药剂学ppt课件17第十七章:缓、控释制剂.ppt
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1、1 缓释、控释制剂的简介缓释、控释制剂的简介缓释制剂缓释制剂(sustained release preparation,SR)控释制剂控释制剂(controlled release preparation,CR)2 药物制剂的发展历程:药物制剂的发展历程:o1800,s 简单制剂简单制剂o1900,s 普通制剂普通制剂o1960,s IR、SR、CR、MRo1980,s TDS、TDDSo2000,s 纳米制剂、生物药物制剂等纳米制剂、生物药物制剂等3 4 n第一节第一节 基本概况基本概况n第二节第二节 缓缓( (控控) )释制剂的释药原理与处方设计释制剂的释药原理与处方设计 n第三节第三节
2、 缓、控释剂型的处方和制备缓、控释剂型的处方和制备n第四节第四节 缓缓( (控控) )释制剂的体内外评价释制剂的体内外评价 n第五节第五节 口服定时和定位释药系统口服定时和定位释药系统 5 第一节第一节 基本概况基本概况一、缓释及控释制剂的概念一、缓释及控释制剂的概念n1、缓释制剂、缓释制剂(sustained release preparations) :用:用药后能在较长时间内药后能在较长时间内持续释放持续释放药物以达到长效作药物以达到长效作用的制剂。用的制剂。n在规定释放介质中,按要求缓慢地在规定释放介质中,按要求缓慢地非恒速释放非恒速释放药药物,其与相应的普通制剂比较,给药频率比普通物
3、,其与相应的普通制剂比较,给药频率比普通制剂减少一半或有所减少,且显著增加患者的顺制剂减少一半或有所减少,且显著增加患者的顺应性。应性。6 n2.2.控释制剂控释制剂(controlled release preparations) :药:药物在物在预定的时间预定的时间内自动的以内自动的以预定速度预定速度释放,使血释放,使血药浓度长时间药浓度长时间恒定恒定维持在有效浓度范围的制剂。维持在有效浓度范围的制剂。n广义:广义:包括控制释药速度、部位、时间包括控制释药速度、部位、时间n狭义:狭义:控制释放速度,即在预定的时间内以控制释放速度,即在预定的时间内以零零级或接近零级速度级或接近零级速度释放药
4、物,按要求缓慢地释放药物,按要求缓慢地恒速恒速或接近恒速或接近恒速释放药物。血药浓度比缓释制剂更加释放药物。血药浓度比缓释制剂更加平稳。平稳。 一、缓释及控释制剂的概念一、缓释及控释制剂的概念7 二、特点二、特点n 1.减少服药次数,提高病人依从性;减少服药次数,提高病人依从性;n 2.提高治疗效果;提高治疗效果;n 3.使血药浓度平稳,避免或减小了波峰、使血药浓度平稳,避免或减小了波峰、波谷的现象,有利于降低药物毒副作用;波谷的现象,有利于降低药物毒副作用;n 4.减少用药的总剂量;减少用药的总剂量;n 5.降低研发的费用,减少医疗总费用;降低研发的费用,减少医疗总费用;8 硝苯地平不同制剂
5、比较表给药次数(日)血药浓度用药总量 副 作 用 普通片 46次 波动大 4060mg 面红、心悸、头晕等较重 缓释片 2次 较平稳 20mg 轻 控释片 1次 平稳 2030mg 轻 10 11 二、特点:二、特点:n 6.对剂量调节的灵活性降低;对剂量调节的灵活性降低;n 7.药物体内的动力学参数发生变化时,药物体内的动力学参数发生变化时,不能灵活调整给药方案;不能灵活调整给药方案;n 8.产品成本高,价格较贵。产品成本高,价格较贵。12 三、不宜制成缓、控释制剂的药物三、不宜制成缓、控释制剂的药物n 1.剂量很大的药物;剂量很大的药物;n 2.半衰期很短或很长的药物;半衰期很短或很长的药
6、物;n 3.不能在小肠下端有效吸收的药物;不能在小肠下端有效吸收的药物;n 4.具有特定吸收部位的药物;具有特定吸收部位的药物;n 5.吸收速度常数极低的药物;吸收速度常数极低的药物;13 三、不宜制成缓、控释制剂的药物:三、不宜制成缓、控释制剂的药物:n 6.溶解度极差的药物;溶解度极差的药物;n 7.首过作用较强的药物;首过作用较强的药物;n 8.药效剧烈或药物剂量需精密调节药效剧烈或药物剂量需精密调节的药物;的药物;n 9.抗生素类药物。抗生素类药物。14 15 第二节第二节 缓缓( (控控) )释制剂的释药原理与处方设计释制剂的释药原理与处方设计一、释药原理和方法一、释药原理和方法 n
7、缓缓( (控控) )释制剂主要有释制剂主要有骨架型骨架型和和贮库型贮库型两两种。种。 n释药原理主要有释药原理主要有溶出、扩散、溶蚀、渗溶出、扩散、溶蚀、渗透压及离子交换透压及离子交换。16 n药物的溶出速度药物的溶出速度dC/dtdC/dt用用Noyes-WhitneyNoyes-Whitney方方程描述程描述: : dC/dt=KS(Cs-C)dC/dt=KS(Cs-C) 式中,式中,K K溶出常数溶出常数( (K=D/VK=D/V ) ),D D药物扩散系数,药物扩散系数, 扩散层边界厚度,扩散层边界厚度,V V溶出介质的量,溶出介质的量,S S溶出溶出界面的面积。界面的面积。 n在漏槽
8、条件下,在漏槽条件下,C0C0:dC/dt=KSCsdC/dt=KSCs( (一一) )溶出原理溶出原理 17 根据根据Noyes-WhitneyNoyes-Whitney溶出速度公式,通溶出速度公式,通过过减少药物的溶解度,增大药物粒径,减少药物的溶解度,增大药物粒径,以降以降低药物的溶出速度达到长效,具体方法有:低药物的溶出速度达到长效,具体方法有: n1 1、制成溶解度小的盐或酯、制成溶解度小的盐或酯n2 2、与高分子化合物生成难溶性盐、与高分子化合物生成难溶性盐n3 3、控制粒子大小:药物的表面积减小,、控制粒子大小:药物的表面积减小,溶出速度减慢。溶出速度减慢。( (一一) )溶出原
9、理溶出原理 18 以扩散为主的缓、控释制剂,药物以扩散为主的缓、控释制剂,药物首先溶解首先溶解成溶液后再从制剂中成溶液后再从制剂中扩散扩散出来出来进入体液,其释药受进入体液,其释药受扩散速率扩散速率控制。控制。( (二二) )扩散原理扩散原理19 1 1、水不溶性包衣膜、水不溶性包衣膜n如如ECEC包制的微囊和小丸,其释放速度符合包制的微囊和小丸,其释放速度符合FickFick第一定律:第一定律:dMdM/ /dtdt=ADK=ADKC/L C/L 式中,式中, dMdM/ /dtdt 释放速度,释放速度, A A面积,面积,D D药物扩散系数,药物扩散系数,K K药物在膜和囊芯之间的分配系数
10、,药物在膜和囊芯之间的分配系数, C C膜内外浓度差,膜内外浓度差,L L包衣层厚度。包衣层厚度。 药物的释放以扩散为主的结构:药物的释放以扩散为主的结构:20 2 2、含水性孔道的包衣膜、含水性孔道的包衣膜n如如MCMC与与ECEC混合组成的膜材,其释放速度:混合组成的膜材,其释放速度: dMdM/ /dtdt=AD=ADC/LC/L n释放过程可接近零级过程释放过程可接近零级过程( (若若A A、D D、C C、L L恒恒定定) )。 药物的释放以扩散为主的结构:药物的释放以扩散为主的结构:21 3 3、骨架型的药物扩散、骨架型的药物扩散n骨架型缓、控释制剂中药物的释放符合骨架型缓、控释制
11、剂中药物的释放符合HiguchiHiguchi方程:方程: Q=DS(p/Q=DS(p/ ) )(2A-Sp)t(2A-Sp)t1/21/2 式中,式中, Q Q单位面积在单位面积在t t时间的释放量,时间的释放量,D D扩散系数,扩散系数,p p骨架骨架中的孔隙率,中的孔隙率,S S药物在释放介质中的溶解度,药物在释放介质中的溶解度, 骨架中的弯曲骨架中的弯曲因素,因素,A A单位体积骨架中药物含量。单位体积骨架中药物含量。药物的释放以扩散为主的结构:药物的释放以扩散为主的结构:22 HiguchiHiguchi方程是基于:方程是基于:n药物释放时保持伪稳态药物释放时保持伪稳态 (pseud
12、o steady state); nA AS S,即存在过量的溶质;,即存在过量的溶质; n理想的漏槽状态理想的漏槽状态(sink condition); n药物颗粒比骨架小得多;药物颗粒比骨架小得多; nD D保持恒定,药物与骨架材料没有相互作用。保持恒定,药物与骨架材料没有相互作用。23 n若若D D、S S、 p p、 、A A保持恒定,保持恒定, n则则Q=kQ=kH Ht t1/2 1/2 式中,式中,k kH H常数,即药物的释放量与常数,即药物的释放量与t t1/21/2成正比。成正比。 n骨架型结构中药物的释药特点是不呈零骨架型结构中药物的释药特点是不呈零级释放。级释放。 24
13、 n(1)包衣;包衣; n(2)制成微囊;制成微囊; n(3)制成不溶性骨架片剂;制成不溶性骨架片剂; n(4)增加粘度以减少扩散速度;增加粘度以减少扩散速度; n(5)制成植入剂;制成植入剂; n(6)制成乳剂。制成乳剂。利用扩散原理达到缓、控释作用的方法有:利用扩散原理达到缓、控释作用的方法有:25 n1、生物溶蚀型骨架系统、生物溶蚀型骨架系统n2、通过化学键将药物与聚合物直、通过化学键将药物与聚合物直接结合制成骨架接结合制成骨架n3、膨胀型控释骨架、膨胀型控释骨架( (三三) )溶蚀与扩散、溶出结合溶蚀与扩散、溶出结合26 1 1、渗透泵型片剂结构:、渗透泵型片剂结构:n片芯:水溶性药物
14、和水溶性聚合物或其他辅料片芯:水溶性药物和水溶性聚合物或其他辅料制成;制成;n半透膜:用水不溶性的聚合物(如醋酸纤维素半透膜:用水不溶性的聚合物(如醋酸纤维素(CA)(CA)、ECEC或或EVAEVA等)水可渗进此膜,但药物不能;等)水可渗进此膜,但药物不能;n释药孔:壳顶用适当方法释药孔:壳顶用适当方法( (如激光如激光) )开一个或多开一个或多个细孔。个细孔。( (四四) )渗透压原理渗透压原理27 n2 2、释药原理:、释药原理:n3 3、优点:、优点:药物以零级速率释放,释放速药物以零级速率释放,释放速度不受胃肠道度不受胃肠道pHpH、蠕动、胃排空时间等因、蠕动、胃排空时间等因素影响素
15、影响 ( (四四) )渗透压原理渗透压原理28 ( (四四) )渗透压原理渗透压原理29 ( (四四) )渗透压原理渗透压原理30 n药物游离释放:药物游离释放: 树脂树脂药物药物- -X X- -树脂树脂X X- -药物药物- - 树脂树脂- - 药物药物+ +Y Y+ +树脂树脂- - Y Y+ +药物药物nX X- -和和Y Y+ +为消化道中的离子,交换后游离的为消化道中的离子,交换后游离的药物从树脂中扩散出来。药物从树脂中扩散出来。31 ( (一一) )影响口服缓、控释制剂设计的因素影响口服缓、控释制剂设计的因素 1 1、理化因素、理化因素 n(1) (1) 剂量大小;剂量大小; n
16、(2) (2) pKapKa、解离度和水溶性;、解离度和水溶性; n(3) (3) 分配系数;分配系数; 二、缓、控释制剂的设计二、缓、控释制剂的设计32 2 2、生物因素、生物因素n(1) 生物半衰期生物半衰期(t1/224h,不采用缓释剂,不采用缓释剂型;型;t1/21h,不宜制成缓释剂型,不宜制成缓释剂型); n(2) 吸收吸收(释放速度必须比吸收速度慢释放速度必须比吸收速度慢); n(3) 代谢代谢(大多数肠壁酶系统对药物的代大多数肠壁酶系统对药物的代谢作用具有饱和性谢作用具有饱和性)。 ( (一一) )影响口服缓、控释制剂设计的因素影响口服缓、控释制剂设计的因素 33 1 1、药物的
17、选择、药物的选择n缓、控释制剂一般适用于缓、控释制剂一般适用于半衰期短半衰期短的的药物药物(t1/2为为28h); nt1/212h的药物,一般不宜制成的药物,一般不宜制成缓、控释制剂;个别例外。缓、控释制剂;个别例外。( (二二) )缓、控释制剂的设计缓、控释制剂的设计34 1 1、药物的选择、药物的选择n剂量很大、药效很剧烈以及溶解吸收剂量很大、药效很剧烈以及溶解吸收很差的药物,剂量需要精密调节的药物,很差的药物,剂量需要精密调节的药物,一般也不宜。一般也不宜。 n抗生素类药物一般不宜。抗生素类药物一般不宜。( (二二) )缓、控释制剂的设计缓、控释制剂的设计35 n(1)(1)生物利用度
18、生物利用度(bioavailability) 缓、控释制剂的相对生物利用度一般应在普缓、控释制剂的相对生物利用度一般应在普通制剂的通制剂的80%120%的范围内。的范围内。n(2)(2)峰浓度与谷浓度之比峰浓度与谷浓度之比 缓、控释制剂的峰浓度与谷浓度之比应缓、控释制剂的峰浓度与谷浓度之比应小于小于普通制剂,也可用波动百分数表示。普通制剂,也可用波动百分数表示。( (二二) )缓、控释制剂的设计缓、控释制剂的设计36 n辅料是调节药物释放速度的重要物质。辅料是调节药物释放速度的重要物质。 n缓、控释制剂中多以高分子化合物作为缓、控释制剂中多以高分子化合物作为阻阻滞剂滞剂(retardants)
19、(retardants)控制药物的释放速度。控制药物的释放速度。 n阻滞方式有阻滞方式有骨架型、包衣膜型骨架型、包衣膜型和和增粘作用增粘作用等。等。 三、缓释、控释制剂的常用辅料三、缓释、控释制剂的常用辅料37 n1 1、不溶性骨架材料:、不溶性骨架材料: 乙基纤维素乙基纤维素(EC)(EC)、聚乙烯、聚乙烯(PE)(PE)、聚丙烯、聚丙烯(PP)(PP)、聚硅氧烷、乙烯、聚硅氧烷、乙烯- -醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物(EVA)(EVA)、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯( (EuEu RS RS,EuEu RL) RL) 等。等。( (一一) )骨架型阻滞材料骨架型阻滞材料 38 n2 2、
20、生物降解、生物降解( (溶蚀性溶蚀性) )骨架材料:骨架材料: 蜡质、脂肪酸及其酯。常用的有蜂蜡、蜡质、脂肪酸及其酯。常用的有蜂蜡、巴西棕榈蜡、硬脂醇、氢化植物油、硬脂酸、巴西棕榈蜡、硬脂醇、氢化植物油、硬脂酸、单硬脂酸甘油酯等。单硬脂酸甘油酯等。 可延滞水溶性药物的溶解、释放过程。可延滞水溶性药物的溶解、释放过程。( (一一) )骨架型阻滞材料骨架型阻滞材料 39 n3 3、亲水性凝胶骨架材料:、亲水性凝胶骨架材料:(1)(1)天然植物或动物胶:天然植物或动物胶:海藻酸盐等海藻酸盐等(2)(2)纤维素衍生物:纤维素衍生物:MCMC、HECHEC、CMC-NaCMC-Na、HPMCHPMC、P
21、VPPVP等等(3)(3)非纤维素多糖:非纤维素多糖:壳聚糖壳聚糖( (chitosanchitosan) )等等(4)(4)乙烯聚合物和丙烯酸树脂:乙烯聚合物和丙烯酸树脂:PVAPVA等等( (一一) )骨架型阻滞材料骨架型阻滞材料 40 n1 1、n2 2、肠溶性高分子材料:、肠溶性高分子材料:如纤维醋法酯如纤维醋法酯 ( (CAPCAP) )、羟丙甲纤维素酞酸酯、羟丙甲纤维素酞酸酯( (HPMCPHPMCP) )、L L和和S S型丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯苯二甲酸型丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯苯二甲酸酯酯( (PVAPPVAP) )、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯( (HPM
22、CASHPMCAS) )等。等。 ( (二二) )包衣包衣型阻滞材料型阻滞材料 41 n增稠剂是一类水溶性高分子材料,根据增稠剂是一类水溶性高分子材料,根据药物被动扩散吸收规律,增加粘度以减药物被动扩散吸收规律,增加粘度以减慢扩散速度,延缓吸收,主要用于慢扩散速度,延缓吸收,主要用于液体液体药剂。药剂。 n常用的有明胶、常用的有明胶、PVPPVP、CMCCMC、PVAPVA、右旋糖、右旋糖酐等。酐等。 ( (三三) )增稠剂增稠剂42 n一、骨架型缓、控释制剂一、骨架型缓、控释制剂 n二、膜控型缓、控释制剂二、膜控型缓、控释制剂n三、三、渗透泵片渗透泵片n四、四、植入剂植入剂43 n(一)骨架
23、片(一)骨架片 n(二)(二)缓、控释颗粒缓、控释颗粒(微囊微囊)压制片压制片n(三)胃内滞留片(三)胃内滞留片n(四)生物粘附片(四)生物粘附片n(五)骨架型小丸(五)骨架型小丸一、一、骨架型缓、控释制剂骨架型缓、控释制剂 44 1、亲水性凝胶骨架片亲水性凝胶骨架片n骨架材料:骨架材料:HPMC-K4M (4000 cPas)、HPMC-K15M (15000 cPas)、MC (400 cPas,4000 cPas)、HEC、CMC-Na、海藻酸钠海藻酸钠等。等。n制备:直接压片、湿法制粒制备:直接压片、湿法制粒( (一一) ) 骨架片骨架片45 2、蜡质类骨架片蜡质类骨架片 n骨架材料:
24、骨架材料:巴西棕榈蜡、硬脂醇、硬脂巴西棕榈蜡、硬脂醇、硬脂酸、氢化蓖麻油、聚乙二醇单硬脂酸酯、酸、氢化蓖麻油、聚乙二醇单硬脂酸酯、甘油三酯等。甘油三酯等。n制备:制备:溶剂蒸发;溶剂蒸发;熔融;熔融;用十六醇、用十六醇、玉米朊醇制粒法。玉米朊醇制粒法。( (一一) ) 骨架片骨架片46 3、不溶性骨架片不溶性骨架片 n骨架材料:骨架材料:EC 、PE、PVC、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物等。丙烯酸甲酯共聚物等。n制备:制备:直接压片、湿法制粒直接压片、湿法制粒(如:乙醇如:乙醇)( (一一) ) 骨架片骨架片例:对乙酰氨基酚缓释片例:对乙酰氨基酚缓释片o乙酰氨基酚乙酰氨基酚 82k
25、go硬脂酸硬脂酸 12.4kgo10%的乙基纤维素乙醇溶液的乙基纤维素乙醇溶液 25kgo硬脂酸镁硬脂酸镁 适量适量 取对乙酰氨基酚取对乙酰氨基酚82kg,在搅拌下加入,在搅拌下加入12.4kg硬脂酸,加热至硬脂酸,加热至5060熔融,加熔融,加入入10%的乙基纤维素乙醇溶液的乙基纤维素乙醇溶液25kg,搅拌,搅拌1015min使成团块,制粒,使成团块,制粒,3540干干燥,整粒,加入硬脂酸镁混合压片。燥,整粒,加入硬脂酸镁混合压片。( (一一) ) 骨架片骨架片48 n1 1、三种不同释放速度的颗粒混合压三种不同释放速度的颗粒混合压片片(明胶醋酸乙烯虫胶(明胶醋酸乙烯虫胶)n2 2、微囊压制
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