药物分析杂志C h i nJP h a r mA n a l2 0 0 3 ，2 3 ( 增刊)1 2 3F i b e rO p t i cP r o b eD i s s o l u t i o nS y s t e m D i s s o l u t i o nT e c h n o l o g i e s ，2 0 0 1 ；1 1 ：1 87K e v i nB ，K u r tR ，A b eK ，e ta l ，I nS i t uF i b e r O p t i c B a s e e dS p e c t r o m e t r i cM e a s u r e m e n tf o rU S PD i s s o l u t i o nT e s t D i s s o l u t i o nT e c h n o l o g i e s 。2 0 0 1 ；2 2 ：1 3 28 李伟、陈坚、相秉仁等，基于荧光猝灭原理的光纤化学传感器定量分析模型的建立与应用，化学学报，2 0 0 1 ；5 9 ( I ) ：1 0 9 1 1 49W e iL i ，J i a nC h e n ，B i n g r o nX i a n g ，e ta l ，S i m u l t a n e o u so n l i n ed i s s o l u t i o nm o n i t o r i n go fm u l t i e o m p o n e n ts o l i dp r e p a r a t i o n sc o n t a i n i n gv i t a m i n sB 1 ，B 2a n d1 1 6b yaf i b e r o p t i cs e n s o rs y s t e m ，A n a l C h i m A c t a ，2 0 0 0 ；4 0 8 ：3 9 4 7 ( S C I )明胶硬胶囊的交联反应和溶出许红胡斌( 苏州胶囊有限公司2 1 5 0 2 1 )1 概述在生产和存放过程中，由于各种因素的作用，明胶硬胶囊制剂因为胶囊壳发生了一定程度的交联，导致体外溶出测试结果不符合要求；但却不明显影响其体内的生物药效率。一些科学家，研究了明胶的交联化学；证实了一些引起交联的因素；并根据理论和研究结果，对明胶硬胶囊制剂的溶出测试方法进行了改进以更好地表征其体内溶出状况。2 明胶交联化学和影响明胶硬胶囊交联的因素明胶可通过石灰水解动物骨和皮( B 型，等电点为4 75 3 ) 或酸解动物皮( A 型，等电点为6 0 8 0 ) 制得。明胶硬胶囊通常是由A 型和B 型混合明胶制成。明胶含赖氨酸4 1 ，精氨酸8 5 。明胶分子的反应性来自于其所含的氨基酸。其中赖氨酸在明胶交联中起了关键的作用。明胶分子的交联并未被完全认识，可能是由一个或几个化学反应所造成的。在湿、热和空气( 氧) 存在下，明胶中由赖氨酸衍生的s 一氨基基团可和粘性溶液中的醛官能团反应，先形成亚胺或羟甲基胺官能团。后者能进一步反应形成似锁链赖氨素的交联，或在葡萄糖、醛糖存在下，经过重排反应形成酮糖，酮糖与剩余赖氨酸反应形成交联的明胶。精氨酸和赖氨酸在高甲醛含量( 0 5 ) 的1 2 的明胶溶液中，参与典型的硬化明胶的反应。在高湿条件下，装有二氢氯噻等药物的明胶胶囊发生交联。交联形成在溶出试验中表现为橡胶质的胀大的水不溶膜。此水不溶明胶膜阻止药物的释放。水分作用的机理可能是间接催化形成亚胺，它是交联反应的首个中间体。比如乳糖，是一种药物辅剂，它含有微量的稳定剂四氮六甲圜，在湿性环境中分解，产生氨和甲醛。甲醛和明胶中的赖氨酸反应形成亚胺，亚胺又能进行各种交联反应。在醛存在下明胶增重，这很可能是由于它参与了明胶多肽链间的交联。此一现象已被利用：在高含量甲醛中，制备经得起胃液的肠溶胶囊。甲醛是造成明胶胶囊不溶的主要的交联剂，它可和明胶中赖氨酸上的一氨基和精氨酸上的胍基反应。除了甲醛，其他醛也使得用明胶胶囊充填的药剂产生问题。例如，有报道，装在有人造纤维的瓶中的胶囊，在4 0 ，1 8 7 5 R H 条件下放置2 个月后，体外溶出能力降低。这是人造纤维中含有的糠醛在起作用。糠醛与明胶快速反应，形成交联不溶物。紫外光对明胶胶囊的影响也进行了研究。用充填了二氢氯噻等三种药物的，含有各种色素的胶囊进行了试验。发现强紫外光或可见光照射引起明胶变化，导致体外溶出速度变慢。在高湿下的光照效应尤其显著。总之，含有色素，高湿和长期光照诸条件分别或协同作用，改变明胶胶囊的崩解，从而增加胶囊制剂的体外溶出时间。3 明胶硬胶囊的交联与其制剂的溶出和体内生物药效率的研究情况许多药物胶囊制剂，如氯霉素、四环素、呋喃妥英等水不溶或相对水可溶等药物在高湿条件放置引起体外溶出改变。久贮胶囊体外崩解变差影响药物溶出这一点大家都已知道。久贮，受环境和辅料的影响，造成明胶胶囊壳的交联，此种现象在这里称之为“陈化“。人为造成此种效果的方法已经被研究出来。方法是将胶囊壳与甲醛处理过的乳糖放在一起，并通过溶出测试，确定其陈化的程度。在确定久贮效应对胶囊制剂的生物药效率或临床效用的影响上，科学家们进行了许多研究。近些年来，在体外溶出测试方法上也进行了许多研究，以更好地表征陈化胶囊的体内表现。明胶硬胶囊交联对药物分子溶出的阻碍作用可通过胃液素或胰液素来减弱。胃液的p H 值1 2 ，主要含有胃液素，是在酸性条件下作用的肽链内切酶，可将缩氨酸裂解。类似地，胰液素含蛋白酶胰岛素，也是一种肽链内切酶，在中性p H 条件下作用，裂解赖氨酸和精氨酸上的羧基，水解明胶中特征性的缩氨酸链，从而释放所包容的药物。陈化至f a i l p a s s 程度的对乙酰氨基酚胶囊在水及模拟 胃液( S G F ) 中的溶出不能达到U S P 要求。但在胃的酸性环境中，胶囊也和胃蛋白酶接触。在S G F 中加入胃蛋白酶1 2 4药物分析杂志C h i nJP h a n nA n a l2 0 0 3 ，2 3 ( 增刊)后，溶出即符合要求。陈化至f a i l f a i l 程度的对乙酰氨基酚胶囊在水、S G F 中及加了胃蛋白酶的S G F 中试验均不能达到U S P 溶出要求。用这些对乙酰氨基酚胶囊进行生物等效性研究时发现，中度陈化( f a i l p a s s ) 胶囊与未陈化胶囊生物等效，而深度陈化( f a i l f a i l ) 胶囊与未陈化胶囊生物不等效。因此，当明胶硬胶囊由于交联在水或酸中溶出不符合标准要求时，在介质中加用酶这一观念应可接受。在溶出介质中加入胃肠消化酶，可更好地模拟口服胶囊在胃肠道的生理环境。一些研究表明，明胶硬胶囊制剂存放4 8 个月后明胶壳的在体外测试中表现出的部分不溶现象并未在体内发生。更特别的是，他们观察到，当在室温下存放4 8 个月的四环素胶囊的在不含酶的介质中体外溶出速度减少的同时，它的体内生物药效率与对照样品并元差异。观察三水合氨苄青霉素胶囊得到同样的结果。在室温下存放4 2 个月的三水合氨苄青霉素胶囊溶出5 0 所需的时间相对于新充填胶囊的明显增加。而两批的生物药效率相当，并且在有6 人的临床试验中表现出生物等效性。辉瑞公司胶囊部的研究人员对辅料中的甲醛对退热净明胶硬胶囊的溶出速度的影响进行了研究。将乳糖粉末置于甲醛氛中，再精确测定乳糖中的甲醛含量。用纯净的乳糖稀释上述经处理和测定了的乳糖，可得到所需甲醛含量的乳糖( 2 2 和4 1 p p m ) 。用所得到的含确定浓度甲醛的乳糖充填1 # 透明和白色的明胶硬胶囊，称重，放在玻璃瓶中，在5 0 。C 下放置7 天。之后，倒空胶囊，重新充填退热净药剂。用去离子水和模拟胃液作为溶出介质进行溶出试验。与未陈化的对照胶囊相比，装过含2 2 和4 1 p p m 甲醛乳糖的胶囊溶出速度明显减慢。然而，用陈化胶囊充填的药物胶囊在模拟胃液中的溶出情况与未陈化胶囊的几乎一样。这些观察结果强烈地提示我们，明胶硬胶囊的溶出测试应在胃肠酶的存在下进行。在生物等效性确定的情况下，常规的药物代谢动力学研究可视作为一比较中度陈化和未陈化胶囊的钝的仪器。有一种不影响样品的图像技术一伽马闪烁扫描法，它可呈现实时可见的实际释放过程，可不管其内容物而评定明胶胶囊壳在体内的表现。此研究可考察明胶的交联是否真正影响胶囊在体内的崩解。有一个在9 名健康的男性和不怀孕的女性志愿者中进行的单纯的和随机的交叉试验。每一试验志愿者用2 0 0 m L 水服用中度陈化( f a i l p a s s )或未陈化( p a s s p a s s ) 的对乙酰氨基酚胶囊。试验者站在照相机前，每分钟记录图像直至观察到胶囊的完全崩解。体内胶囊状况的动态图像直观地表现了崩解过程。I C D( 胶囊初崩) 定义为检测到放射性标记物质从胶囊释放迹象所需的时间( 分钟) ，完全崩解定义为所有的标记物质在胃肠道分散，无明显核心存在所需的时间( 分钟) 。结果和讨论在不含胃蛋白酶的S G F 中，中度交联的胶囊的药物( 对乙酰氨基酚) 释放明显低于未陈化的样品。加入胃蛋白酶后，体外溶出程度提高，陈化胶囊也达到标准要求。未陈化胶囊体内崩解的开始时间为8 2 分钟( 5 1 1分钟) ，完全崩解发生在1 2 3 分钟( 5 1 5 分钟) 。初始崩解后，内容物完全释放在4 3 分钟( 0 9 分钟) 后。本研究的发现和其他闪烁扫描法的研究所了解的崩解情况非常一致。中度陈化胶囊体内崩解的开始时间为1 0 6 分钟( 6 2 4 分钟) ，观察到完全崩解发生在1 5 士6 分钟( 9 2 6 分钟) 。初始崩解后至内容物完全释放的完全崩解的时间也是非常快的，在5 4 分钟( 2 1 1 分钟) 。采用直观的伽马闪烁扫描法的研究结果清楚表明，中度陈化和未陈化胶囊的体内崩解性能无差别。因此，传统U S P 溶出试验中的体外测试中形成膜的情况在人体内胃肠道中并非如此；所以采用二种溶出测试方法，用胃蛋白酶是完全应当的。 4 结论一般来说，药剂的特性是由一系列的因素决定的，如药物本身的特性，辅料，包装形态，受到的存放条件的影响等。在研究药剂溶出问题的时候，每一方面都要仔细地考虑。正如上面所提到的，壳崩解问题可以由明胶壳和壳内的其他化合物相互作用而造成。这些反应应和药物一胶囊壁的反应区别开来。例如可以通过陈化产品，再将明胶壳单独测试来考察测试明胶和充填物料的反应。另外，可在明胶硬胶囊陈化后，倒空重新充填新鲜药剂。在第二次充填后的溶出测试可揭示出可能存在的胶囊和充填物反应的影响。胶囊和辅料相互作用的经典例子是含甲醛的辅料，有灵敏的测试方法可测甲醛含量。所有口服药剂都有以体外测试来预知它们的体内性能这一考虑。从以上讨论中，对于明胶硬胶囊制剂，目前的存放一陈化胶囊的体外溶出测试一般会低估其体内溶出速度。因此，当选择体外溶出和存放稳定性测试方法时，需要仔细地设计和计划。对于含明胶的药剂，体外溶出测试无消化酶是一个重大的缺陷，会由于明胶外壳而得出不真实的坏结果。实际上，先前就有这样的疑问提出：在无酶介质中进行明胶胶囊充填药物的溶出反应是否可得到对了解体内表现有意义的结果。另外，模仿长期存放的试验，采用高温，高湿条件，尽管必要，但如未经验证，却也可误导结果。这些条件可引发明胶壳内或明胶壳与内容物间在低温下一般不会发生的反应。在这种关系中，必须注意明胶壳的起始水含量或明胶配方要准确测定。明胶制剂的水分的丧失可能会对其中的药物的溶出表现有严重的不利影响。 5 总结对明胶制剂的优点和局限性进行了充分表述。最近的药物分析杂志C h i nJP h a r mA n a l2 0 0 3 ，2 3 ( 增刊)1 2 5文献倾向于认为，尽管陈化胶囊存在交联现象，可导致体外溶出表现的明显改变，但它们所包裹的药物的生物药效率仍保持不变，和新鲜包装的胶囊相当。考