學習重點 掌握 Stokes 定律:沉降速率與粒徑平方、粒子與媒液的密度差成正比,與連續相黏度成反比。 理解懸液劑安定性須兼顧沉降緩慢、容易再分散及方便取用,不能只追求高黏度。 辨認溫度升降循環造成晶體成長,以及顆粒劑、發泡顆粒劑的基本性質。 區分溶離與吸收:粒徑、晶形及 cake 影響溶離;分配係數主要影響膜通透與吸收。 掌握注射懸液劑的針筒抽取性(syringeability)及常見輔料功能。 核心觀念 一、Stokes 定律:沉降速率的判斷 v=d²(ρs-ρm)g/(18η)。其中 d 為粒子直徑,ρs 為粒子密度,ρm 為媒液密度,η 為連續相(分散媒)黏度,g 為重力加速度。此式主要適用於稀薄系統中、近似球形粒子於層流條件下的沉降,可作為處方設計的方向性判斷。 變因對沉降的影響判斷重點 粒子直徑沉降速率與直徑平方成正比直徑變為原來的 1/10,速率變為 1/100,即減緩 100 倍。 粒子與媒液密度差密度差越大,沉降越快粒子比媒液重時,降低粒子密度可減慢沉降,但不宜降到使粒子漂浮。 連續相黏度黏度越高,沉降越慢提高的是外相黏度,不能以提高分散相黏度取代。 重力加速度越大,沉降越快增加重力或離心作用,不能用來提高抗沉降能力。 在一般以固體粒子分散於液體的處方設計中,粒子密度宜大於媒液密度,並避免密度差過大;若粒子密度小於媒液,可能上浮而不易均勻分散。「粒子密度應大於媒液」不等於「粒子密度越大越好」;刻意增加粒子密度會加大密度差、加快沉降。 針對親水性膠體粒子的抗沉降性比較,增加連續相黏度有助於安定;增加粒徑、粒子密度或重力,則不是改善沉降的方向。 二、理想懸液劑:慢沉降、易再分散、易取用 製備口服懸液劑可適當降低粒徑、加入懸浮劑及適當使用凝絮劑。懸浮劑常藉提高連續相黏度來減慢沉降;凝絮劑則使粒子形成疏鬆絮凝體,減少形成緊密沉積物的機會。 絮凝不代表沉降一定較慢。絮凝體較大,可能較快沉降,但沉積物疏鬆、容易搖散。未絮凝粒子即使沉降較慢,也可能逐漸緊密堆積,形成難以再分散的 cake(結塊)。因此,評估安定性不能只看沉降速率。 黏度與增稠劑種類、用量及固體含量有關。在其他條件相近時,固體含量增加,黏度通常增加。黏度過高會妨礙搖勻、倒出與準確量取,也會增加注射操作的困難,故不能追求黏度無限提高、沉降速率趨近零。 具適當剪切變稀與搖變性的系統,可在靜置時維持較高黏度,搖動後較易流動,停止擾動後再逐漸恢復結構,有利於兼顧安定與使用便利。 三、溫度升降循環與晶體成長 小晶體因曲率較大,溶解度通常較高;藥物可由小晶體溶出,再沉積於較大晶體上,使大晶體持續成長,此現象稱為 Ostwald ripening。 對溶解度隨溫度升高而增加的藥物,升溫時部分固體溶解,降溫時再析出並可能沉積於既有晶體上。因此,反覆溫度升降可能使分散相粒徑變大,不能認為冷熱循環會使粒徑變小。粒徑成長可能加速沉降,並改變再分散性及溶離表現。 顆粒劑可直接口服,也可依產品設計加水配成口服液或懸液,並可添加甜味劑、法定著色劑。回溶成口服懸液後,同樣須注意溫度循環造成的粒徑成長。 發泡顆粒劑通常以碳酸氫鈉或碳酸氫鉀,搭配檸檬酸或酒石酸配製;遇水後反應產生二氧化碳。包裝過程須控制低濕度,並注意防潮,避免提前反應。 四、溶離速率與生體可用率 懸浮藥物通常須先溶解,才有利於後續吸收。溶離可用 dm/dt=DA(Cs-C)/h 理解:m 為已溶解藥物量,D 為擴散係數,A 為有效溶離表面積,Cs 為飽和溶解度,C 為液中濃度,h 為擴散層厚度。 因素影響與判斷 顆粒大小相同藥量下,粒徑較小通常提供較大表面積,使溶離較快;但須能充分潤濕、分散,避免團聚。 晶形與固態形式不同多晶型、溶劑合物或無定形可能有不同溶解度及溶離速率,因而影響生體可用率。 cake 形成緊密結塊使再分散困難、有效接觸面積降低,可能減慢溶離,也可能造成取用劑量不均。 分配係數主要用於判斷脂溶性及通過生物膜的能力;在比較同一藥物懸液劑的粒徑、晶形與結塊差異時,不是造成溶離差異的直接因素。 以 cortisone 懸浮劑的比較而言,顆粒大小、晶形及有無形成 cake,均可經由溶離差異影響生體可用率。若溶離是吸收的限制步驟,這些變化尤其重要。 五、注射懸液劑與輔料功能 Syringeability主要指製劑經針頭抽入針筒的容易程度;推注的容易程度則涉及 injectability,兩者均受流動性與顆粒狀態影響。降低懸浮藥物濃度,通常可降低固體負荷與流動阻力,提高針筒抽取性。 媒液黏度過高或顆粒過大,會增加操作阻力或堵針風險。增加媒液密度不能直接視為改善抽取性的方法;密度對沉降的影響,不能直接套用為針筒操作性的結論。 輔料主要辨識功能 Tweens(polysorbates)非離子界面活性劑,常用於潤濕、分散或增溶。 Sodium metabisulfite抗氧化劑。 EDTA金屬螯合劑,可減少金屬離子促進的氧化。 Lecithin(卵磷脂)磷脂類輔料,可協助無菌懸浮液形成結構化、凝膠化系統。 常考陷阱 「粒徑縮小十倍,沉降只慢十倍」:忽略平方關係;速率應變為原來的百分之一。 「提高分散相黏度可減慢沉降」:Stokes 式使用的是連續相黏度。 「黏度越高越理想」:須兼顧倒出、搖勻及注射操作;固體含量增加也通常使黏度增加。 「增加粒子密度有助製備」:會加快沉降;但也不能把粒子密度降到小於媒液而造成漂浮。 「絮凝一定比較不安定」:絮凝可能沉得較快,卻較易再分散;緊密 cake 才是重要問題。 「溫度循環使粒徑變小」:應注意溶解、再析出與晶體成長。 「分配係數造成同一藥物懸液的溶離差異」:此類比較應先看粒徑、晶形及 cake;分配係數主要連結膜通透與吸收。 「提高媒液密度可改善 syringeability」:不可由減慢沉降推論抽取更容易;降低藥物濃度才是明確改善方向。 「抗氧化劑或螯合劑促進凝膠化」:須分清輔料功能;無菌懸浮液凝膠化應辨認 lecithin。 記憶口訣 「粒平方、乘密差、除外黏」:掌握 Stokes 定律。 「冷熱循環,小溶大長」:注意晶體成長與粒徑變大。 「溶離看粒晶塊,分配看膜吸收」:粒徑、晶形、結塊影響溶離。 「抽針少固體,凝膠認卵磷」:降低懸浮藥物濃度有利抽取,lecithin 有助凝膠化。