人卫版药剂学第七版第五章药物制剂的稳定性.ppt
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1、 第五章第五章 药物制剂的稳定性药物制剂的稳定性1本章要求本章要求1.1.掌握掌握 制剂稳定性化学动力学公式及计算制剂稳定性化学动力学公式及计算2.2.掌握掌握 药物稳定性试验方法药物稳定性试验方法 3.3.掌握掌握影响制剂降解因素及稳定化方法影响制剂降解因素及稳定化方法4.4.熟悉熟悉 稳定性重点考察项目稳定性重点考察项目5.5.熟悉熟悉 经典恒温法经典恒温法2第一节第一节概述概述第二节第二节药物稳定性的化学动力学基础药物稳定性的化学动力学基础第三节第三节制剂中药物的化学稳定性制剂中药物的化学稳定性第四节第四节药物及制剂的物理稳定性药物及制剂的物理稳定性第五节第五节药物与药物制剂稳定性的试验
2、方法药物与药物制剂稳定性的试验方法第六节第六节固体药物制剂的稳定性固体药物制剂的稳定性本章内容本章内容3药物制剂稳定性研究范围药物制剂稳定性研究范围水解、聚合、氧化等水解、聚合、氧化等化学稳定性化学稳定性沉淀、分层、结块、吸湿等沉淀、分层、结块、吸湿等物理稳定性物理稳定性微生物污染、发霉、腐败等微生物污染、发霉、腐败等生物稳定性生物稳定性5.1 5.1 概述概述4一、研究药物制剂稳定性的意义一、研究药物制剂稳定性的意义药物分解变质药物分解变质药效降低药效降低产生毒副反应产生毒副反应造成经济损失造成经济损失 保证产品质量,新药申请必须呈报有关稳定保证产品质量,新药申请必须呈报有关稳定性资料性资料
3、 合理地进行剂型设计,提高制剂质量,保证合理地进行剂型设计,提高制剂质量,保证药品疗效与安全,提高经济效益药品疗效与安全,提高经济效益5二、研究药物制剂稳定性的任务二、研究药物制剂稳定性的任务探讨影响药物制剂稳定性因素与提高制剂稳定探讨影响药物制剂稳定性因素与提高制剂稳定化措施化措施研究制剂稳定性试验方法,制订药物产品有效研究制剂稳定性试验方法,制订药物产品有效期,保证药物产品的质量,为新产品提供稳定期,保证药物产品的质量,为新产品提供稳定性依据。性依据。筛选出最佳处方,为临床提供安全、稳定、有筛选出最佳处方,为临床提供安全、稳定、有效的药物制剂。效的药物制剂。6第二节第二节 药物稳定性的化学
4、动力学基础药物稳定性的化学动力学基础反应级数反应级数多数药物及其制剂可按零级、一级、伪一多数药物及其制剂可按零级、一级、伪一级处理级处理(一)零级反应(一)零级反应C=C0 k0t-d C/d t=k01952年应用于药物稳定性考察年应用于药物稳定性考察71 1.反应级数反应级数(二)一级反应(二)一级反应-d C/d t=k ClgC=-kt/2.303+lgC0t1/2=0.693/kt0.9=0.1054/k(三)二级反应(三)二级反应8化学动力学基本概念化学动力学基本概念半衰期半衰期(t(t1/2 1/2)、有效期、有效期(t t0.90.9)半衰期半衰期是指药物是指药物分解分解一半一
5、半时所需时所需时间时间有效期有效期是指制剂中的是指制剂中的药物药物分解分解1010所需所需时间时间9获得预期结果的办法:获得预期结果的办法:精心设计实验精心设计实验对实验数据进行正确的处理对实验数据进行正确的处理化学动力学参数(如反应级数化学动力学参数(如反应级数n n、k k 、E E、t t1/21/2)的计算,有)的计算,有图解法和统计学图解法和统计学方法,后方法,后一种方法比较准确、合理。一种方法比较准确、合理。10第三节第三节 制剂中药物的化学稳定性制剂中药物的化学稳定性降解反应降解反应水解水解氧化氧化其他其他异构化异构化聚聚 合合脱脱 羧羧主要途径主要途径11一一.水解水解1.1.
6、酯类药物的水解酯类药物的水解盐酸普鲁卡因盐酸普鲁卡因 盐酸丁卡因、盐酸可卡因、普鲁苯盐酸丁卡因、盐酸可卡因、普鲁苯辛、阿托品、氢溴酸后马托品、硝酸毛果芸香碱、辛、阿托品、氢溴酸后马托品、硝酸毛果芸香碱、华法林钠华法林钠 122.2.酰胺类药物的水解酰胺类药物的水解(1 1)氯霉素)氯霉素水溶液在水溶液在pH7以下,主要是酰胺水解,生成氨基物与二氯乙酸。以下,主要是酰胺水解,生成氨基物与二氯乙酸。青霉素、氯霉素、头孢菌素类、巴比妥类、利多卡因、对乙酰青霉素、氯霉素、头孢菌素类、巴比妥类、利多卡因、对乙酰氨基酚等。酰脲和内酰脲、酰肼类药物、肟类药物也能被水解。氨基酚等。酰脲和内酰脲、酰肼类药物、肟
7、类药物也能被水解。13(2 2)青霉素和头孢菌素类)青霉素和头孢菌素类青霉素类药物分子中存在青霉素类药物分子中存在 -内酰胺环,在内酰胺环,在H H+或或OHOH-影响下,易裂环失效。影响下,易裂环失效。如氨苄青霉素在酸、碱性溶液中,水解产物如氨苄青霉素在酸、碱性溶液中,水解产物为为-氨苄青霉酰胺酸。氨苄青霉酰胺酸。头孢菌素类药物头孢菌素类药物-内酰胺环,易水解内酰胺环,易水解如头孢唑啉在酸与碱中都易水解失效如头孢唑啉在酸与碱中都易水解失效14(2 2)青霉素和头孢菌素类)青霉素和头孢菌素类青霉素青霉素 -内酰胺环内酰胺环 在在H H+或或OHOH-影响下,易开环失效。影响下,易开环失效。氨苄
8、青霉素在酸、碱性溶液中,水解产物为氨苄青霉素在酸、碱性溶液中,水解产物为-氨苄青霉酰胺酸。氨苄青霉酰胺酸。NH215头孢菌素类药物头孢菌素类药物-内酰胺环内酰胺环头孢唑啉钠头孢唑啉钠16二二.氧化氧化药物的氧化过程与化学结构有关药物的氧化过程与化学结构有关酚类、烯醇类、芳胺类、吡唑酮类、噻嗪类酚类、烯醇类、芳胺类、吡唑酮类、噻嗪类药药物物等易被氧化等易被氧化药物氧化后,不仅效价损失,而且可能产生颜药物氧化后,不仅效价损失,而且可能产生颜色或沉淀,严重影响药品的质量,甚至成为废色或沉淀,严重影响药品的质量,甚至成为废品。品。171.1.酚类药物酚类药物18维生素维生素C(抗坏血酸)抗坏血酸)2.
9、2.烯醇类烯醇类去氢抗坏血酸去氢抗坏血酸19维生素维生素C的氧化的氧化2,3-二酮古罗糖酸二酮古罗糖酸20维维C的氧化的氧化L-丁糖酸丁糖酸215.5.其他类药物其他类药物l芳胺类芳胺类l吡唑酮类吡唑酮类磺磺胺胺嘧嘧啶啶钠钠安安乃乃近近氨氨基基比比林林22盐盐酸酸异异丙丙嗪嗪噻嗪类噻嗪类盐盐酸酸氯氯丙丙嗪嗪232324三三.其他反应其他反应1.1.异构化(光学异构、几何异构)异构化(光学异构、几何异构)光学异构光学异构 (optical isomerization)(optical isomerization):可分为外消旋化作用可分为外消旋化作用(racemization)(racemiza
10、tion)和和差向异构差向异构(epimerization)(epimerization)左旋肾上腺素水溶液在左旋肾上腺素水溶液在pH 4pH 4左右产生外左右产生外消旋化作用,外消旋以后,只有消旋化作用,外消旋以后,只有50%50%的的活性。应选择适宜的活性。应选择适宜的pHpH。左旋莨菪碱也可能外消旋化。左旋莨菪碱也可能外消旋化。25制剂中药物的化学降解途径制剂中药物的化学降解途径水解水解酯类、酰胺类、糖苷类酯类、酰胺类、糖苷类氧化氧化酚类、烯醇类、芳胺类、其酚类、烯醇类、芳胺类、其他类药物他类药物其他其他异构化、聚合、脱羧、脱水,异构化、聚合、脱羧、脱水,与其它药物或辅料作用与其它药物或
11、辅料作用26影响制剂中药物降解的因素影响制剂中药物降解的因素1.pH值值2.广义酸碱催化广义酸碱催化3.溶剂溶剂4.离子强度离子强度5.表面活性剂表面活性剂6.基质或赋形剂基质或赋形剂一、处方因素一、处方因素271.pH对药物氧化的影响对药物氧化的影响pH值的调节值的调节兼顾稳定性兼顾稳定性溶解度溶解度药效药效尽量用药物同尽量用药物同离子的酸离子的酸/碱碱282.广义酸碱催化广义酸碱催化有些药物也可被广义酸碱催化水解,该作用叫广有些药物也可被广义酸碱催化水解,该作用叫广义酸碱催化义酸碱催化(General acid-base catalysis)(General acid-base catal
12、ysis)缓冲体系中较常见广义酸缓冲体系中较常见广义酸碱催化碱催化考察方法考察方法:增加缓冲剂浓度但盐与酸比例不变增加缓冲剂浓度但盐与酸比例不变解决方法解决方法:尽量使用低浓度缓冲体系尽量使用低浓度缓冲体系293.溶剂的影响溶剂的影响lgk=lgk-kZAZB/e e说明非水溶剂对易水解药物说明非水溶剂对易水解药物的稳定化作用的稳定化作用。速度常数速度常数介电常数;介电常数;溶剂溶剂=时时的速度常数的速度常数离子或药物所带电荷离子或药物所带电荷药物离子与攻击离子药物离子与攻击离子电荷相同电荷相同,lgklgk对对1/1/作图作图,直线斜率将?在处方中采用直线斜率将?在处方中采用 低的溶剂将低的
13、溶剂将?药物离子与进攻离子药物离子与进攻离子电荷相反电荷相反,采取,采取 低的溶剂低的溶剂?304.离子强度的影响离子强度的影响Lgk=lgk0+1.02ZAZBlgk-lgk0k降解速度常数;降解速度常数;k0溶液无限稀溶液无限稀(=0)以以lgk对对1/2作图得一直线,作图得一直线,其斜率为其斜率为1.02ZAZB,外推,外推到到=0可求得可求得ko。相同相同电荷电荷,,k k 相反相反电荷电荷,,k k 315.表面活性剂的影响表面活性剂的影响u易水解药物易水解药物,加入表面活性剂可使稳定,加入表面活性剂可使稳定性性。如苯佐卡因如苯佐卡因易受碱催化水解,易受碱催化水解,5%SDS5%SD
14、S溶液溶液中,中,3030 时时t t1/21/2增加到增加到1150min1150min(不加时(不加时则为则为64min64min)u但表面活性剂有时使某些药物但表面活性剂有时使某些药物分解速度分解速度反而加快反而加快,如,如吐温吐温8080可使可使V VD D稳定性下降。稳定性下降。326.处方中基质或赋形剂的影响处方中基质或赋形剂的影响l聚氧乙二醇聚氧乙二醇能促进能促进氢化可的松氢化可的松分解,有效期分解,有效期6 6个月个月l聚氧乙二醇聚氧乙二醇可使可使乙酰水杨酸乙酰水杨酸分解分解l硬酯酸钙、镁硬酯酸钙、镁可能与可能与乙酰水杨酸反应乙酰水杨酸反应形成相形成相应盐,提高了系统的应盐,提
15、高了系统的pHpH,使乙酰水杨酸溶解,使乙酰水杨酸溶解度增加,度增加,分解速度加快分解速度加快。33润滑剂润滑剂pH每小时产生的水杨每小时产生的水杨酸酸mg数数硬脂酸硬脂酸滑石粉滑石粉硬脂酸钙硬脂酸钙硬脂酸镁硬脂酸镁2.622.715.754.140.1330.1330.9861.31430 30 时一些润滑剂对乙酰水杨酸水解的影响时一些润滑剂对乙酰水杨酸水解的影响34影响药物制剂稳定性的处方因素影响药物制剂稳定性的处方因素表面活性剂表面活性剂离子强度(离子强度()溶剂溶剂广义酸碱催化广义酸碱催化pH(一)(一)处方处方因素因素处方中的辅料处方中的辅料lgklgk0ZA ZB 0ZA ZB 0
16、ZA ZB 035二、外界因素对药物制剂稳定性的影二、外界因素对药物制剂稳定性的影响及解决方法响及解决方法外界因素外界因素温度温度光线光线空气(氧)空气(氧)金属离子金属离子湿度和水分湿度和水分包装材料包装材料各种降解途径(如各种降解途径(如水解、氧化等)水解、氧化等)易氧化物易氧化物固体药物稳定性固体药物稳定性各种产品各种产品36(1)温度的影响)温度的影响Vant HoffVant Hoff规则,规则,温度每升高温度每升高1010 ,反应速度约增加,反应速度约增加2 24 4倍。倍。温度对于反应速温度对于反应速度常数的影响,度常数的影响,Arrhenius方程方程372 2.温度对反应速率
17、的影响与药物稳定性预测温度对反应速率的影响与药物稳定性预测(熟练掌握:根据(熟练掌握:根据ArrheniusArrhenius方程计算活化能方程计算活化能E E)lnA38具体实验方法具体实验方法设计好实设计好实验温度与验温度与取样时间取样时间样品放入样品放入不同温度不同温度恒温水浴恒温水浴定时取样定时取样测浓度或测浓度或含量含量求各求各T T下下不同不同t t时时药物浓度药物浓度C C对对t t作图作图得反应级得反应级数数由斜率求由斜率求各温度速各温度速度常数度常数求出活化求出活化能能E E39例例题题:某某药药物物制制剂剂,在在4040、5050、6060、7070四四个个温温度度下下进进
18、行行加加速速实实验验,测测得得各各个个时时间间的的浓浓度度,确确定定为为一一级级反反应应,用用线线性性回回归归法法求出各温度的速度常数,结果见下表求出各温度的速度常数,结果见下表.将上述数据(将上述数据(lgk对对1/T)进行一元线性回归,)进行一元线性回归,得回归方程:得回归方程:lgk=-4765.98/T+10.64求:求:25时的时的k值和值和t0.9由由Arrhenius方程计算活化能方程计算活化能E(熟练掌握,熟练掌握,p73)40t/1/T103k105/h-1lgk405.1922.66-4.575505.0947.94-4.100605.00122.38-5.650702.9
19、1356.50-5.24841将将上上述述数数据据(lgk对对1/T)进进行行一一元元线线性性回回归归,得得回回归方程:归方程:lgk=-4765.98/T+10.64E=-(4765.98)2.3038.319=91309.77(J/mol)=91.31(kJ/mol)求求25时的时的klgk=-4765.98/298+10.64k25=4.43410-6h-1t0.9=年年lgk=-(E/2.303RT)+lgA42(1)温度的影响)温度的影响解决方法解决方法 有些产品在保证完全灭菌的前提下,可降有些产品在保证完全灭菌的前提下,可降低灭菌温度,缩短灭菌时间。低灭菌温度,缩短灭菌时间。对热特
20、别敏感的药物,对热特别敏感的药物,如某些抗生素、生物如某些抗生素、生物制品制品,设计合适的剂型,设计合适的剂型 生产中采取特殊的生产中采取特殊的工艺,如工艺,如冷冻干燥,无菌操作等,同时产品冷冻干燥,无菌操作等,同时产品要低温贮存。要低温贮存。43(2 2)光线的影响)光线的影响光是辐射能光是辐射能,可催化某些药物分子降解可催化某些药物分子降解,其速度与其速度与系统温度无关。易被光降解的物质叫系统温度无关。易被光降解的物质叫光敏感物质。光敏感物质。硝硝普普钠钠:强强效效速速效效降降压压药药,2%2%水水溶溶液液用用100 100 或或115 115 灭灭菌菌20 20 minmin,稳稳定定,
21、对对光光极极为为敏敏感感,阳阳光光下下照照射射10 10 min分分解解15.5%15.5%,颜颜色色开开始始变变化化,同时同时pHpH,室内光线条件下,本品半衰期为,室内光线条件下,本品半衰期为4 h4 h。44氯丙嗪、异丙嗪、核黄素、氢化可的松、氯丙嗪、异丙嗪、核黄素、氢化可的松、强的松、叶酸、维生素强的松、叶酸、维生素A A、B B、辅酶、辅酶Q10Q10、硝苯吡啶等硝苯吡啶等光敏感药物光敏感药物酚类和分子中有双键药物,一般对光敏感。酚类和分子中有双键药物,一般对光敏感。解决方法解决方法:避光操作,特殊包装避光操作,特殊包装棕色玻璃瓶包装或容器内衬垫黑纸棕色玻璃瓶包装或容器内衬垫黑纸45
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- 人卫版 药剂学 第七 第五 药物制剂 稳定性
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