扎那米韋粉霧劑的研制

薛 濤，黃樂冉，楊建龍，張成龍，吳恒坤，岳勇銘，王志城，常芷健，李劍男*

（1.神威藥業(yè)（四川）有限公司品質(zhì)部，四川邛崍 611530；2.長春中醫(yī)藥大學藥學院，吉林長春 130117；3.長春市食品藥品檢驗中心，吉林長春 130000）

0 引言

流感病毒表面的神經(jīng)氨酸酶是一種擁有酶活性的表面蛋白，又稱為唾液酸酶，是存在于流感病毒復制中的關鍵酶.神經(jīng)氨酸酶作用于唾液酸，唾液酸末端、N-乙酰基神經(jīng)氨酸和相鄰糖基間的酮苷連接橋被神經(jīng)氨酸酶催化裂解，使新生成的病毒與已經(jīng)感染的細胞分離，促進了生成的病毒顆粒的釋放和傳播.

扎那米韋（Zanamivir）是一種有效的流感病毒唾液酸抑制劑，與唾液酸相似，可以和神經(jīng)氨酸酶的活性部位進行結(jié)合，抑制其活性，阻止病毒顆粒的復制和釋放.因而其可以有效減輕或緩解流感的癥狀，可用于流感的預防和治療［1-3］.扎那米韋分子的極性強，水溶性好，組織滲透能力差，口服生物利用度低，只有2%.因而目前多采用肺部給藥途徑.

扎那米韋吸入粉霧劑（商品名：Relenza）由葛蘭素史克公司于1999年在澳大利亞上市，是一種內(nèi)容物為白色或類白色粉末的硬膠囊，活性成分為扎那米韋，用于流感的預防和治療，規(guī)格為5 mg，粉霧劑的載體為一水乳糖，用量為20 mg/泡囊.包裝藥品的容器密封系統(tǒng)為置于紙盒中的鋁塑泡罩包裝（聚氯乙烯固體藥用硬片/藥品包裝用鋁箔），鋁塑板外面罩一層復合袋［1￣3］.目前，國內(nèi)上市的扎那米韋粉霧劑是由葛蘭素史克公司生產(chǎn)的原研進口產(chǎn)品和先聲藥業(yè)生產(chǎn)的仿制藥.

本項目以原研制劑作為參比，對Relenza進行仿制研究，以期擴大患者的用藥選擇，并擬進一步降低該產(chǎn)品的市場價格.

1 材料

1.1 儀器

STP-10AVP高效液相色譜儀（浙江大學N2000色譜工作站，日本島津），KQ2200超聲提取器（佛山市超聲儀器有限公司），GZX-9000數(shù)顯鼓風干燥箱（常州市星干干燥設備有限公司），DK-S26電熱恒溫水浴鍋（上海化工機械制造總廠），MQP-100扁平氣流粉碎機（無錫新而立機械設備有限公司），AR11401C萬分之一天平（奧豪斯公司），α1860紫外可見分光光度計（上海譜元儀器有限公司），BTX-IIX射線衍射儀（蘇州巴斯德儀器有限公司）.

1.2 藥材與試劑

扎那米韋（自制，20210701）；乳糖（德國美劑樂公司，20210606）；乙腈，甲醇（Sigma公司）；市售娃哈哈純凈水（娃哈哈公司）.

2 實驗研究

2.1 處方篩選

2.1.1 原料藥基本信息

扎那米韋化學名是5-乙酰氨基-4-［（氨基亞氨基甲基）-氨基］-2，6-脫水-3，4，5-三去氧-D-丙三醇基-D-半乳糖-2-烯醇酸，結(jié)構(gòu)式見圖1，分子式為C12H20N4O7，分子量為332.3，本品為白色或類白色結(jié)晶性粉末，在水中略溶，在甲醇或丙酮中幾乎不溶.

圖1 扎那米韋結(jié)構(gòu)式

圖2 扎那米韋吸入粉霧劑上市品

圖3 吸入裝置—Dwaskhaler

圖4 扎那米韋吸入粉霧劑上市品顯微鏡照片（100倍）（比例尺：100 μm）

圖5 扎那米韋吸入粉霧劑上市品顯微鏡照片（400倍）（比例尺：5 μm）

2.1.2 原研品研究

取上市品適量，平鋪于載玻片上，用光學顯微鏡在相應放大倍數(shù)下觀察，用高清照相機拍下照片：

2.1.3 粉霧劑載藥方式和干粉吸入裝置的確定

扎那米韋粉霧劑的上市品為泡囊型吸入粉霧劑，每個泡囊的填充量較小，需要特定的“微量填充設備”才能滿足藥物的裝量均勻性；同時上市品為碟式泡囊型吸入粉霧劑，在滿足微量填充的情況下，還需要提供與之相對應的干粉吸入裝置.

根據(jù)國內(nèi)微量填充設備和粉霧劑干粉吸入裝置的市場應用情況，擬采用膠囊型微量填充機將扎那米韋含藥粉末裝入膠囊制成膠囊型吸入粉霧劑；同時采用適用于膠囊型粉霧劑的吸入裝置Aerolizer作為本品的給藥裝置［4，5］（見圖6）.

圖6 自制扎那米韋粉霧劑（膠囊型）吸入裝置——Aerolizer

2.1.4 輔料

乳糖為白色或類白色結(jié)晶性顆?；蚍勰壳吧鲜械姆垤F劑絕大多數(shù)采用乳糖作為載體，乳糖也是現(xiàn)階段FDA唯一批準使用的粉霧劑載體［6，7］.

乳糖作為粉霧劑的載體，其粒徑、表面光滑程度等均會影響其與藥物在氣道內(nèi)的分離程度，進而影響藥物在體內(nèi)的沉積部位和沉積量.不同粒度的載體對微粉化藥物的吸附力不同，太細的載體輔料與微粉化的藥物吸附力過強，并且可能進入肺部，導致安全性隱患.

乳糖是藥物制劑中常用的輔料之一，其生產(chǎn)商眾多，不同的生產(chǎn)商提供的乳糖的品質(zhì)和特性有所不同.參照原研上市品的乳糖粒徑分布特點可知，上市品中乳糖粒徑大部分在100 μm以下.

本品采用德國美劑樂公司生產(chǎn)的乳糖作為粉霧劑的載體，其粒徑分布特征見表1.

表1 自研制劑乳糖粒徑分布特征（參照進口藥品注冊標準JX20200301）

表2 扎那米韋粉霧劑的處方組成

表3 扎那米韋粉霧劑自研制劑檢測結(jié)果匯總表

表4 扎那米韋吸入粉霧劑原研上市品霧滴分布測定結(jié)果

2.1.5 原料藥粒徑的選擇

根據(jù)呼吸道生理結(jié)構(gòu)，為使經(jīng)呼吸道吸入的藥物有效地分布或沉積在治療部位，藥物的粒度要嚴格控制，通常在7 μm以下，粒度過大（＞10 μm）或過小（＜0.5 μm），可能會使藥物不能有效沉積，療效降低.對于吸入型粉霧劑，首先要進行藥物微粉化處理［4］.

常用的微粉化工藝有研磨法（球磨機、氣流粉碎）、噴霧干燥法以及結(jié)晶法.其中氣流粉碎機為低溫無介質(zhì)粉碎，粉碎過程主要依靠物料自身之間的碰撞來完成，有別于機械粉碎依靠刀片或錘頭等對物料的沖擊粉碎，因而設備耐磨損，產(chǎn)品純度高.因此本品采用氣流粉碎機對原料進行微粉化處理.

設計本品原料的粒徑控制指標為：5 μm以下的占95%以上，不得有大于10 μm的微粒.

2.1.6 樣品制備

根據(jù)原研處方組成設計本品處方，根據(jù)《吸入制劑質(zhì)量控制研究技術(shù)指導原則》設計本品的制備工藝，具體如下：

取扎那米韋原料藥置于氣流粉碎機中，按操作規(guī)程進行操作，按規(guī)定參數(shù)對原料藥進行微粉化，采用等量遞增法與乳糖混合均勻，灌裝膠囊，即得.

2.1.7 質(zhì)量標準

取扎那米韋粉霧劑自研制劑，按自擬質(zhì)量標準進行檢測，結(jié)果如下：

從上述實驗結(jié)果中可以看出，自研制劑的各項指標均符合要求，同時自研制劑與原研產(chǎn)品的霧滴分布也很接近.因此，將該處方和制備工藝作為最終處方.

2.1.8 微粉化原料藥和粉霧劑內(nèi)容物的吸濕性

藥物在進行微粉化處理后，由于粉末比表面積急劇增大，原料藥的吸濕性可能會發(fā)生明顯變化，而水分又是影響粉霧劑霧滴分布等項目的關鍵因素，需要嚴格控制.

因此，本品實驗考察了微粉化后原料藥及粉霧劑內(nèi)容物的吸濕性，并繪制了曲線，進而為控制生產(chǎn)環(huán)境的濕度提供依據(jù)［8-17］.扎那米韋微粉化原料藥及粉霧劑內(nèi)容物不同濕度下的吸濕百分率數(shù)據(jù)見表5，吸濕曲線見圖7.

表5 扎那米韋微粉化原料藥及粉霧劑內(nèi)容物不同濕度下吸濕百分率結(jié)果匯總表

圖7 扎那米韋微粉化原料藥及內(nèi)容物吸濕曲線

由表5和圖7可知，在環(huán)境濕度64.8%（藥用固體制劑GMP車間的溫濕度控制范圍：溫度18～26 ℃，濕度45%～65%）時，扎那米韋微粉化原料藥和粉霧劑內(nèi)容物在48 h內(nèi)吸濕百分率很?。ǎ?.2%），即扎那米韋原料微粉化、灌裝膠囊和內(nèi)包裝過程可以在GMP車間內(nèi)直接進行，不需要特別控制環(huán)境濕度.

2.1.9 微粉化前后扎那米韋和粉霧劑內(nèi)容物的堆密度

藥物經(jīng)微粉化處理后，其堆密度可能發(fā)生較大的變化，使藥物與載體輔料混合難度增大，嚴重時會導致混合均勻性不合格，并可能在填充過程中出現(xiàn)分層現(xiàn)象.所以微粉化的藥物、粉霧劑載體以及混合后的藥物粉末均應該進行堆密度的測定，為制劑工藝的研究提供依據(jù).

按表6稱取一定量各樣品，分別加入到量筒中使其體積接近5 mL，計算堆密度，測定結(jié)果見表6.

表6 微粉化前后扎那米韋原料藥和粉霧劑內(nèi)容物堆密度匯總表

由表6可知，藥物微粉化后堆密度明顯減小，但通過與粉霧劑載體乳糖混合后，能夠在一定程度上改善粉末的性質(zhì)，進而能滿足膠囊充填過程中對裝量均勻性的要求.

2.1.10 晶型對比

扎那米韋原料藥有2個晶型，分別為I型（一水合物）和Ⅱ型（二水合物）.本研究采用的扎那米韋原料藥為一水合物，晶型為I型.粉霧劑在制劑過程中原料藥要經(jīng)過氣流粉碎將藥物微粉化，這個過程十分劇烈，可能對原料藥的晶型產(chǎn)生影響.

分別對未處理的原料藥、微粉化后的原料藥和自研制劑進行晶型測定，與文獻報道值進行對比，結(jié)果如下：

由表7可知，本品工藝驗證三批原料微粉化前后及實驗室確認三批制劑晶型一致，同時與參考文獻的一水物X-衍射數(shù)據(jù)很好地吻合，說明本品是一水合物，晶型為I型，即微粉化工藝、制劑工藝對本品的晶型無影響.

表7 扎那米韋三批原料及制劑供試品X-衍射衍射角測定主要結(jié)果

2.1.11 扎那米韋微粉化前后與乳糖混合后的流動性變化

粉霧劑內(nèi)容物的流動性是影響膠囊充填均勻性的重要指標之一，可通過測定休止角的方法來判斷各組分的流動性以及兩者混合后流動性的變化.

休止角可通過測定粉體層的高度（堆高H）和圓盤半徑（堆底的半徑r）后計算而得到，公式：

本實驗采用“固定漏斗法”進行休止角的測定：將漏斗固定在自制坐標紙的適宜高度H處，將原料藥倒入漏斗并由其下口流出，直至漏斗下形成的圓錐體的頂與漏斗下口相平，圓錐高度H已知，通過坐標紙讀出圓錐的半徑，即可求出休止角，休止角的測定結(jié)果見表8.

表8 扎那米韋原料藥微粉化前后與乳糖混合后的休止角結(jié)果匯總表

由表8可知，微粉化原料與乳糖混合粉末的休止角大于未處理原料藥與乳糖的混合粉末，原因是微粉化后藥物粒徑變小，在重力、范德華力、靜電作用的影響下使粉末的流動性變差.微粉化原料與乳糖混合粉末（即粉霧劑內(nèi)容物）的休止角為40.7°，流動性稍差；但在我們選擇的膠囊填充設備下能保證膠囊充填的均勻性.

2.1.12 膠囊種類的選擇

明膠空心膠囊一般是用食用級/藥用級的明膠，經(jīng)過精制處理與輔助材料制造而成的用于盛裝固體粉末、顆粒的卵狀空心外殼，應用于醫(yī)藥、制藥行業(yè).

羥丙甲纖維素空心膠囊是一種具備天然概念的產(chǎn)品，其材質(zhì)及生產(chǎn)工藝接受度較高.

明膠空心膠囊與羥丙甲纖維素空心膠囊的性質(zhì)比較見表9.

表9 兩種膠囊的性質(zhì)比較表

表10 影響因素試驗結(jié)果

表11 加速試驗結(jié)果（GX1101）

表12 加速試驗結(jié)果（GX1102）

表13 加速試驗結(jié)果（GX1103）

由表9可知，羥丙甲纖維素空心膠囊比明膠空心膠囊的含水量低，含水量低的特點使得羥丙甲纖維素空心膠囊適合于吸濕性或水分敏感性內(nèi)容物的填充，吸入性制劑由于其給藥特點，對水分的要求較嚴格，羥丙甲纖維素空心膠囊與普通的膠囊相比，可以很好地滿足吸入劑對于水分的要求.

另外，羥丙甲纖維素空心膠囊的韌性較好，在環(huán)境濕度較低或較高時，也可保持較好的形態(tài)和性能.本品為膠囊型吸入粉霧劑，患者需要通過吸入裝置Aerolizer將膠囊兩端刺破，再吸入藥物粉末.如果膠囊殼對濕度較敏感，濕度大時，膠囊殼變軟，裝置無法有效刺破膠囊，使膠囊排空率變低，患者不能吸入有效劑量；濕度小時，膠囊殼變脆，裝置刺破膠囊時使整個膠囊破碎，患者吸入藥物時，難免吸入膠囊碎屑，刺激咽喉，給患者造成一定的身體危害，患者順應性變差.

綜上，本品選用了韌性較好，對濕度敏感性較低的羥丙甲纖維素空心膠囊作為本品的給藥載體.

2.2 中試放大

2.2.1 樣品制備

①粉碎：調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力≥0.6 Mpa，將扎那米韋加入氣流粉碎機粉碎，調(diào)加料速度約20 g/min，粉碎后原料取樣進行粒度檢測，要求粒度5 μm以下的占95%以上，不得有＞10 μm的微粒.

②配料：稱取處方量的扎那米韋和乳糖，備用.

③混合：將處方量的扎那米韋與乳糖用等量遞增法混合，混合時間30 min/次.混合后檢測半成品的含量，備用.

④膠囊充填：取混合藥粉和3#羥丙甲纖維素膠囊，分別加入膠囊填充機的加料斗中，調(diào)節(jié)膠囊填充量至理論裝量范圍內(nèi)，灌裝膠囊.

⑤鋁塑包裝：將扎那米韋吸入粉霧劑膠囊置鋁塑泡罩包裝機中鋁塑包裝.

⑥外包裝：將鋁塑板裝入復合袋、裝盒、裝箱.

將中試放大樣品進行全檢，結(jié)果三批樣品均符合質(zhì)量標準要求.

2.2.2 影響因素試驗

取自制扎那米韋粉霧劑（GX1101批），除去外包裝置于玻璃平皿中，稱重，分別于光照（光照強度：12 000 Lx），高溫（40 ℃、60 ℃），高濕（相對濕度RH75%、RH92.5%）條件下放置，于第10天和30天取樣檢查（光照于第5天和第12天取樣），結(jié)果見下表.

結(jié)果表明，本品經(jīng)影響因素試驗，在光照、高溫條件下有減失重量，在高濕度條件下有吸濕增重，其余條件下各項指標均無明顯變化，表明本品穩(wěn)定性較好，可將本品的儲存條件暫定為遮光、密封保存.

2.2.3 加速試驗

取上述中試放大樣品共3 批（批號：GX1101、GX1102、GX1103），分別在40 ℃/RH75%恒溫恒濕培養(yǎng)箱中放置，在第1、2、3、6月取樣，照質(zhì)量標準操作，測定中試樣品穩(wěn)定性，結(jié)果如下：

結(jié)果表明，本品以模擬上市包裝在加速試驗條件下放置6個月，各項指標均無明顯變化，可將有效期暫定為24個月.

3 小結(jié)與討論

3.1 市場上乳糖的型號以及制備方法較多，包括普通乳糖、噴霧干燥法制備的乳糖以及重結(jié)晶法制備的乳糖等，質(zhì)量存在差異.乳糖表面的粗糙度是影響霧化性能的關鍵因素，不同工藝制得的乳糖表面粗糙度存在較大差異.因此市售乳糖存在不同的用途和級別.自研制劑采用的乳糖為德國美劑樂公司生產(chǎn)的專用于吸入的乳糖—Inhalac 230.

3.2 吸入粉霧劑是將微粉化的藥物單獨或與載體混合后，經(jīng)特殊的給藥裝置，通過患者的主動吸入，使藥物分散成霧狀進入呼吸道，發(fā)揮局部或全身作用的一種給藥體系，按類型分為膠囊型吸入粉霧劑、泡囊型吸入粉霧劑、貯庫型吸入粉霧劑.本課題原研制劑為泡囊型，自研制劑根據(jù)廠家生產(chǎn)特點選擇了膠囊型.

3.3 本品原輔料比例為1∶4，粒徑差異較大（主藥粒徑小于5 μm，乳糖粒徑約為100 μm）；另外，藥物微粉化后容易產(chǎn)生靜電團結(jié).因此必須保證混合的均勻性，混合工藝采用等量遞加法進行操作.

3.4 本品工藝驗證3批原料微粉前后及工藝驗證3批制劑晶型一致，均為一水合物，晶型為I型，即微粉化工藝、制劑工藝對本品的晶型無影響.同時，工藝驗證樣品影響因素和加速6個月樣品相關檢測指標沒有明顯變化，初步證明自研制劑性質(zhì)穩(wěn)定.因此，可將自研制劑有效期暫定為24個月.