Close-up image of mSAS supercritical fluid SCF vessel

研究解决方案

我们关注的主要领域是mSAS®技术的内在优势,特别是以下几方面:

  • 结晶和颗粒工程
  • 生物大分子药物的稳定性
  • 多晶型筛选
  • 改善不溶性药物的性能
  • 吸入给药
  • 掩味
  • 结晶种子
  • 残留溶剂的消除
  • 结晶和颗粒工程

结晶和颗粒工程

随着人类对药物需求的不断增长,目前正设计一系列替代给药途径为患者提供药物,因此,对药物颗粒的工程特异性特征的要求越来越高。这种理想的特性范围涵盖结构、物理化学和表面特征,例如固态晶体学和颗粒大小。SCF技术已经被证实为一种可实现药物结晶和颗粒工程的可行性技术。

生物大分子药物的稳定性

生物制药的有效制剂和设计的一个主要难题在于加工或产品储存(保质期)过程中,其内在缺乏室温稳定性。许多产品以液体产品的形式进入市场,而这需要冷藏或低温储存。虽然可以使用喷雾和冷冻干燥工艺,但这些方法很昂贵,而且往往涉及复杂的操作,因此需要新的替代方案。超临界流体(SCF)技术,在颗粒制备过程中加入必要的稳定剂和其他药监部门允许的试剂,已被证明是一种可行的、有吸引力的替代方案。

多晶型筛选

对于制药公司而言,对为特定药物化合物制备的一系列多晶型物进行综合检测,具有深远的意义。无论出于商业还是监管方面的原因,发现所有潜在的晶型都有重大的意义。虽然许多公司实施了“多晶型探索”的操作,以探索传统结晶方法可利用的实验空间,但使用SCF技术的研究表明,在常规筛选过程中未识别的多种新的多晶型,可在超临界流体实验区域中成型。这些信息,以及各种新的多晶型的潜在发现,为制药公司提供了至关重要的信息。

Image of scanning electron microscope SEM

改善难溶药的性能

由于超过百分之四十的新药物均表现出不佳的水溶性,制药科学家的一项主要任务是探索各种替代方法,以克服这一特性,因为这一特性可能会降低生物利用度,进而降低这些候选药物的最佳临床疗效。利用SCF处理技术,可以很容易地生产出具有大表面积的微米大小的微粒,而这有可能最大限度地提高微粒的溶解速率,并从这种微粒工程策略中获益。

Close-up image of pressure gauge

吸入给药

目前用于制备微米级微粒进行吸入给药的各项技术主要是高能研磨(流体能量研磨、微粉化)。人们普遍认识到,这种加工操作对许多材料而言,可能会影响不可控的化学试剂含量,并对断裂的药物颗粒造成结晶和/或表面损伤。这样的变化可能会导致下游的二次处理问题以及各批次的变异性问题。相比之下,SCF处理是一种单步操作,可产生高收率的微米大小的微粒的操作方法,不会出现这样的损坏现象,而且这些过程具有高度的可重复性,从而使得各批次内部和各批次之间的高度一致性。

掩味

在通过SCF反溶剂机制形成颗粒之前,将药监部门允许的辅料加入到的液体流中,这些药物分子被分散在一个“基质型”颗粒结构中,从而能够控制该基质中活性剂的分布,因而能够掩盖某些药品的不良味道。

结晶种子

在许多传统的结晶过程中,结晶种子被用作额外生长的“模板”,以形成最终所需的颗粒大小和粒径分布的结晶颗粒。研究表明,这些最终颗粒的晶体质量可能取决于种子模板的晶体质量。由于SCF颗粒具有极高的结晶质量和纯度,这些精细的(微米级)晶体提供了理想的种子材料。

SCF工艺下的药物颗粒具有低含量的残留溶剂

该SCF反溶剂过程的一个内在特征在于,药物颗粒产品中的残余有机溶剂含量极低。这是由于药物结晶过程中通常使用的各种有机溶剂能以任何比例混溶于频繁使用的二氧化碳超临界流体中,因而在加入SCF流体时,快速去除了制备该药物溶液所使用的有机溶剂。