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明胶与HPMC胶囊的对比优势分析

羟丙甲纤维素空心胶囊立题目的与依据1 立题背景胶囊剂广泛用于药品、保健品和功能食品中,已有160多年的应用历史。

胶囊已经成为除片剂外的口服固体制剂的主要剂型之一,我国采用硬胶囊剂型的制剂产量约占口服固体制剂总产量的20% [1],目前市场上胶囊产品主要以明胶为主料。

明胶分子独特的结构特征使其在应用中有一些缺点和不足,例如易于与含醛、还原糖基类化合物及维生素C等药物交联,使明胶壳水溶性变差,导致空心胶囊崩解及胶囊内容物溶出的延迟;在干燥条件下明胶可产生静电电荷积聚,对后续加工有影响;长期贮存在低湿度的环境,易变脆而导致胶囊破碎等。

此外,由于信仰和宗教方面的因素,明胶由于其动物源成分的存在,而在世界上受到很多人群的排斥。

近年来,疯牛病在世界范围内传播,美国食品与药品管理局( FDA)认为应该将明胶从基本安全(generally regarded as safe)名单中删除。

世界上主要明胶生产国,如北美和拉美国家大都为疯牛病遗区,国内外都禁止使用这些地区的明胶生产药用胶囊。

2012年中国部分地区爆发的“毒胶囊事件”更是让传统明胶胶囊的开发和生产雪上加霜。

因此,植物胶囊的使用量在逐年上涨[2]。

植物胶囊是指以陆生或海洋植物经过加工、提炼、化学改造制成的胶囊。

与目前大量使用的动物明胶空心胶囊相比,植物空心胶囊显著的优点是化学性质稳定,无交联反应,适应性广;安全性高,因为植物空心胶囊无动物明胶的蛋白毒素,不添加任何防腐剂,无需环氧乙烷灭菌等优势。

2 国内外上市、受理情况简述羟丙甲纤维素空心胶囊的原研厂家为美国辉瑞胶囊部。

Capsugel公司在全球有十大生产基地,我国苏州胶囊有限公司(中外合资)为其一,生产胶囊的规格00#、0EL#、0#、1#、2#、3#、4#,批准文号:国药准字F20090002。

我国进口的羟丙甲纤维素空心胶囊厂家为企业Capsugel France,规格00#、0EL#、0#、1#、2#、3#、4#,批准文号:F20110025。

羟丙甲纤维素空心胶囊国内生产厂家还有新昌县药峰胶囊有限公司,规格0#、1#、2#、3#,批准文号:国药准字F20140001。

绍兴康可胶囊有限公司,规格(1)00号(2)0号(3)1号(4)2号(5)3号(6)4号,批准文号:国药准字F20120001。

后者为国内首家获得国家食品药品监督管理局批准生产企业。

另外,羟丙甲纤维素空心胶囊(Ⅰ)秦皇岛药用胶囊有限公司生产,具体为海藻多糖空心胶囊,规格00#、0#、1#、2#、3#、4#、5#,批准文号:国药准字F20050002。

3 品种的特点HPMC具有很好的成膜、分散、增稠、黏合、保水和保护胶体等性能,是安全的可食用原料,广泛应用于医药、食品领域。

3.1 HPMC空心胶囊对崩解、溶出影响小[2]3.1.1 化学结构明胶内残存赖氨酸,邻近的赖氨酸残基氧化脱氨生成乙醛基团,经醛氨缩合反应生成吡啶环并发生交联作用,因此采用明胶作为囊材,其胶囊在放置过程中有崩解延迟现象。

而HPMC为纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚,化学性质稳定,不会发生交联作用,故不会导致HPMC空心胶囊崩解延迟。

3.1.2 崩解方式Podczeck等研究发现采用HPMC空心胶囊的胶囊药物溶出速率大于明胶空心胶囊(对照药品为茶碱)。

原因是HPMC的崩解是整个空心胶囊同时崩解,而明胶空心胶囊的崩解是先在网状结构处崩解,而后是整个空心胶囊的崩解,因此HPMC空心胶囊更被极力推荐作为速释制剂的空心胶囊。

Chiwele等也有类似的结论。

3.1.3 空心胶囊含水量Nagata研究发现明胶空心胶囊含水量低于10%时会变脆,而HPMC空心胶囊含水量即使达到1%也不会变脆。

在20~25℃及RH40%~60%条件下,明胶空心胶囊的含水量约为13%~15%,而在此条件下HPMC空心胶囊含水量约为4%~6%。

含水量过高对湿敏感性药物稳定性的影响很大。

吸湿性强的内容物,若采用明胶空心胶囊,水分会从明胶空心胶囊向内容物迁移,空心胶囊水分下降,空心胶囊变硬变脆,从而导致崩解延迟。

而吸湿性强的内容物采用HPMC空心胶囊则无此现象。

在中国,南北方地区湿度差异较大,北方湿度低而南方湿度高。

HPMC空心胶囊化学惰性,在低湿条件下不会变硬、变脆而导致崩解延迟。

而明胶空心胶囊在低湿环境下空心胶囊变脆,在高湿环境下出现空心胶囊粘连等现象。

可见,地区环境差异对于HPMC空心胶囊影响小,对明胶空心胶囊影响大。

因此对于湿敏感药物和吸湿性强的药物都宜采用含水量低的HPMC空心胶囊[3]。

3.1.4 贮存环境对空心胶囊的影响在贮存条件方面,经大量试验,在低湿条件下几乎不脆碎,高湿下空心胶囊性状依然稳定,对于极端储存条件下植物胶囊各项指标不受影响。

明胶胶囊则易在高湿条件下胶囊粘连,低湿条件下失水硬化或脆碎,对贮存环境的温度、湿度和包装材料依赖性强[4]。

3.1.5 溶出介质对空心胶囊的影响Chiwele等比较了明胶、明胶/聚乙二醇、HPMC 3种空心胶囊的溶出情况,发现HPMC空心胶囊在不同pH值条件下溶出都很快,而明胶空心胶囊则受不同pH值条件影响较大。

Brain研究了HPMC空心胶囊与明胶空心胶囊的崩解情况后,认为前者在10~55℃的溶出介质中崩解情况没有明显地变化。

而明胶空心胶囊在30℃以下不崩解仅仅扭曲变形。

这与HPMC化学惰性,耐盐耐热性能比较好有关。

羟丙甲纤维素化学性质稳定,不与空气和水发生化学反应,且纤维素具有代谢惰性,在体内不被吸收,直接排出体外。

不易生长微生物,所以正常条件下,长时间放置不会发生分解变质[4]。

3.2 HPMC空心胶囊在制剂工艺方面的优越性3.2.1 HPMC空心胶囊静电作用小明胶为蛋白质,有静电作用,而HPMC空心胶囊静电作用小或无静电作用。

这些归于两者的化学组成不同,明胶含有羧基和氨基,而HPMC是纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚。

在药物填充过程中,由于静电作用明胶空心胶囊易产生粘连和易吸附内容物,不利于药物填充入空心胶囊,而HPMC空心胶囊对内容物静电吸附小,更有利于药物的填充。

3.2.2 HPMC空心胶囊易包衣Cole等用对乙酰氨基酚(扑热息痛)作为对照药品研究了明胶空心胶囊与HPMC空心胶囊对包衣材料的吸附性。

利用γ闪烁法显影技术进行考察,发现用Eudragit L-30 D-55涂层后的两种空心胶囊中,服用HPMC空心胶囊制剂24 h后定位于小肠末端的几率比明胶空心胶囊制剂有绝对的优势,作者用电子显微镜对两种空心胶囊进行了观察。

观察后发现HPMC空心胶囊比明胶空心胶囊表面粗糙,认为正是表面粗糙造成HPMC空心胶囊比明胶空心胶囊易于包衣,因此易于体内定位。

明胶空心胶囊虽也可进行包衣,但不宜使用乙醇等易使明胶变性的有机溶剂,而使用水性包衣又会对明胶空心胶囊及内容物产生较大影响。

HPMC空心胶囊化学惰性,既可进行水性包衣,又可进行乙醇等有机溶剂包衣。

3.2.3 HPMC空心胶囊的碎片发生率低汤玥等分别取一定量HPMC胶囊、明胶胶囊,填充一定量的空白粉体,置于干粉吸入器中,考察碎片发生率。

结果,明胶胶囊产生碎片的情况与HPMC胶囊相比有极显著差异,远远多于HMPC胶囊( P< 0.001 )。

脱落的碎片在吸入时会使患者产生不适甚至造成危险,相应地,明胶胶囊被干粉吸入器刺穿产生的孔径远远大于HPMC胶囊( P<0.001 ),孔径差异也较大,可能会造成吸入剂量有较大的差异。

所以,从安全性的角度来看,HPMC胶囊是优于明胶胶囊的较好的吸入用胶囊。

3.3 HPMC空心胶囊在稳定性方面的优越性3.3.1 HPMC与内容物相互作用小胶囊不应与内容物发生反应。

内容物中含醛、还原糖基类化合物及维生素C等的一些基团会和明胶中的氨基或羧基发生反应,既影响空心胶囊的崩解又影响药物稳定性,因此该类药物不适合采用明胶空心胶囊。

而HPMC为惰性材料,与内容物无相互作用,可广泛应用。

3.3.2 HMPC空心胶囊对氧敏感性药物影响小明胶中存在氨基和羧基等极性基团,而水分子为极性小分子,可钻入多肽链间,并与极性基团相结合。

随着空气中水分子的不断进入,明胶的结构间隙不断扩大,而导致氧通透性增大,这对于氧敏感性药物十分不利。

HMPC是纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚,化学性质稳定,水分对空心胶囊通透性影响小,因此,HPMC空心胶囊适合填充氧敏感性内容物。

3.3.3 对内容物粉体学的影响作为干粉吸入剂用胶囊,对胶囊的抗湿性有更高的要求,以避免水分对干粉吸入剂的粉体学性质产生很大影响,而使制剂无法使用。

汤玥等考察了在不同条件下空心胶囊稳定性、空心胶囊内粉体性质,结果表明,HPMC空心胶囊与明胶空心胶囊相比具较强的抗湿能力,较好的稳定性,更适合作为干粉吸入剂用胶囊[3]。

汤玥等[5]研究发现以HPMC空心胶囊和明胶空心胶囊进行对照,考察不同条件下空心胶囊稳定性、不同条件下空心胶囊内粉体性质,并进行碎片发生率实验。

结果显示,HPMC空心胶囊的稳定性、对粉体的保护能力均优于明胶空心胶囊,且碎片发生率低于明胶空心胶囊,HPMC空心胶囊与明胶空心胶囊相比,更适合用于干粉吸入剂。

3.4 HPMC用药顺应性高Honkanen等用布洛芬作为对照药品研究后发现,HPMC空心胶囊比明胶空心胶囊对食管的黏着力要小,患者服用HMPC胶囊时产生异物感等不良反应较小,可提高患者的用药顺应性。

3.5 为消费者提供一新选择随着全球素食者的增多,越来越多的人们开始选择非动物来源胶囊,约超过7000万的美国人开始选择素胶囊。

HPMC空心胶囊为素食主义者和有宗教信仰的消费者提供了选择[3]。

4 综合分析综上所述,羟丙甲纤维素胶囊对崩解、溶出影响小,且不易生长微生物,所以正常条件下,长时间放置不会发生分解变质。

HPMC空心胶囊对环境的适应性很强,当产品的销售区域覆盖多种气候带或者储存条件相对较差的时候,HPMC空心胶囊的这一优势尤为显著。

另外,HPMC含水量低,适合湿敏感药物和吸湿性强类的药物。

在稳定性方面,HPMC与内容物相互作用小,对氧敏感性药物影响小。

研究发现,HPMC 空心胶囊比明胶空心胶囊对食管的黏着力要小,可提高患者的用药顺应性。

HPMC空心胶囊为素食主义者和有宗教信仰的消费者提供了选择。

2012年“毒胶囊事件”的发生,也会使植物胶囊的使用量增加。

总之,羟丙甲纤维素空心胶囊解决了明胶空心胶囊存在的问题,使得胶囊剂的质量得到改善。

所以,基于HPMC自身条件和市场需求,我公司立项开发了羟丙甲纤维素空心胶囊。

5 参考文献[1]郑琴,陈青阳,杨明.空胶囊的研究现状及解决中药胶囊吸潮问题的思考.江西中医学院学报,2007,19(6):74-77.[2]张良,王燕斐,刘宏生.天然植物高分子药用胶囊的研究与发展.高分子学报,2013,(1):1-10.[3]张存彦,王成港,王春龙.新型胶囊囊材—羟丙甲纤维素.中国药学杂志,2005,40(12):891-892.[4]丁慧琴.植物胶囊与明胶胶囊的区别.明胶科学与技术,2008,28(4):206-207.[5]汤玥,朱家壁,甘莉.HPMC胶囊壳对干粉吸入剂性能的影响.中国药科大学学报,2004,35(1):32-35.。

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