药物结晶工艺的考察与粒径的控制文献综述

 2023-02-05 08:02

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1、文献综述:

辅酶Q10广泛存在于动植物和微生物等生物体内,也是人体内一种重要的内源性营养物质,其对人体健康有着至关重要的作用。辅酶Q10在线粒体呼吸链质子移位及电子传递中有着重要作用[1],是细胞代谢和呼吸的激活剂,能够清除自由基,抗氧化应激,增强心脏功能,提高机体免疫能力等。且随着年龄的增长,机体内产生的辅酶Q10的量逐渐减少,难以发挥原有的生物效应,需要必要的外界补充,所以引起了越来越多研究者的关注。

由于辅酶Q10在氧化应激中的强大作用,在与氧化应激有关的疾病中有着良好的应用潜力。研究者进行了大量的动物实验,揭示了辅酶Q10可消除长期服用阿拉伯茶的不良反应[2],保护肝肾。静脉注射辅酶Q10可能有着潜在的神经保护作用,有望适用于缺血性疾病的急性发作[3]。此外,与其他药物联用时,辅酶Q10能够抑制癌细胞的迁移[4],在黑色素瘤的治疗中有良好的辅助作用。在治疗糖尿病肾病(DKD)也有着应用前景[5]。 目前辅酶Q10临床多用于治疗多种心血管疾病如充血性心力衰竭、冠心病、高血压、心律失常等,以及治疗帕金森神经退行性疾病和延缓皮肤衰老等[6]。如,邱荣鹤等对患有扩张性心肌炎和急性心力衰竭,并伴有长期吸烟喝酒史的危险病人,使用辅酶Q10增强心脏能量供应[7]

辅酶Q10,又名泛醌,维生素Q10,分子式为C59H90O4,分子量为863.36,为黄色至橙黄色结晶性粉末,无臭无味[8]。如上图所示为辅酶Q10结构式,其分子中含有醌式结构,碳碳双键,遇光易分解。为脂溶性醌类物质,具有长长的类异戊二烯链,在水中不溶,在乙醇中极微溶,在丙酮中溶解,在正己烷中易溶。由此可知辅酶Q10目前仍存在的问题有:一是水溶性差,口服生物利用度不高;二是稳定性差,遇空气、光线等易氧化易分解。对此国内外研究者就辅酶Q10进行了广泛的制剂研究。

Ldia Bofill等[9]研究了以羟基酸和酚为配体的CoQ共晶,期望能将配体的抗氧化能力转移给泛醌,增强辅酶Q10的稳定性;Banshoya K等[10]将聚乙二醇单硬脂酸脂与辅酶Q10组装成胶束,不仅提高了药物溶解性,获得了一种可注射用的水溶性配方,而且延长了血液循环时间,增强抗氧化应激能力;Yu Wang等[11]以辅酶Q10为模型药物,制备了改性的耐冻融的乳剂,提高辅酶Q10乳状液的稳定性;Li YL[12]制备了辅酶Q10冻干乳,使用了较少的增溶辅料吐温80,安全性更好,稳定性更高;Gu CH[13]制备了一种辅酶Q10静脉注射亚微乳,将药物包载于油相中大大提高了药物溶解性能,改善药物稳定性,并且具有亚微乳的优势,如对心,脑等重要器官靶向。

虽然国内外研究者对辅酶Q10进行了较多新制剂的研究,但是国内目前上市产品仍以片剂,胶囊,注射剂等传统剂型为主。根据国家药品监督管理局药品审议中心(CDE)数据显示,目前国内有关辅酶Q10上市产品85个,12个为2ml小针注射液,1个为250ml氯化钠注射液,其余均为片剂,胶囊等固体制剂,且胶囊制剂较多,可能与胶囊具有一定避光性能有关,并未有新型制剂上市。且辅酶Q10分子量大,水溶性差,口服生物利用度不高,较固体制剂而言注射剂直接注入血液循环,生物利用度好,具有起效迅速,剂量准确,可用于急救的强大优势,故注射剂的研究有着广阔前景。辅酶Q10注射液虽已成功制备并有已上市产品,但又存在两个问题,一是溶解度低,长时间放置后易析出雾黄色结晶[14],二是见光易分解,含量下降等问题。其中见光易分解问题,可通过避光制备,避光保存解决。析晶问题虽然有文献指出可通过二次加热解决,但二次加热又存在一些问题比如加热条件不定,操作人员多为非专业人员,不确定是否会造成药物分解等,是否对人体有危害,因此能否通过其他手段解决析晶问题具有一定的研究价值。

注射液长期放置后逐渐析出晶体是一个较普遍的问题。主要原因为溶液过饱和和外部晶核的引入。对此,可尝试解决的方法有添加增溶剂、助溶剂、潜溶剂、调节pH、减小原料药的粒径等[15],增加药物溶解度,从内部减少溶液结晶的动力。完善工艺制备过程[16]如灭菌后冷却时间,活性炭的使用量等,以及使用合理的包装材料[17],减少微小颗粒的产生和外部异物的进入,延缓注射液的析晶情况。

2、实验创新性:

实验内容着眼于解决辅酶Q10注射剂的析晶问题,期望能通过处方工艺优化,提高辅酶Q10的溶解性。本次实验的创新点如下:

①使用新型注射用增溶乳化剂Kolliphor HS15,其对各种结构的化学药物均显示较强的增溶能力,且溶血性和血管刺激性更小,安全性好;

②使用混合增溶剂,发挥增溶剂间的协同作用,以更少量的增溶剂达到更好的增溶效果;

③尝试研究注射液中加入抑晶剂低分子PVP,是否会对溶液原有溶解度产生影响,能否延缓药物析晶。

3、研究方案:

1.溶解度的测定

测定方法(以制备5ml注射液为例):称量处方量增溶剂置于EP管,滴入3ml注射用水,超声溶解;称取12.5mg的CoQ10稍过量,置于EP管,补足注射用水,超声加热溶解;离心或过滤得黄色澄清液体;稀释适当倍数,HPLC测定浓度。

①单一增溶剂对溶解度的影响

②混合增溶剂对溶解度的影响

③抑晶剂对溶解度的影响

2.处方工艺的优化

①助溶剂的筛选

②pH范围的调节

③灭菌条件的确定

④活性碳的用量

3.稳定性研究

①影响因素试验

②加速试验

③长期试验

4.参考文献

[1]万艳娟,吴军林,吴清平.辅酶Q10生理功能及应用研究进展[J].食品工业科技,2014,35(14):390-395

[2] Kennedy Chepukosi, Okanya Patrick, Nyariki James Nyabuga,et al.Coenzyme Q10 nullified khat-induced hepatotoxicity,nephrotoxicity and inflammation in a mouse model[J].Heliyon,2020.6(9).

[3] Nikolaevna OO , Aronovna GE, Igorevna, KE,et al.Intravenous administration of coenzyme Q10 in acute period of cerebral ischemia decreases mortality by reducing brain necrosis and limiting its increase within 4 days in rat[J].antioxidants,2020,9(12).

[4] Hu CK,Huang Y, Luo PX,et al.Effect of antioxidants coenzyme Q10 and beta-carotene on the cytotoxicity of vemurafenib against human malignant melanoma[J].oncology letters,2021,21(3).

[5] Zhang XF, Shi ZF, Liu Q,et al.Effects of coenzyme Q10 intervention on diabetic kidney disease A systematic review and meta-analysis[J].medicine,2019,98(24).

[6]杨立军.辅酶Q10的现代研究进展[J] .海峡药学. 2008,20(12):135-137.

[7]邱荣鹤,刘浩林,廉坤等.大剂量辅酶Q10治疗扩张型心肌病并发心力衰竭低血压休克1例[J].心脏杂志. 2017,29(05):583-585.

[8]Chinese Pharmacopoeia Commission. Chinese Pharmacopoeia: part 2(中华人民共和国药典:二部) [S]. Beijing: China Medical Science Press, 2020: 1457-1459.

[9]Ldia Bofill, Dafne de Sande, Rafael Barbas, et al.New cocrystal of ubiquinol with high stability to oxidation[J].crystal growth design,2020,20(8):5583-5588.

[10]Banshoya K ,Nakamura T , Tanaka T,et al.Coenzyme Q10-polyethylene glycol monostearate nanoparticles: an injectable water-soluble formulation[J].antioxidants,2020,9(1).

[11]Wang Y,Wang CL,Deng YH,et al.A new application of monosialotetrahexosylganglioside in pharmaceutics: preparation of freeze-thaw-resistant coenzyme Q10 emulsions[J].european journal of pharmaceutical sciences,2021,159.

[12]Li YL.study on freeze-dried coenzyme Q10 for injection[D].chongqing:Chongqing Medical University,2010.

[13]Gu CH.studies on coenzyme Q10 loaded submicron emulsion for injection[D].HuBei:Huazhong University of Science and Technology,2012.

[14]刘明祥,刘艳霞.辅酶Q10注射液的结晶问题初探[[J].中国药师. 2011,14(04):584.

[15]李保琴.氧氟沙星注射液结晶问题的分析与改善[J].北方药学. 2011,8(08): 34-35.

[16]王振军.浅谈预防甘露醇注射液结晶的方法[J].当代医药论丛. 2014,12(14):134-135.

[17]Zhang XM,Zhu CX,Zhong HY,et al.Discussion on influencing factors and control measures for crystallization of Mannitol Injection[J].Qilu Pharmaceutical Affairs,2012,31(05):298-299.

资料编号:[370299]

1、文献综述:

辅酶Q10广泛存在于动植物和微生物等生物体内,也是人体内一种重要的内源性营养物质,其对人体健康有着至关重要的作用。辅酶Q10在线粒体呼吸链质子移位及电子传递中有着重要作用[1],是细胞代谢和呼吸的激活剂,能够清除自由基,抗氧化应激,增强心脏功能,提高机体免疫能力等。且随着年龄的增长,机体内产生的辅酶Q10的量逐渐减少,难以发挥原有的生物效应,需要必要的外界补充,所以引起了越来越多研究者的关注。

由于辅酶Q10在氧化应激中的强大作用,在与氧化应激有关的疾病中有着良好的应用潜力。研究者进行了大量的动物实验,揭示了辅酶Q10可消除长期服用阿拉伯茶的不良反应[2],保护肝肾。静脉注射辅酶Q10可能有着潜在的神经保护作用,有望适用于缺血性疾病的急性发作[3]。此外,与其他药物联用时,辅酶Q10能够抑制癌细胞的迁移[4],在黑色素瘤的治疗中有良好的辅助作用。在治疗糖尿病肾病(DKD)也有着应用前景[5]。 目前辅酶Q10临床多用于治疗多种心血管疾病如充血性心力衰竭、冠心病、高血压、心律失常等,以及治疗帕金森神经退行性疾病和延缓皮肤衰老等[6]。如,邱荣鹤等对患有扩张性心肌炎和急性心力衰竭,并伴有长期吸烟喝酒史的危险病人,使用辅酶Q10增强心脏能量供应[7]

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