第五章药物制剂的稳定性课件.ppt
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1、第五章药物制剂的稳定性第1页,此课件共87页哦本章要求本章要求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第2页,此课件共87页哦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
2、物制剂稳定性的试验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第3页,此课件共87页哦5.1 5.1 概述概述l(1 1)化学稳定性)化学稳定性l(2 2)物理稳定性)物理稳定性l(3 3)生物学稳定性)生物学稳定性l(4 4)药效学稳定性)药效学稳定性l(5 5)毒理学稳定性)毒理学稳定性第4页,此课件共87页哦一、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性资保证产品质量,新药申请必须呈报有关稳定
3、性资料料 合理地进行剂型设计,提高制剂质量,保证药合理地进行剂型设计,提高制剂质量,保证药品疗效与安全,提高经济效益品疗效与安全,提高经济效益第5页,此课件共87页哦二、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。第
4、6页,此课件共87页哦第二节第二节 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反应级数反应级数多数药物及其制剂可按零级、一级、伪一级处多数药物及其制剂可按零级、一级、伪一级处理理(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第7页,此课件共87页哦1 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)二级反应第8页,此课件共87页哦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(t
5、1/2 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所需所需时间时间第9页,此课件共87页哦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,后一种方法,后一种方法比较准确、合理。方法比较准确、合理。第10页,此课件共87页哦第三节第三节 制剂中药物的化学稳
6、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第11页,此课件共87页哦一一.水解水解1.1.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、普鲁苯辛、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、华法阿托品、氢溴酸后马托品、硝酸毛果芸香碱、华法林钠林钠 p68第12页,此课件共87页哦2.2.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
7、素、头孢菌素类、巴比妥类、利多卡因、对乙酰氨基酚等。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。酰脲和内酰脲、酰肼类药物、肟类药物也能被水解。第13页,此课件共87页哦(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
8、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第14页,此课件共87页哦(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-氨氨苄青霉酰胺酸。苄青霉酰胺酸。NH2第15页,此课件共87页哦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第16页,此课件共87页哦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第17页,此课件共87页哦二二.氧化氧化药物的氧化过程与化学结构有关药
9、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、噻嗪类药物药物等易等易被氧化被氧化药物氧化后,不仅效价损失,而且可能产生颜色药物氧化后,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,甚至成为废品。或沉淀,严重影响药品的质量,甚至成为废品。第18页,此课件共87页哦1.1.酚类药物酚类药物第19页,此课件共87页哦维生素维生素C(抗坏血酸)抗坏血酸)2.2.烯醇类烯醇类去氢抗坏血酸去氢抗坏血酸第20页,此课件共87页哦维生素维生素C的氧化的氧化第21页,此课件共87页哦维维C的氧化的氧化第22页,此课件共87页哦5.5.其他类药物其他类
10、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第23页,此课件共87页哦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冬眠灵冬眠灵23第24页,此课件共87页哦第25页,此课件共87页哦三三.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:可分为外消旋化作用分为外消旋化作用(racemization)(racemization)和差向异和差向异构构(epimerization)(epimerization
11、)左旋肾上腺素水溶液在左旋肾上腺素水溶液在pH 4pH 4左右产生外消旋左右产生外消旋化作用,外消旋以后,只有化作用,外消旋以后,只有50%50%的活性。应选的活性。应选择适宜的择适宜的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。第26页,此课件共87页哦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辅料作用第27页,此课件共87页哦影响制剂中药物降解的因素影响制剂
12、中药物降解的因素1.pH值值2.酸碱催化酸碱催化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、处方因素第28页,此课件共87页哦1.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/碱碱第29页,此课件共87页哦2.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 catalysis
13、)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第30页,此课件共87页哦3.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的说明非水溶剂对易水解药物的稳定化作用稳定化作用。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,直线斜直线斜率将?在处方中采用率将?在处方中采用
14、低的溶剂将低的溶剂将?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?第31页,此课件共87页哦4.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,外推到,外推到=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 第32页,此课件共87页哦5.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
15、苯佐卡因易受碱催化水解,易受碱催化水解,5%SDS5%SDS溶液中,溶液中,3030 时时t t1/21/2增加到增加到1150min1150min(不加时则为(不加时则为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反而分解速度反而加快加快,如,如吐温吐温8080可使可使V VD D稳定性下降。稳定性下降。第33页,此课件共87页哦6.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、
16、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。第34页,此课件共87页哦润滑剂润滑剂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第35页,此课件共87页哦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
17、剂广义酸碱催化广义酸碱催化pH(一)(一)处方因处方因素素处方中的辅料处方中的辅料lgklgk0ZA ZB 0ZA ZB 0ZA ZB 0第36页,此课件共87页哦二、外界因素对药物制剂稳定性的影响二、外界因素对药物制剂稳定性的影响及解决方法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(如水各种降解途径(如水解、氧化等)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第37页,此课件共87页哦(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1
18、010 ,反应速度约增加,反应速度约增加2 24 4倍。倍。温度对于反应速度温度对于反应速度常数的影响,常数的影响,Arrhenius方程方程第38页,此课件共87页哦2 2.温度对反应速率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)lnA(熟练掌握,熟练掌握,p73)第39页,此课件共87页哦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
19、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 E第40页,此课件共87页哦例例题题: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
20、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)第41页,此课件共87页哦t/1/T103k105/h-1lgk405.1922.66-4.575505.0947.94-4.100605.00122.38-5.650702.91356.50-5.248第42页,此课件共87页哦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,得得回回归归方方程: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kl
21、gk=-4765.98/298+10.64k25=4.43410-6h-1t0.9=年年lgk=-(E/2.303RT)+lgA第43页,此课件共87页哦(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,可降低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。灭菌温度,缩短灭菌时间。对热特别敏感的药物,对热特别敏感的药物,如某些抗生素、生物制如某些抗生素、生物制品品,设计合适的剂型,设计合适的剂型 生产中采取特殊的工艺,生产中采取特殊的工艺,如如冷冻干燥,无菌操作等,同时产品要低温贮存。冷冻干燥,无菌操作等,同时产品要低温贮存。第44页,此课件共87页哦
22、(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,其速度与系统其速度与系统温度无关。易被光降解的物质叫温度无关。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,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,同同时时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。有人认为是由于硝普钠水溶液经光照后,先生
23、成激发态的硝普钠,然后再分解为水合铁氰化物和氧化氮。水合铁氰化物还进一步分解,最后产物是有毒的氢氰酸及普鲁 士 蓝、NO2-、NO3-等。第45页,此课件共87页哦氯丙嗪、异丙嗪、核黄素、氢化可的松、强氯丙嗪、异丙嗪、核黄素、氢化可的松、强的松、叶酸、维生素的松、叶酸、维生素A A、B B、辅酶、辅酶Q10Q10、硝苯、硝苯吡啶等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第46页,此课件共87页哦(3 3)空气(氧)的影响
24、)空气(氧)的影响大气中的氧进入制剂的主要途径:大气中的氧进入制剂的主要途径:氧在水中有一定溶解度。氧在水中有一定溶解度。药物容器空间空气中。药物容器空间空气中。解决方法解决方法:惰性气体驱出空气惰性气体驱出空气真空包装真空包装加抗氧剂加抗氧剂液体制剂:液体制剂:溶液中和容器空间充分溶液中和容器空间充分通惰性气体通惰性气体固体药物固体药物:除:除通惰性气体外,也可真空包装通惰性气体外,也可真空包装第47页,此课件共87页哦抗氧剂(抗氧剂(antioxidants)antioxidants)强还原剂强还原剂逐渐被消耗逐渐被消耗多水溶性多水溶性阻化剂阻化剂本身不消耗本身不消耗油溶性油溶性一些药物能
25、显著增强抗氧剂的效果,通常称为一些药物能显著增强抗氧剂的效果,通常称为协同剂协同剂(synergists),如枸橼酸、酒石酸、磷酸如枸橼酸、酒石酸、磷酸使用抗氧剂(包括协同剂)时,还应注意主使用抗氧剂(包括协同剂)时,还应注意主药是否与药是否与此发生相互作用此发生相互作用第48页,此课件共87页哦抗氧剂抗氧剂分子式(结构式)分子式(结构式)常用浓度常用浓度/%水溶性抗氧剂水溶性抗氧剂亚硫酸钠亚硫酸钠Na2SO3(碱性环境碱性环境)0.10.2亚硫酸氢钠亚硫酸氢钠NaHSO3(酸性环境酸性环境)0.10.2焦亚硫酸钠焦亚硫酸钠Na2S2O5(酸性环境酸性环境)0.10.2甲醛合亚硫酸甲醛合亚硫酸
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