第二十七篇：噴霧干燥可提高藥物的生物藥效率

       近來,對于許多定量給藥的藥物來說，將藥效好但溶解性差的藥物制成可控釋放藥物及提高藥物的生物藥效率變得極其重要。本文著重介紹使用噴霧干燥技術來生產可控釋放及/或高藥物生物藥效率的產品，主要產品包括納米顆粒、微包埋、固體無定形分散和干乳液。

       由于具有非常大的產品顆粒比表面積和極高的熱交換系數,所以噴霧干燥是一種非常快速的干燥方式。巨大的產品顆粒比表面積同時也使得干燥可以在適中至較低的溫度環境中進行。快速干燥及適中的溫度使得噴霧干燥可用于熱敏性物料。快速干燥及伴隨著的物料的快速穩定性使得噴霧干燥非常適合包埋和生產干乳液或無定形物料。顆粒工程的可能性也包括粉末性能特性,如顆粒的空氣動力學尺寸、顆粒的幾何尺寸、顆粒尺寸分布和粉末流動特性。

       納米顆粒的噴霧干燥包括干燥懸浮在適當的液體(如水)中的納米顆粒。經過噴霧干燥，原始顆粒可以得到保護并且同時得到新的比較理想的粉末性能。即粉末具有良好的流動性能并且降低產生粉塵的趨勢或具有良好粉末流動性能及較小的空氣動力學顆粒尺寸。

       微包埋可以通過使用噴霧干燥和噴霧凝結工藝來實現。用于噴霧干燥微包埋的物料是一種藥物以懸浮或溶解的形態存在于包材中的液體。合適的溶劑可以是水、酒精、丙酮等。另外一種可替代的方式是噴霧凝結,此時包材溶液被更換為包材的融化液。通過噴霧干燥或噴霧凝結,顆粒尺寸可以被非常容易地更改到適合調試的可控釋放的形態并得到其他理想的粉末性能。

       干乳液是微包埋技術的一種變化。在干乳液中,需要包埋的是微液滴,即含油溶性藥物的油溶液。需要通過噴霧干燥來生產干乳液的物料是一種包含了已溶解了的固體載體的乳液。噴霧干燥后的干乳液可以通過重新組合來保持原始液滴尺寸以提高藥物的生物藥效率,同時得到其他理想的粉末特性。

       固體無定型分散劑/溶液可通過使用噴霧干燥來實現。用于生產固體無定型分散劑的物料由藥物和含穩定材料的合適的溶劑所組成。合適的溶劑包括酒精、丙酮、二氯甲烷等。噴霧干燥的固體無定型分散劑可以提高藥物的生物藥效率和增強藥物的穩定性,同時得到其他理想的粉末特性,如粉末的流動性能和直接壓片性能。

      干燥

       當藥物表現為熱塑性，并對溶劑具有高親和性時都將導致產品難以被干燥。對于溶劑親和性高的藥物來說,對于某個確定的產品中殘余溶劑含量水平,會要求更高的干燥溫度或更低的排氣中的溶劑蒸汽含量,特別對于那些同時具有熱塑性的產品來說是一個相當大的挑戰。對于那些表現為熱塑性并且具有較低轉換溫度的藥物來說,干燥的有效溫度范圍是相當有限的。兩個矛盾的因素決定了有限溫度范圍:產品溫度必須足夠低,以保證產品的穩定性和不發生粘結；同時，干燥溫度必須足夠高，以便在物料液滴/顆粒碰撞干燥塔壁以前的有效時間內干燥物料。更糟的是物料中的溶劑表現為象一種增塑劑,降低了產品的允許溫度。錯誤的干燥條件會由于塔壁積料而導致非常低的獲得率,過低和過高的干燥溫度都會導致這種結果。

       對于噴霧干燥來說，區分干燥器進口溫度、產品溫度、干燥溫度和干燥器出口溫度是相當重要的。在一個設計良好的同流式噴霧干燥器中,干燥溫度和干燥器出口溫度是相同的。

由于產品中溶劑的蒸發,產品溫度會低于干燥器出口溫度,通常為5～20℃。

       顆粒的干燥首先是由噴霧干燥器的出口溫度和噴霧干燥器排氣中的溶劑蒸汽含量來決定。較高的噴霧干燥器出口溫度或較低的噴霧干燥器排氣的溶劑蒸汽含量都將影響產品的干燥。對于一個固定的噴霧干燥器的出口溫度和干燥氣體流量來說,降低干燥器進口溫度將導致進料量的下降,蒸發量的下降,噴霧干燥器排氣的溶劑蒸汽含量的下降。所以，必須非常仔細地來平衡噴霧干燥的參數,通常可以從一個機會窗中找到答案。

       噴霧干燥機會窗可能會允許干燥在一個高獲得率的狀態下進行,但可能會同時導致^終產品無法滿足殘留溶劑含量水平的要求。對于許多產品來說,有效干燥時間更加重要。當產品中殘留的溶劑擴散受到約束時,單級干燥器不能進行有效的干燥,在許多時候必須增加額外的干燥段。

       有些藥物所表現出的熱塑性將導致其不適合在傳統的噴霧干燥器中進行干燥。這樣，低壓噴霧干燥可以是一種選擇。噴霧干燥器工作在0.5～0.7bar時,允許明顯降低干燥溫度。

      干燥器形式

       PSD的原理是設計一系列具有相似性能而不同產量的設備,批次可從幾克到幾噸的粉末。性能一致的PSD設備使得從早期開發到^終規模化生產的比例放大過程可以得到順利實現。PSD設備是由許多模塊組合在一起,用于滿足特定的要求,而與操作溫度、操作壓力、溶劑、產量或其他因素無關。因此，相同產量的干燥器在設計、配置和物理尺寸上可能是完全不同的。PSD干燥器是設計用于使用熱空氣或當干燥非水基物料時用氮氣作為干燥氣體(消除燃燒的危險性)的。它們可以用于干燥品種廣泛的基于丙酮、二氯甲烷、酒精和其他有機溶劑。當采用有機溶劑和氮氣時,干燥器通常是工作在一個閉式循環系統中，來盡量減少氮氣的損耗和避免有機溶劑的揮發泄漏。

      總結

       通過謹慎地選擇操作參數,表現為熱塑性和溶劑親和性的藥物是可以用噴霧干燥來生產的。對于包埋、干乳液或具可控緩釋性能的無定型物料和/或提高生物藥效率的藥物的生產來說,噴霧干燥具有無可比擬的優勢。