學習重點 PEG 名稱後的數字代表平均分子量,不是黏度、重複單元數或產品編號;PEG 是親水性聚合物。 PEG 分子量增加時,外觀大致由液體轉為半固體、蠟狀固體。22℃近於半固狀的是 PEG 600;PEG 1000 為白色蠟狀固體。 聚合物的數量平均分子量與重量平均分子量相等,或 Mw/Mn=1,表示分子量均一、單分散。 甲基纖維素(MC)易溶於冷水;乙基纖維素(EC)不溶於水,作為黏合劑可能阻礙藥物釋出。Povidone(PVP)可用非水溶液進行濕式造粒。 比較長鏈脂肪酸的鈉、鈣、鎂、鋁鹽時,鈉鹽的水溶性最佳。 核心觀念 一、PEG 的名稱與物理性質 聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)具有可與水作用的醚氧及末端羥基,屬於親水性、水溶性聚合物。不能因高分子量 PEG 呈蠟狀固體,就將它判為厭水性物質;外觀像蠟,不代表溶解性也與油蠟相同。 PEG 後面的數字表示平均分子量。例如 PEG 300 的平均分子量約為 300,PEG 6000 的平均分子量約為 6000,因此後者大於 PEG 1000。聚合物通常含有不同鏈長的分子,標示的是平均值,不表示每個分子的分子量都完全相同。 PEG 的分子量越大,熔融溫度通常越高,室溫下的外觀也逐漸由液體轉為較硬的固體。判斷時必須同時看PEG 等級與溫度,尤其 PEG 600 接近室溫下的狀態轉換區,不宜一概寫成液體。 PEG 等級室溫附近的典型狀態判斷重點 PEG 200、300、400黏稠液體低分子量 PEG 的代表 PEG 600在 22℃近於半固狀牢記指定溫度下的狀態 PEG 1000白色蠟狀固體與 PEG 200、400、600 比較時的重要區別 PEG 1540、3000、6000固體PEG 6000 在室溫下不是液體 液態與固態 PEG 可以混合調整製劑稠度,因此 PEG 名稱後的數字雖與物理性質有關,仍不能直接解讀成黏度。 二、平均分子量與分子量分布 聚合物的鏈長可能不同,因此需用平均分子量描述。數量平均分子量 Mn依分子個數加權;重量平均分子量 Mw依重量分率加權,較大的分子對 Mw 的影響較大。 指標或關係意義 Mn數量平均分子量,以分子個數為平均基礎 Mw重量平均分子量,對高分子量成分較敏感 Mw/Mn=1分子量相同,屬於均一、單分散系統 Mw/Mn>1分子量有分布,屬於多分散系統 Mw/Mn 常稱為分散度或多分散指數,其值不小於 1。當 Mw=Mn,代表各分子的分子量一致;一般含不同鏈長的聚合物,則有 Mw>Mn。 此處的「均一」指分子量分布均一,不能直接用來判斷是真溶液或膠體溶液。分子量分布與溶液的分散狀態是不同的分類依據。 三、纖維素衍生物的水溶性 纖維素衍生物雖然名稱相近,水溶性卻可能差很多。作答時先辨識甲基、乙基及羧甲基鈉鹽,再判斷冷水、熱水與藥物釋出的關係。 物質水溶性與溫度特性製劑上的重點 Methylcellulose,MC甲基纖維素易溶於冷水,較不易溶於熱水具有熱凝膠化特性;熱水分散不等於熱水溶解 Ethylcellulose,EC乙基纖維素不溶於冷水或熱水可作黏合劑;疏水性膜或基質可能阻礙藥物釋出,也可用於控制釋出 Sodium carboxymethylcellulose,CMC-Na羧甲基纖維素鈉可溶於冷水及熱水屬親水性纖維素衍生物 Hydroxypropyl methylcellulose,HPMC羥丙基甲基纖維素可溶於冷水,也具有熱凝膠化特性實際表現受取代程度與等級影響 本單元以MC作為「易溶於冷水、較不易溶於熱水」的辨識重點;但不能因此反推 HPMC 易溶於熱水。兩者都有與溫度相關的凝膠化行為。 比較 EC、MC、CMC-Na 與一般水溶性海藻酸鹽黏合劑時,EC 最不溶於水。另須注意 alginate 是海藻酸鹽類的泛稱,不等於 sodium alginate;海藻酸鈉可溶於水,不能將所有海藻酸鹽一律視為水溶性相同。 四、黏合劑與非水濕式造粒 濕式造粒利用黏合液使粉末聚集成顆粒;「濕式」不代表一定以水為溶劑,也可以使用適當的有機溶劑。 Povidone(PVP,聚乙烯吡咯烷酮)可溶於水,也可溶於乙醇,因此能以水溶液或非水溶液進行濕式造粒。與明膠、澱粉、葡萄糖比較時,PVP 是可用非水溶液造粒的重要選擇。 澱粉通常製成澱粉漿使用;明膠需注意冷水中膨潤、加熱後溶解的特性;阿拉伯膠與葡萄糖則常用於水性黏合系統。不要將這些材料全部簡化成「冷水中直接溶解」。 EC 也可利用適當有機溶劑製成黏合液,但其關鍵是水不溶性。形成疏水性包覆或基質後,可能減慢水分進入與藥物釋出。相對地,親水性黏合劑也可能因用量、黏度或凝膠形成而延緩釋出,不能說它們一定不影響溶離。 五、長鏈脂肪酸金屬鹽 長鏈脂肪酸的金屬鹽具有長碳鏈,其水溶性會受金屬離子種類影響。比較相同長鏈脂肪酸的Na、Ca、Mg、Al 鹽時,鈉鹽的水溶性最佳;鈣、鎂、鋁鹽通常難溶或不溶於水。 可用「鈉、鉀皂較親水,鈣、鎂、鋁皂較疏水」掌握方向,但不能把價數越高越不溶當成所有鹽類的通則。此處討論的是長鏈脂肪酸鹽,實際溶解性還會受碳鏈長度與溫度等因素影響。 常考陷阱 把 PEG 數字當成黏度或聚合度:數字表示平均分子量;PEG 6000 的平均分子量大於 PEG 1000。 把 PEG 600 一律列為室溫液體:遇到 22℃與「近於半固狀」,應掌握 PEG 600;白色蠟狀固體的代表則是 PEG 1000。 把固態 PEG 判成厭水性:物理狀態與親水性是兩件事,PEG 6000 仍是親水性聚合物。 把分子量均一誤當溶液分類:Mw=Mn 或 Mw/Mn=1,重點是單分散、均一系統。 把 MC 的冷熱方向記反:MC 易溶冷水;熱水可用來分散,不能因此說它易溶於熱水。EC 則冷熱水皆不溶。 看到黏合劑就認為一定水溶:EC 可作黏合劑,卻因不溶於水而可能阻礙釋出。 看到非水造粒就認為黏合劑必定不溶於水:PVP 同時可溶於水與乙醇,仍可採非水造粒。 認為金屬電荷越高越易溶:長鏈脂肪酸的鈉、鈣、鎂、鋁鹽相比,以鈉鹽水溶性最佳。 記憶口訣 「PEG 看均量,六百近半固,一千白蠟狀。」 「W 除 N 等於一,分子量齊叫均一。」 「甲冷溶,乙拒水;酒精造粒找 PVP。」 「長鏈脂肪酸,鈉鹽較水溶。」