July 23, 2015

Pharmaceuticals

pharmaceutical pills

 

 

フォーミュラーは、製剤開発や品質モニタリングなどの医薬アプリケーションで Acorn Areaを使用することで、薬物動態、化学的および物理的安定性などの製剤特性を最適化すると同時に、所定の剤形に対して最もコスト効率の高い製造戦略を使用します。湿潤粒子表面の性質と程度を完全に理解することで開発者はこれらの各カテゴリーで製品性能を最適化し、製造中に製品品質を監視することができます。

古風な技術に対応して…

Acorn Areaの出現までは、医薬品中に分散した粒子サイズの測定は簡単ではありませんでした。サイズ測定は、非常に希釈された条件に制約され粒子表面の化学的性質には無関係であり同等の球形の直径しか報告されず、粒度分布における最小の画分に対してあまり敏感ではありませんでした。薬剤製品の粒子サイズを減少させることは、バイオアベイラビリティの増加と相関しています。しかし、重要なことに、粒子サイズを小さくすると、比表面積対体積比が著しく増加します。これは、粒子表面への化学物質および他の部分の吸着だけでなく、懸濁レオロジー、コーティング、付着などのシステム特性にも粒子間の相互作用にも劇的に影響します。これまでの製品性能上の粒子表面の重要性にもかかわらず粒子表面積測定では、粒子が液体薬剤製品から最初に分離され、実行するのが非常に面倒でした。これらの結果は、液体医薬品中に懸濁したAPI粒子の挙動との関連性はほとんどありません。

増加したAPI粒子表面積は、腸内環境における薬物APIのより迅速な溶解を可能にします。Noyes-Whitney(ネルンスト-ノイエス-ホイットニー)の式は、薬物APIの溶解速度が表面積にどのように直接関係しているかを示しています。低い薬物活性バイオアベイラビリティは、非効率的な治療、より高いコストおよび有毒な副作用のリスクをもたらし得ます。特にナノ粒子材料では、それが表面積であり毒性学的相互作用を制御する測定基準であり粒子サイズではないという裏付けとなっています。 したがって、分散した(または濡れた)表面積は、薬物製品性能の重要な指標となり得ます。

精度に関する事項

粒子の形状と表面の不規則性および多孔性は必然的に、真の値とは著しく異なる粒子サイズ測定からの表面積の推定値につながることは周知です。 シリカなどの球状の単分散粒子では定量可能ですが、APIなどの不規則粒子では定量できません。 したがって、粒子サイズ測定からの表面積の間接的な推定は、誤っていないとしても、バイオアベイラビリティに関する仮定などを誤解させる可能性があります。明らかに、直接測定された表面積はより関連性の高い値になります。

難水溶性のAPIは、正確に分散され安定化されなければならない。またはその後の懸濁液は、不十分または非常に可変の速度、程度の薬物吸着に苦悩する可能性があります。特に「ナノ粒子」API製剤および薬物送達プラットフォームの設計における新しいアプローチは、製造から製品へ進むにつれて精巧な安定化を必要とします。これらの多成分系の各々の最適な安定性を得ることは重大な問題を提起します。非常に頻繁に水溶性中性ポリマーは、粒子上に界面活性剤とその吸着と組み合わせて使用された安定したホモ、およびヘテロ分散液の製造に重要です。

アコースティックエリアの測定は、上記の課題のタイプに答えるために使用できます。例えば、粒子表面に吸着された種の分子運動は、粒子表面の敏感なプローブとして使用することができます。 NMR緩和測定は、利用可能な表面の程度に敏感であり粒子サイズ(分布)、または形状とは無関係に液体中に分散した粒子の表面積を直接測定するために使用することができます。 懸濁液は、さらなる調製または希釈なしに非侵襲的にそれらの天然状態で測定することができ、時間をかけてサスペンションを監視することができます。 従って、加速された老化の影響を測定するため、例えば、ICHガイドラインの下でAPI製剤を研究することができます。

さらに、ある部分が界面で吸収すると、緩和時間が変化します。これの一つの重要な結果は、界面で高分子電解質、高分子および界面活性剤の競争吸着および変位を検討することができます。 特に、Acorn Areaのフロースルーオプションを使用して、吸着種の「最適なカバレッジ」を決定し、それを例えば固形分濃度の変化と相関させることは簡単です。

懸濁液の調製には、分散および凝縮の2つの基本的な手順があります。前者では、「トップダウン」法と呼ばれ、1つの相は、様々なタイプの製粉機を使用して粉砕および摩擦によって別の相に「分散」されます。平均粒子サイズは非常に小さくすることができるが、PSDは通常広いです。巨大な固体物質の過剰磨砕、又は製剤中の過度の機械的磨耗の影響は、「ペナルティー」をもたらし、これに対する製品性能の順序は重要です。Acorn Areaを使用したNMR緩和測定は迅速であり、APIミリングプロセスは事実上リアルタイムで研究することができます。

「ボトムアップ」法と呼ばれる凝縮の場合、個々の分子が結合して凝集体を形成する条件(分子溶液からスタート)が作成されます。ここで得られるPSDは非常に狭く、例外的に低い多分散性に近づくことができるが、十分に安定化されない限りこれらの分散液はオストワルド熟成の対象となります。このような分散状態の変化は、Acorn Areaの「タイムモード」機能を用いて監視することができます。

「ナノサイズ」のAPIの作成は、典型的な微粉化された薬物製品で得られないさらなる利点を提供するため、薬物材料のナノ粒子懸濁液の製造およびナノテクノロジーに基づく再構成の開発のため研究が行われています。ナノテクノロジーベースの薬物送達アプローチが商業的に成功した理由は、改善された生物学的性能とコンプライアンスに起因する可能性があり、その結果、特許可能な技術が誕生するかもしれない、これは投資家の重要な基準です。

ナノ粒子のキャラクタリゼーションは、その能動的性質だけでなく利用可能な技術(粒子サイジングなど)の制限と要件のためには困難であす。Acorn Areaは、API粒子、液体界面の範囲だけでなく、その界面における化学平衡も研究するユニークな機会を提供できます。

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