溶出分析方法能够非常合理地预测药品体内行为,并且能够分辨出释药行为不同的处方。
第一个原型制剂F-1中(见2.2.1.4)含药微丸的包衣聚合物水平是理论值的25%。使用这一原型制剂F-1进行了实验性BE研究。在12例健康受试者中进行随机、单剂量、双向交叉研究,来比较原型制剂F-1和参照药品。表6显示了原型制剂F-1相对于参照药品的药代动力学参数的几何平均数比。 表6. 原型制剂F-1与参照药品的BE研究PK参数总结 原型制剂/参照药品比率 原型制剂F-1 AUC0-2 1.1 AUC2-24 1.21 AUC0-∞ 1.10 Cmax 1.32 原型制剂F-1和参照药品的血药浓度比较参见图4。 图4 口服参照药品(RLD)和原型制剂F-1后的血药浓度比较
参照药品显示了代表制剂速释和缓释部分的两相特征, 这在原型制剂F-1中并未观察到。这些数据提示,需要放慢原型制剂缓释包衣微丸的释放率以达到与参照药品的生物等效性。原型制剂F-1则被用于开发有预测性的溶出方法。
1.4.1 预测性溶出方法的开发
开发一个有预测性的溶出方法,应系统性地评估溶出介质pH值、转速,或每分钟沉浮数(dpm)(如适用),以及溶出介质体积的影响。溶出介质的离子强度应予以考虑但未作评估这是由于使用标准的USP缓冲液已开发出有预测性的溶出方法。 美国药典第二法(桨法)
在开发一个能够预测体内行为的、有分辨能力的溶出方法时,我们首先尝试了美国药典第二法(桨法),因为在早期处方开发阶段,采用这种方法测定参照药品时, 参照药品充分显示了如图2所示的特征。
溶出介质pH的影响
使用美国药典第二法(桨法),在50 rpm用900 mL不同介质,对原型制剂F-1和参照药品进行溶出测试,四种溶出介质是水、0.1 N盐酸溶液、pH 4.5磷酸缓冲液和pH 6.8磷酸缓冲液。获得的药物释放曲线表明,原型制剂F-1与参照药品的体外药物释放一致,参见图5。
图5. 使用美国药典第二法(桨法),在50 rpm用900 mL不同介质,原型制剂(F-1)和参照药品对比的体外释放特征
原型制剂F-1的药物释放曲线显示溶出与pH不相关的特点, 这一点类似于参照药品。鉴于原料药是高溶解性的(BCS I级),而且缓释聚合物对药物释放的影响也与pH无关,这一结果也在意料之中。
然而,结果也标明,基于美国药典第二法(桨法)的溶出检测方法不具有预测性。原因在于尽管原型制剂F-1在不同pH条件下表现出与参照药品几乎一致的药物释放曲线,但是在给健康志愿者服用时,与参照药品相比没有显示出生物等效性。由于pH 6.8的磷酸缓冲液常用于缓释药物的溶出,因此选择这种介质作为溶出介质。
溶出介质体积的影响
分别用900 mL、500 mL和250 mL pH 6.8磷酸盐缓冲液为介质,转速均为50 rpm条件下研究原型制剂F-1的药物释放行为。从图6很明显看到,三个不同体积条件下,溶出曲线相同。可见,药物Z的高溶解性使其在250 mL就表现出明显的漏槽现象。因此,使用美国药典第二法(桨法)时,改变溶出介质体积不能提高溶出实验的预测能力。
图6 原型制剂(F-1)体外释放对比,美国药典第二法(桨法)转速50 rpm,溶出介质体积分别为900 mL、500 mL、250 mL
转速的影响
也在25 rpm 900 mL pH 6.8磷酸缓冲液中研究过原型制剂F-1的药物释放。溶出过程中观察到溶出杯底部形成了严重的锥形水舌,并使得药物释放曲线变化非常大,参见图7。因此不应当使用25 rpm的转速。之前图5已显示50 rpm本身不能区分原型制剂F-1和参照药品,因此也不应使用更高的转速(>50 rpm)。
图7. 原型制剂(F-1)体外释放特征对比,美国药典第二法(桨法),转速25 rpm和50 rpm,900 mL溶出介质
对美国药典第二法(桨法)的实验方法的广泛评价得出结论,基于美国药典第二法(桨法)无法建立评估药品体内行为的有预测性的溶出度检测方法。
美国药典第一法(USP I)和第三法(USP III)的评价分别限于转速和每分钟沉浮数。对美国药典第二法(桨法)的评价表明,调整溶出介质的pH值和体积不足以使方法有预测性。 USP仪器1(转篮法)
在900 mL pH 6.8磷酸缓冲液中,转速分别为50、75和100 rpm,测试原型制剂F-1和参照药品的溶出。原型制剂F-1和参照药品在50和75 rpm时出现严重的水舌导致极度变化和24小时后都有药物不完全释放的情况,参见图8。在100 rpm 24小时后,两制剂仍然没有完全释放,但是具有同样的低变异性。这个结果显示,美国药典第一法(转篮法)不具备区分能力。
图8. 原型制剂(F-1)和参照药品的体外溶出特征对比 (美国药典第一法(转篮法),900mL溶出介质,100、75、50rpm)
美国药典第三法(往复圆筒法)
美国药典第三法的评价限于每分钟沉浮数。在250 mL pH 6.8磷酸缓冲液中,沉浮数为5和10 dpm情况下,测试了原型制剂F-1和参照药品的溶出。图9显示了药物的释放曲线。
图9. 原型制剂(F-1)和参照药品的体外溶出特征对比(USP 3型溶出仪,250 mL溶出介质,5 dpm、10 dpm)
这些结果显示,使用美国药典第三法在沉浮速率为5和10 dpm时,溶出方法具有区分能力。下一步应评估这两种条件是否能够合理预测药品的体内行为。 1.4.2 体内体外相互关系的建立
将原型制剂F-1的药代动力学曲线去卷积,得到体内药物释放分数。采用美国药典第三法在5 dpm和10 dpm条件下获得体外药物释放分数,将体内药物释放分数对体外药物释放分数作图。在5 dpm和10 dpm条件下所获得的体内体外相互关系,分别见图10和图11所示。
图10. 采用USP 3型溶出仪在5 dpm条件下所获得的原型制剂(F-1)的体内体外相互关系
图10清楚地表明,在5 dpm条件下测定的溶出度低估了原型制剂F-1的体内释药行为。体外药物释放分数总是低于体内药物释放分数,这表明溶出度条件过度识别。决定系数(R2)值为0.65,也表明对相关性的预测能力
差。参照药品的实验结果相似(R2 = 0.55未给出数据)。
图11给出了在10 dpm条件下,体内和体外药物释放分数之间具有良好的相关性,R2值为0.85。
图11. 采用USP 3型溶出仪在10 dpm条件下的原型制剂(F-1)的体内体外相互关系
该相关性可用来预测原型制剂和参照药品处方的体内行为,对于药代动力学参数,如Cmax、AUC0-2、AUC2-24和AUC0-∞,预测误差大约为10%。尽管原型制剂F-1的生物等效性研究归于失败,但就此开发出具有预测性的溶出度测试方法,即采用USP 3型溶出仪,在10 dpm条件下,250 mL pH 6.8磷酸盐缓冲液为溶出介质,并建立了体内体外相互关系。
采用新的溶出度测试方法重新评价了缓释(ER)包衣微丸开发的所有批次(批号1~12)。当采用新的溶出度测试方法时,发现原型制剂F-1的T20%、T50%和T80%值显著缩短。因此,需要调整处方理论聚合物包衣水平,以实现最佳的释放曲线。对缓释包衣微丸处方进行了进一步修改,开发了两个新的原型制剂,F-2和F-3,如2.2.1.4“处方开发”中所述,原型制剂F-2、 F-3中缓释微丸包衣分别使用30%和35%理论聚合物水平。
使用具有预测性的美国药典第三法的溶出度测试方法,获得了原型制剂F-2和F-3的体外药物释放曲线,并与最初的无区分能力的美国药典第二法(桨法)溶出度测试方法进行了比较,如图12所示是采用美国药典第三法的溶出度测试方法。理论聚合物包衣水平从25%(F-1)增加到30%(F-2),使F-2药物释放曲线与参照药品的药物释放曲线相似。但是,35%的理论聚合物包衣水平(F-3)却显示出较缓慢的药物释放曲线。