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干货!一文了解制药过程中晶癖对制剂的影响

日期: 2021-09-03
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干货!一文了解制药过程中晶癖对制剂的影响


通常,结晶的外观形态被称为晶癖,也叫晶习,有针状、层状、棒状、棱状和块状等。

由于外界结晶条件的影响,导致某些晶面的优先生长或者对不同晶面生长的抑制,使结晶的分子不能均匀到达不同的结晶面,产生不同的外观形状,即晶癖。因此会出现不同的晶型具有相同的晶癖或相同的晶型具有不同的晶癖。


此外,生长速率取决于杂质分布、温度、溶剂、混合和过饱和度,并且对于每一个晶面的重要性都会不同。因此,这些变量的任何改变都可能导致晶癖的不同。在结晶过程中,加入添加物可以促进或抑制结晶生长,少量添加物还可以通过和特定结晶面结合的方式改变结晶的晶癖。

 

干货!一文了解制药过程中晶癖对制剂的影响

图:部分不同的晶癖

 

 

晶癖

影响晶癖的因素?


晶体的形状可以通过改变结晶工艺参数来制备,包括冷却和搅拌速率、结晶溶剂以及助溶剂或添加剂的加入。影响晶癖的因素一般有:过饱和度、冷却速度、搅拌速度、溶剂和结晶溶剂性质、杂质等。晶癖的可压性、流动性等对于片剂加工性能有着密切的关系。

 

针对晶癖的研究有助于保持原料药的性质,确保制剂批次间的性能稳定。

 


晶癖

对制剂有哪些影响?


结晶的表面形状不同,溶出速度也不同。同时,药物的晶癖对药物(特别是混悬剂)的稳定性有很大影响,比如对称的圆柱状碳酸钙比不对称的针状碳酸钙微粒的混悬剂稳定,后者静置下沉后易结成饼块,而前者沉降后不结块。此外,重要的是要认识到药物的不同晶体形状不一定具有不同的物理特性,例如熔点、溶解度和溶解速率。

 

晶体习性也会影响稳定性、流动性、悬浮性、堆积、密度、压实度等。因此,通过改变药物的晶体习性来优化晶体特性似乎是一种改变药物生物利用度的替代方法。每个表面的相对生长速度决定了晶体的整体形状。晶体表面的生长速度受结构相关因素的组合控制,例如位错和分子间键,以及外部因素(如溶剂、搅拌速度、添加剂、温度)等。

 


晶癖

晶癖的研究方法


研究晶癖的方法一般是电子显微镜或PXRD。在显微镜下,可以清晰观察到晶体的形状,通过PXRD检测可以确证其属于某种晶型。不同晶型药物可以有相同的晶习,相同的晶型药物亦可呈现不同的晶习。

 


晶癖

如何控制晶体形状


晶癖可以通过生长条件的影响来进行控制。决定晶体习性的其他因素是溶剂和待结晶材料的杂质分布。实际应用中可以通过调节结晶条件如溶剂、温度、过饱和度、冷却速度和搅拌速度等来改变生长速度。经验表明,当通过控制结晶条件改变的生长速度时, 制备了替格瑞洛晶型II的不同纵横比的针状晶体和片状晶体[1]。糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等或其它表面活性物质可以改变晶体成长的晶癖,抑制针状晶体的生成和成长。


实验证明,过饱和程度增加,则结晶容易从颗粒状变成针状结晶。温度影响晶癖,主要是由于影响了过饱和程度所致。


此外,还可以通过对药物晶型结构的研究,利用各种实验数据得到各晶面相对生长速率,辅助确认及预测所得晶癖的形状。在考察控制生产工艺以保证药品质量方面,晶癖具有非常重要的意义。如何控制这些条件以获得适宜的晶癖,也值得相关制药人员进行研究。

 

 

小结



对于小分子化药而言,尽管原料药具有相同的晶体结构,但它们的溶解速率却有显着差异,可能是由于晶癖表面的各向异性和暴露于溶剂的晶面数量的不同所致。特别是对于溶解度较差的BCS II和IV类药物,此时可以考察下晶癖及粒度的影响。在不改变其多态性的情况下改变晶体的表面形状似乎为提高药物的溶解度、改善药物的生物利用度提供了一种很好的方法。

 

参考文献

[1]Ren Y, Shen J, Yu K, Phan CU, Chen G, Liu J, Hu X, Feng J. Impact of Crystal Habit on Solubility of Ticagrelor. Crystals. 2019; 9(11):556. https://doi.org/10.3390/cryst9110556



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