的制劑失效,包裝材料恰當與否、質(zhì)量好壞對藥品受外界環(huán)境的影響及藥物自身的穩(wěn)定都有直接關系。故在給產(chǎn)品選擇包裝材料時,必須以實驗結果和實踐經(jīng)驗為依據(jù),經(jīng)過“裝樣試驗”,確定合適的包裝材料。藥物制劑最常用的容器材料是玻璃、金屬、塑料、橡膠等。
玻璃性質(zhì)較穩(wěn)定,不與藥物及空氣中氧、二氧化碳等作用,但會放出堿性物質(zhì)和不溶性脫片于溶液中。
塑料容器質(zhì)輕、價格低廉,但有兩向穿透性,有些藥物能與塑料中的附加劑發(fā)生理化作用,或藥液粘附在容器中。不同的塑料其穿透性、附加劑成分不同,選用時應經(jīng)過必要的試驗,確認該塑料對藥物制劑無影響才能使用。
金屬容器牢固、密封性能好,藥物不易受污染。但易被氧化劑、酸性物質(zhì)所腐蝕,選用時注意表面要涂環(huán)氧樹脂層,以耐腐蝕。
橡膠被用來作塞子、墊圈、滴頭等,使用時應注意橡皮塞與瓶中溶液接觸可能吸收主藥和防腐劑,需用該防腐劑浸泡后使用。橡皮塞用環(huán)氧樹脂涂覆,可有效地阻止橡膠塞中成分溶入溶液中而產(chǎn)生白點,干擾藥物分析。還應注意橡膠塞是否有與主藥、抗氧劑相互作用,以保證藥物制劑的質(zhì)量。