第五節 混懸劑
一、概述
混懸劑系指難溶性固體藥物以微粒狀態分散于分散介質中形成的非均相液體制劑。混懸劑中藥物微粒一般在0.5~10μm,小者可為0.1μm,大者可達50μm或更大。混懸劑屬于熱力學不穩定的粗分散體系,所用分散介質大多數為水,也可用植物油。應用途徑為口服、外用、肌肉注射等。
干混懸劑是按混懸劑的要求將藥物用適宜方法制成粉末狀或顆粒狀制劑,臨用前加水振搖,即可迅速分散成混懸劑,如紅霉素混懸劑、氫氧化鎂鋁混懸劑、頭孢拉定干混懸劑。
(一)制備混懸劑的條件
(1)難溶性藥物需制成液體制劑供臨床應用的。
(2)難溶性藥物其飽和濃度也達不到臨床治療濃度時,還需以液體制劑形式給藥的。
(3)兩種溶液混合時藥物的溶解度降低而析出固體藥物的。
(4)為了產生緩釋作用或提高藥物在水溶液中穩定性的。
但為了安全起見,毒劇藥或劑量小的藥物不應制成混懸劑使用。
(二)混懸劑的質量要求
藥物本身的化學性質應穩定,在使用或貯存期間含量應符合要求;混懸劑中微粒大小根據用途不同而有不同要求;粒子的沉降速度應很慢、沉降后不應有結塊現象,輕搖后應迅速均勻分散;混懸劑應有一定的黏度要求;外用混懸劑應容易涂布。
(三)混懸劑的物理穩定性
混懸劑主要存在物理穩定性問題。混懸劑中藥物微粒分散度大,使混懸微粒具有較高的表面自由能而處于不穩定狀態。疏水性藥物的混懸劑比親水性藥物存在更大的穩定性問題。
(1)沉降:混懸劑中藥物微粒與分散介質間存在密度差。藥物的密度大于分散介質密度,在重力作用下,靜置時會發生沉降,相反則上浮。
知識延伸
影響混懸粒子沉降快慢的因素
Stokes公式揭示了影響混懸劑粒子沉降快慢的因素:
式中,V是混懸粒子沉降的速度,可以mm/min表示;r是混懸粒子的半徑;ρ1表示混懸粒子的密度,ρ2表示混懸介質的密度;η表示混懸液的黏度;g是常數。
增加混懸劑的動力穩定性,其主要方法是:①盡量減小微粒半徑,以減小沉降速度;②增加分散介質的黏度,減小固體微粒與分散介質間的密度差,即要向混懸劑中加入高分子助懸劑,在增加介質黏度的同時,也減小了微粒與分散介質之間的密度差,同時微粒吸附助懸劑分子而增加親水性。
(2)微粒的荷電與水化:混懸微粒可因本身電離或吸附溶液中的離子而帶電荷。微粒表面電荷與介質中相反離子之間構成雙電層,產生ζ電位。微粒表面帶有電荷,使微粒間產生排斥作用,加之有水化膜的存在,阻止了微粒間的相互聚結,使混懸劑穩定。向混懸劑中加入電解質,可改變ζ電位和水化膜,影響混懸劑的聚結穩定性。疏水性藥物混懸劑的微粒水化作用很弱,對電解質更敏感;而親水性藥物混懸劑的微粒本身具有水化作用,受電解質影響較小。
(3)絮凝與反絮凝:當加入一定量的電解質時,可使ζ電位稍加降低,混懸劑中的微粒呈疏松聚集體,經振搖仍可恢復成混懸劑,此現象稱為絮凝,所加入的電解質稱為絮凝劑。
倘若加入一定量的電解質后可使微粒ζ電位升高,阻礙微粒發生絮凝,這種作用稱為反絮凝,這種電解質稱為反絮凝劑。
同一電解質可因用量不同,既可是絮凝劑也可是反絮凝劑,如枸櫞酸鹽、枸櫞酸氫鹽、酒石酸鹽、酒石酸氫鹽、磷酸鹽及氯化物等。
(4)結晶增長與轉型:混懸劑中藥物微粒可能大小不一,在放置過程中,微粒的大小與數量在不斷變化,小微粒數目不斷減少,大微粒不斷增大,使微粒的沉降速度加快,結果必然影響混懸劑的穩定性。這時必須加入抑制劑以阻止結晶的溶解和生長,以保持混懸劑的物理穩定性。
混懸劑在放置過程中存在著溶解和析出兩個過程,會有晶型轉化。在制備混懸劑時,要盡可能保持粒子均勻度。
案例5-1
怎樣制備出合格的爐甘石混懸劑?
大二學生小黃在做爐甘石混懸劑制備實驗時,制得的混懸劑總是沉降嚴重,沉降比不理想。為解決這個問題,他向里面加入了羧甲基纖維素鈉膠漿,發現雖然混懸劑沉降得到很好的抑制,但仍未達到合格要求。最后分析發現原料中爐甘石顆粒非常大,粉碎不充分,導致沉降加速。重新粉碎爐甘石后,沉降比達到要求。
請思考并討論:
1.增加混懸劑穩定性的方法主要有哪些?
2.助懸劑羧甲基纖維素鈉膠漿的作用是什么?
(四)混懸劑的穩定劑
為了提高混懸劑的物理穩定性,在制備時需加入的附加劑稱為穩定劑。穩定劑包括助懸劑、潤濕劑、絮凝劑和反絮凝劑等。
1.助懸劑
助懸劑是指能增加分散介質的黏度以降低微粒的沉降速度或增加微粒親水性的附加劑。常用的助懸劑如下所述。
(1)低分子助懸劑:如甘油、糖漿劑等,在外用混懸劑中常加入甘油。
(2)高分子助懸劑:①天然高分子助懸劑,主要是膠樹類如阿拉伯膠、西黃蓍膠等,阿拉伯膠和西黃蓍膠可用其粉末或膠漿,其用量前者為5%~15%,后者為0.5%~1%;還有植物多糖類如海藻酸鈉、瓊脂、淀粉漿;②合成或半合成高分子助懸劑,主要是纖維素類如甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥丙纖維素,其他如卡波普、聚維酮、葡聚糖等;③硅皂土,是天然的含水硅酸鋁,為灰黃或乳白色極細粉末,直徑為1~150μm,不溶于水或酸,但在水中膨脹,體積增加約10倍,形成高黏度并具觸變性和假塑性的凝膠,在pH值>7時,膨脹性更大,黏度更高,助懸效果更好。
2.潤濕劑
潤濕劑系指能增加疏水性藥物微粒被水濕潤的附加劑。最常用的潤濕劑是HLB值在7~11的表面活性劑,如聚山梨酯類、聚氧乙烯蓖麻油類、泊洛沙姆等。
3.絮凝劑和反絮凝劑
能使混懸劑產生絮凝作用的附加劑稱為絮凝劑,而產生反絮凝作用的附加劑稱為反絮凝劑。制備混懸劑時常需加入絮凝劑,使混懸劑處于絮凝狀態,以增加混懸劑的穩定性。絮凝劑和反絮凝劑的種類、性能、用量、混懸劑所帶電荷以及其他附加劑等,均對絮凝劑和反絮凝劑的使用有很大影響,應在試驗的基礎上加以選擇。
二、混懸劑的制備工藝
混懸劑的制備應使固體藥物有適當的分散度,微粒分散均勻,加入助懸劑或絮凝劑,防止沉降結塊,混懸劑穩定,再混懸性好。混懸劑的制備方法有分散法和凝聚法。
1.分散法
將固體藥物粉碎、研磨成符合混懸劑要求的微粒,再分散于分散介質中制成混懸劑。小量制備可用研缽,大量生產時可用乳勻機、膠體磨等機械。
粉碎時,采用加液研磨法,通常1份藥物加0.4~0.6份液體研磨,可使藥物粉碎得更細,微粒可達0.1~0.5μm。
對于質重、硬度大的藥物,可采用“水飛法”,即在藥物中加適量的水研磨至細,再加入較多量的水,攪拌,稍加靜置,傾出上層液體,研細的懸浮微粒隨上清液被傾倒出去,余下的粗粒再進行研磨。如此反復直至完全研細,達到要求的分散度為止。“水飛法”可使藥物粉碎到極細的程度。
(1)親水性藥物如氧化鋅、爐甘石等,一般應先將藥物粉碎,再加處方中的液體適量,研磨到適宜的分散度,最后加入處方中的剩余液體至全量。
(2)疏水性藥物不易被水潤濕,必須先加一定量的潤濕劑與藥物研勻后再加液體研磨混勻。
2.凝聚法
凝聚法是借助物理或化學方法將離子或分子狀態的藥物在分散介質中聚集制成混懸劑。
(1)物理凝聚法:是將分子或離子分散狀態分散的藥物溶液加入另一分散介質中凝聚成混懸劑的方法。此法一般是選擇適當溶劑將藥物制成過飽和溶液,在急速攪拌下加至另一種不同性質的液體中,使藥物快速結晶,可得到10μm以下(占80%~90%)微粒,再將微粒分散于適宜介質中制成混懸劑。如醋酸可的松滴眼劑就是采用凝聚法制成的。
(2)化學凝聚法:是用化學反應法使兩種藥物生成難溶性的藥物微粒,再混懸于分散介質中制備混懸劑的方法。為使微粒細小均勻,化學反應在稀溶液中進行并應急速攪拌,胃腸道透視用BaSO4就是用此法制成的。
三、混懸劑的質量控制
1.微粒大小的測定
混懸劑中微粒的大小不僅關系到混懸劑的質量和穩定性,也會影響混懸劑的藥效和生物利用度。所以測定混懸劑中微粒大小及其分布,是評定混懸劑質量的重要指標。最常用的方法是通過光學顯微鏡測定微粒,在日光下可以分辨0.5~100μm,也可采用沉降管法、沉降分析天平法、庫爾特計數法、濁度法等。
2.沉降容積比的測定
沉降容積比是指沉降物的容積與沉降前混懸劑的容積之比。將一定量混懸劑置于刻度量筒內,搖勻,混懸劑在沉降前原始度為H0,靜置一定時間觀察沉降容積比F=(H/H0)×100%,F值在0~1之間,F愈大混懸劑就愈穩定。混懸微粒開始沉降時,沉降高度H隨時間而減小。
《中國藥典》檢查法:供試品50mL、振搖1min、靜置3h,測定F值。口服混懸劑(包括干混懸劑)F值應不低于0.9。
3.絮凝度的測定
絮凝度是比較混懸劑絮凝程度的重要參數,用下式表示:
β=F/F∞ (5-2)
式中,F為絮凝混懸劑的沉降容積比;F∞為去絮凝混懸劑的沉降容積比;β表示絮凝度,是指由絮凝所引起的沉降物容積增加的倍數。例如,去絮凝混懸劑的F∞值為0.15,絮凝混懸劑的F值為0.75,則β=5.0,說明絮凝混懸劑沉降容積比是去絮凝混懸劑降容積比的5倍。β值愈大,絮凝效果愈好。用絮凝度評價絮凝劑的效果、預測混懸劑的穩定性,有重要價值。
4.重新分散試驗
優良的混懸劑經過貯存后再振搖,沉降物應能很快重新分散,這樣才能保證服用時的均勻性和分劑量的準確性。測驗方法:將混懸劑置于帶塞的試管或量筒內,靜置沉降,然后用人工或機械的方法振搖,使沉降物重新分散。重新分散性好的混懸劑,所需振搖的次數少或振搖時間短。
四、混懸劑舉例
復方硫磺洗劑
【處方】 沉降硫30g 硫酸鋅30g 樟腦醑250mL
甘油100mL 羧甲基纖維素鈉5g 純化水加至1000mL
【制法】 取沉降硫置乳缽中,加入甘油研磨成細膩糊狀;硫酸鋅溶于200mL水中;另將羧甲基纖維素鈉溶于200mL純化水中,在不斷攪拌下緩緩加入乳缽內研勻,移入量器中,慢慢加入硫酸鋅溶液,攪勻,在攪拌下以細流加入樟腦醑,加純化水至全量,攪勻,即得。
【附注】 ①沉降硫為強疏水性質輕藥物,甘油為潤濕劑,使硫能在水中均勻分散;②羧甲基纖維素鈉為助懸劑,增加混懸劑穩定性;③樟腦醑系10%樟腦乙醇液,加入時應急劇攪拌,以免樟腦因溶劑改變而析出大顆粒。