药剂学17第十七章:缓、控释制剂课件.ppt
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1、1,缓、控释制剂,哈尔滨医科大学 药剂学教研室,缓释、控释制剂的简介,缓释制剂(sustained release preparation,SR)控释制剂(controlled release preparation,CR),2,药物制剂的发展历程:,1800,s 简单制剂1900,s 普通制剂1960,s IR、SR、CR、MR1980,s TDS、TDDS2000,s 纳米制剂、生物药物制剂等,3,4,教学内容,第一节 基本概况第二节 缓(控)释制剂的释药原理与处方设计 第三节 缓、控释剂型的处方和制备第四节 缓(控)释制剂的体内外评价 第五节 口服定时和定位释药系统,5,第一节 基本概况
2、,一、缓释及控释制剂的概念 1、缓释制剂(sustained release preparations):用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂。在规定释放介质中,按要求缓慢地非恒速释放药物,其与相应的普通制剂比较,给药频率比普通制剂减少一半或有所减少,且显著增加患者的顺应性。,6,2.控释制剂(controlled release preparations):药物在预定的时间内自动的以预定速度释放,使血药浓度长时间恒定维持在有效浓度范围的制剂。广义:包括控制释药速度、部位、时间狭义:控制释放速度,即在预定的时间内以零级或接近零级速度释放药物,按要求缓慢地恒速或接近恒速释放药物。
3、血药浓度比缓释制剂更加平稳。,一、缓释及控释制剂的概念,7,二、特点,1.减少服药次数,提高病人依从性;2.提高治疗效果;3.使血药浓度平稳,避免或减小了波峰、波谷的现象,有利于降低药物毒副作用;4.减少用药的总剂量;5.降低研发的费用,减少医疗总费用;,8,硝苯地平不同制剂比较表,10,11,1、控释制剂与普通制剂比较,二、特点:,6.对剂量调节的灵活性降低;7.药物体内的动力学参数发生变化时,不能灵活调整给药方案;8.产品成本高,价格较贵。,12,三、不宜制成缓、控释制剂的药物,1.剂量很大的药物;2.半衰期很短或很长的药物;3.不能在小肠下端有效吸收的药物;4.具有特定吸收部位的药物;5
4、.吸收速度常数极低的药物;,13,三、不宜制成缓、控释制剂的药物:,6.溶解度极差的药物;7.首过作用较强的药物;8.药效剧烈或药物剂量需精密调节的药物;9.抗生素类药物。,14,15,第二节 缓(控)释制剂的释药原理与处方设计,一、释药原理和方法 缓(控)释制剂主要有骨架型和贮库型两种。释药原理主要有溶出、扩散、溶蚀、渗透压及离子交换。,16,药物的溶出速度dC/dt用Noyes-Whitney方程描述:dC/dt=KS(Cs-C)式中,K溶出常数(K=D/V),D药物扩散系数,扩散层边界厚度,V溶出介质的量,S溶出界面的面积。在漏槽条件下,C0:dC/dt=KSCs,(一)溶出原理,17,
5、根据Noyes-Whitney溶出速度公式,通过减少药物的溶解度,增大药物粒径,以降低药物的溶出速度达到长效,具体方法有:1、制成溶解度小的盐或酯2、与高分子化合物生成难溶性盐3、控制粒子大小:药物的表面积减小,溶出速度减慢。,(一)溶出原理,18,以扩散为主的缓、控释制剂,药物首先溶解成溶液后再从制剂中扩散出来进入体液,其释药受扩散速率控制。,(二)扩散原理,19,1、水不溶性包衣膜 如EC包制的微囊和小丸,其释放速度符合Fick第一定律:dM/dt=ADKC/L 式中,dM/dt 释放速度,A面积,D药物扩散系数,K药物在膜和囊芯之间的分配系数,C膜内外浓度差,L包衣层厚度。,药物的释放以
6、扩散为主的结构:,20,2、含水性孔道的包衣膜 如MC与EC混合组成的膜材,其释放速度:dM/dt=ADC/L 释放过程可接近零级过程(若A、D、C、L恒定)。,药物的释放以扩散为主的结构:,21,3、骨架型的药物扩散 骨架型缓、控释制剂中药物的释放符合Higuchi方程:Q=DS(p/)(2A-Sp)t1/2 式中,Q单位面积在t时间的释放量,D扩散系数,p骨架中的孔隙率,S药物在释放介质中的溶解度,骨架中的弯曲因素,A单位体积骨架中药物含量。,药物的释放以扩散为主的结构:,22,Higuchi方程是基于:药物释放时保持伪稳态(pseudo steady state);AS,即存在过量的溶质
7、;理想的漏槽状态(sink condition);药物颗粒比骨架小得多;D保持恒定,药物与骨架材料没有相互作用。,23,若D、S、p、A保持恒定,则Q=kHt1/2 式中,kH常数,即药物的释放量与t1/2成正比。骨架型结构中药物的释药特点是不呈零级释放。,24,(1)包衣;(2)制成微囊;(3)制成不溶性骨架片剂;(4)增加粘度以减少扩散速度;(5)制成植入剂;(6)制成乳剂。,利用扩散原理达到缓、控释作用的方法有:,25,1、生物溶蚀型骨架系统2、通过化学键将药物与聚合物直接结合制成骨架3、膨胀型控释骨架,(三)溶蚀与扩散、溶出结合,26,1、渗透泵型片剂结构:片芯:水溶性药物和水溶性聚合
8、物或其他辅料制成;半透膜:用水不溶性的聚合物(如醋酸纤维素(CA)、EC或EVA等)水可渗进此膜,但药物不能;释药孔:壳顶用适当方法(如激光)开一个或多个细孔。,(四)渗透压原理,27,2、释药原理:3、优点:药物以零级速率释放,释放速度不受胃肠道pH、蠕动、胃排空时间等因素影响,(四)渗透压原理,28,水渗透进入膜内的流速:dV/dt=KA(-p)/L 式中,K膜的渗透系数,A膜的面积,L膜的厚度,渗透压差,p流体静压差。若K、A、L、p保持不变,则 dV/dt=K,(四)渗透压原理,29,药物通过细孔的释放速率:dm/dt=CsdV/dt=KCs 式中,K常数,Cs膜内药物饱和溶液浓度。只
9、要膜内药物维持饱和溶液状态,释放速率恒定,即以零级速率释放药物。,(四)渗透压原理,30,药物游离释放:树脂药物-X-树脂X-药物-树脂-药物+Y+树脂-Y+药物X-和Y+为消化道中的离子,交换后游离的药物从树脂中扩散出来。,(五)离子交换作用,31,(一)影响口服缓、控释制剂设计的因素 1、理化因素(1)剂量大小;(2)pKa、解离度和水溶性;(3)分配系数;(4)稳定性。,二、缓、控释制剂的设计,32,2、生物因素(1)生物半衰期(t1/224h,不采用缓释剂型;t1/21h,不宜制成缓释剂型);(2)吸收(释放速度必须比吸收速度慢);(3)代谢(大多数肠壁酶系统对药物的代谢作用具有饱和性
10、)。,(一)影响口服缓、控释制剂设计的因素,33,1、药物的选择 缓、控释制剂一般适用于半衰期短的药物(t1/2为28h);t1/212h的药物,一般不宜制成缓、控释制剂;个别例外。,(二)缓、控释制剂的设计,34,1、药物的选择 剂量很大、药效很剧烈以及溶解吸收很差的药物,剂量需要精密调节的药物,一般也不宜。抗生素类药物一般不宜。,(二)缓、控释制剂的设计,35,2、设计要求(1)生物利用度(bioavailability)缓、控释制剂的相对生物利用度一般应在普通制剂的80%120%的范围内。(2)峰浓度与谷浓度之比 缓、控释制剂的峰浓度与谷浓度之比应小于普通制剂,也可用波动百分数表示。,(
11、二)缓、控释制剂的设计,36,辅料是调节药物释放速度的重要物质。缓、控释制剂中多以高分子化合物作为阻滞剂(retardants)控制药物的释放速度。阻滞方式有骨架型、包衣膜型和增粘作用等。,三、缓释、控释制剂的常用辅料,37,1、不溶性骨架材料:乙基纤维素(EC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚甲基丙烯酸酯(Eu RS,Eu RL)等。,(一)骨架型阻滞材料,38,2、生物降解(溶蚀性)骨架材料:蜡质、脂肪酸及其酯。常用的有蜂蜡、巴西棕榈蜡、硬脂醇、氢化植物油、硬脂酸、单硬脂酸甘油酯等。可延滞水溶性药物的溶解、释放过程。,(一)骨架型阻滞材料,39
12、,3、亲水性凝胶骨架材料:(1)天然植物或动物胶:海藻酸盐等(2)纤维素衍生物:MC、HEC、CMC-Na、HPMC、PVP等(3)非纤维素多糖:壳聚糖(chitosan)等(4)乙烯聚合物和丙烯酸树脂:PVA等,(一)骨架型阻滞材料,40,1、不溶性高分子材料:醋酸纤维素(CA)、EC等 2、肠溶性高分子材料:如纤维醋法酯(CAP)、羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)、L和S型丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯苯二甲酸酯(PVAP)、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)等。,(二)包衣型阻滞材料,41,增稠剂是一类水溶性高分子材料,根据药物被动扩散吸收规律,增加粘度以减慢扩散速度,延缓吸收,主要用于液
13、体药剂。常用的有明胶、PVP、CMC、PVA、右旋糖酐等。,(三)增稠剂,42,一、骨架型缓、控释制剂 二、膜控型缓、控释制剂三、渗透泵片四、植入剂,第三节 缓、控释剂型的处方和制备,43,(一)骨架片(二)缓、控释颗粒(微囊)压制片(三)胃内滞留片(四)生物粘附片(五)骨架型小丸,一、骨架型缓、控释制剂,44,1、亲水性凝胶骨架片骨架材料:HPMC-K4M(4000 cPas)、HPMC-K15M(15000 cPas)、MC(400 cPas,4000 cPas)、HEC、CMC-Na、海藻酸钠等。制备:直接压片、湿法制粒,(一)骨架片,45,2、蜡质类骨架片 骨架材料:巴西棕榈蜡、硬脂醇
14、、硬脂酸、氢化蓖麻油、聚乙二醇单硬脂酸酯、甘油三酯等。制备:溶剂蒸发;熔融;用十六醇、玉米朊醇制粒法。,(一)骨架片,46,3、不溶性骨架片 骨架材料:EC、PE、PVC、甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物等。制备:直接压片、湿法制粒(如:乙醇),(一)骨架片,例:对乙酰氨基酚缓释片乙酰氨基酚 82kg硬脂酸 12.4kg10%的乙基纤维素乙醇溶液 25kg硬脂酸镁 适量 取对乙酰氨基酚82kg,在搅拌下加入12.4kg硬脂酸,加热至5060熔融,加入10%的乙基纤维素乙醇溶液25kg,搅拌1015min使成团块,制粒,3540干燥,整粒,加入硬脂酸镁混合压片。,(一)骨架片,48,1、三种不同释放
15、速度的颗粒混合压片(明胶醋酸乙烯虫胶)2、微囊压制片3、药物小丸压片后包薄膜衣,(二)缓、控释颗粒(微囊)压制片,(三)胃滞留型给药系统,它是通过漂浮或粘附等作用,使片剂或胶囊滞留(定位)在胃中来达到缓控释目的的新型口服缓控释给药体系。,(三)胃滞留型给药系统,优点:1.改善某些药物的吸收效果 适于主要在胃内及十二指肠部位吸收的药物;适于在肠道环境中溶解度低或不稳定的药物。2.增加某些药物的治疗作用 适于在胃及十二指肠部位发挥药效的药物,且缓释可相对减少药物对胃的刺激作用。3.适于一些效能高、剂量小或半衰期很短的药物,是指口服后可维持自身密度小于胃内容物密度,从而在胃中呈漂浮状态的制剂,一般是
16、依据流体动力学平衡体系原理(HBS)设计而成,这是胃内滞留型给药系统的主要研究方向。骨架材料:亲水凝胶(HPMC、MC、HPC、HEC、CMC、PVP、PVA)助漂成分:疏水的、密度小的物质(酯类、蜡类、脂肪酸、脂肪醇类),胃内漂浮型给药系统,对于在释放介质中溶解性较好的主药来说,采用单层片的制备工艺即可。对于溶解性不好的主药,可制成双层胃漂浮片,即上层为漂浮层,下层为释药层,以此来解决漂浮和释放的一致性问题。可采用漂浮室的方法来解决(见下页图)。,胃内漂浮型给药系统,带有漂浮室的胃漂浮制剂,使片剂到达胃内后自身体积迅速膨胀(大于幽门,以避免片剂从幽门中排出),从而达到在胃内滞留的目的,所以也
17、被称为塞子型系统(plug type system)。,十二指肠,胃内膨胀型给药系统(以片剂为例),药物口腔喉部食道贲门胃幽门十二指肠空肠回肠盲肠升结肠横结肠降结肠乙状结肠直肠肛门。,pHStomach=1.0-2.5Proximal SI=6.60.5Terminal Illeum=7.50.4Proximal Colon=6.40.4Distal Colon=7.00.7,迅速膨胀滞留型制剂的作用机理:服用前,药物(A)被包裹在吸水膨胀材料(B)中,外部有一层聚合物保护膜,也有控制药物释放的作用。服用后,膨胀材料(B)膨胀至弹性膜(C),药物从膜(C)中释放出来,胃内膨胀型给药系统,胃内生
18、物粘附给药系统,是指药物借助高分子结合于胃粘膜或上皮细胞表面,从而延长药物在靶部位的停留时间和释放时间,促进药物的吸收,提高药物的生物利用度。一般认为是粘液(或粘蛋白)与制剂中的聚合物之间形成了静电引力和氢键的缘故。,磁导向定位给药系统,有人分别以核黄素和阿昔洛韦为模型药物制备了磁性片剂,并外加磁场延长其在胃中的滞留时间,结果显示药物的生物利用度有很大提高。尽管该类技术获得的产品性能都很好,也很少受生理因素的影响,但由于受医疗条件的限制,病人的依从性较低,有很大的局限性。,1磁铁;2蜡质层;3内包衣层;4外包衣层,亲水凝胶骨架成分:MC、HPMC、HPC、HEC、CMC、CMC-Na、PVP、
19、PVA。助漂成分:单硬脂酸甘油酯、十六醇、十八醇、蜂蜡、硬脂酸等。,胃内滞留型给药系统的辅料:,产气成分:MgCO3,NaHCO3等。膨胀成分:PPVP、CCNa、CMS-Na等。粘附成分:卡波普、海藻酸盐及黄原 胶等。,胃内滞留型给药系统的辅料:,采用生物粘附性聚合物,使片剂黏附于生物黏膜,缓慢释药由黏膜吸收起效。生物粘附性聚合物:卡波普(carbopol)、羟丙基纤维素(HPC)、CMC-Na等。,62,(四)生物粘附片,药物与骨架型材料混合,再加入其它成型材料、调速材料(PEG、表活)制成小丸,可再装入胶囊。制备方法:泛丸法、挤压滚圆、离心流化,63,(五)骨架型小丸,64,主要适用水溶
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