混悬注射液冻干

引言：

据说高端复杂注射剂是改良型新药热点之一，包括从纳米级到微米级的各种混悬体系。除粒径和粒度分布20-30nm的胶束、50-100nm的纳米粒、微乳，200-500nm的脂质体、亚微乳、微球，以及纳米晶等等用于静脉、肌肉、皮下注射的纳米级制剂外，还有粒径和粒度分布在2-20μm范围内用于关节腔、皮下、眼内注射的混悬注射液。

依我个人的看法，做成什么形态还是根据临床需要，单纯的制剂创新不代表药物对患者的价值就高。能够显著提高安全性、依从型或者显著提高药效学作用的形态是值得做的，单纯的剂型创新意义不大。

纳米级注射混悬体系中一些物理特性不够稳定的类型做成冻干便于保存，如微球、脂质体、纳米粒等，对于物理性质非常稳定的如微乳、亚微乳制剂，微米级化药混悬体系没必要做成冻干。在这里，我们不谈合理性，只谈冻干工艺。

正文：

所有的注射混悬体系排序，我个人认为微球的冻干最简单，在散装药液冻结过程中溶剂结晶的应力很难破坏微球的物理稳定性，一般情况下可能适当的添加渗透压调节剂、pH调节剂后随便做一个过冷随便冻干一下就可以了，难点主要集中在微球制备的过程。

其次是微乳、亚微乳和脂质体，对于这类制品的冻干，可能涉及到散装药液冻结过程中溶剂结晶的应力对混悬体系的影响，可能需要增加适当的冻结保护剂，比如蔗糖、海藻糖等，相应的固含量变化、支撑能力则需要进行考察，除常规的粒径和粒度分布外，可能需要电镜直观观察散装药液和冻干制品复溶后药液形态，也可能需要比较Zeta电位的变化情况辅助评价冻干过程中对混悬体系的影响。

相对于上述纳米级颗粒，微米级颗粒混悬体系制备难度是最低的，但我个人认为一些高载药量的化药微米级颗粒混悬体系的冻干是相对更麻烦的：

无论是关节腔注射、皮下注射还是眼内注射，除更高的药物活性成分浓度外，渗透压是影响安全性和有效性的关键作用之一，不同的给药部位选择的渗透压调节剂不同，如眼用注射剂通常采用眼压平衡液作为渗透压调节剂，是选择“渗透压调节剂与API及其他辅料混合冻干用灭菌注射用水复溶”还是“将渗透压调节剂溶于灭菌注射用水制成专用溶剂在冻干药饼复溶时构建注射液的渗透压环境”带来的冻干难度不同。这类混悬液本身又含有大量助悬剂和分散剂，也是产生冻干不利影响的因素，我个人的观点：混悬液中API独立于溶剂之外，货架期化学稳定性良好，仅基于货架期化学稳定性出发点没有做成冻干的必要，当然在提高单位注射体积中API的含量、降低注射量角度，做成冻干制剂在一定程度上具有保持货架期良好物理性质的优势。

乳剂冻干：

乳剂体系中包含有大量低玻璃化转变温度、非结晶性物料，冻结过程中溶剂结晶产生的应力是冻干过程中破乳的关键因素，根据不同物料的特性和用量以及乳剂的粒径，并非任何乳剂都存在破乳风险，对于可能存在破乳风险的混悬体系，需要添加一定量的冻结保护剂降低溶剂结晶造成的应力，我们选择非结晶性物料能够完美解决这个问题，虽然散装药液的固含量已经很高，在干燥过程中即使采用更低的升华温度，依然出现药饼收缩、起皮情况，伴随着气流的作用，药饼表面遍布气泡留下的坑。

药饼收缩情况

药饼收缩收缩、起皮情况

复溶后的药液（右一）

加水复溶后的药液如上图，视觉上重塑的药液依然保持着散装药液的物理特性，通过粒径和粒度分布、Zeta电位测定与散装药液没有差异，对于粒径和粒度分布的测定，采用激光粒度测定仪检测的数值不一定能够真正代表制品的实际粒度分布水平，还是结合电镜观察的结果可信度更高；至于Zeta电位，我们还是强调比较复溶重塑药液与散装药液的差值以衡量冻干工艺对体系的影响，只有±10mV不代表乳剂就一定不稳定。

上述乳剂冻干使用的冻结保护剂为大量的蔗糖，改善药饼收缩情况首选添加部分结晶性辅料，添加蔗糖重量20%的甘露醇并采用完全相同的冻干曲线获得制品如下：

冻干制品的外观

含有甘露醇（上图）和不含甘露醇的制品（下图）外观对比

复溶后的药液形态（左一）

通过粒径和粒度分布、Zeta电位测定，含有甘露醇的制品复溶后与不含甘露醇制品的复溶药液及散装药液没有差异。

微米级化药混悬体系冻干：

微米级化药混悬体系冻干更麻烦，但难度较乳剂冻干更低，主要因素是化药一般情况下不具备高活性，达到起效浓度需要使用的API更多，结合给药部位，化药微米级混悬体系中固形物含量往往更高，获得至少满足配制、灌装、冻结过程中稳定的混悬体系除粒度和粒径分布外，往往需要一些助悬剂、分散剂辅助，混悬体系本身为热不稳定体系，延长体系相对稳定时间越长需要相同类型、相同黏度的助悬剂用量越大（混悬体系固形物含量达到25%及以上水平）。此外微米级混悬体系在溶剂结晶过程中受到冰晶挤压得应力导致沉降的现象较其它混悬体系更为突出，冻结方式更苛刻，过冷程度的掌握很重要。

上图是φ13 8R小瓶灌装2ml散装药液冻干制品的形态，出现针状结晶纹路和脱落的粉末因混悬体系中缓冲盐结晶时间过长造成

使用2R小瓶灌装2ml散装药液冻干的制品的这一现象较8R小瓶更显著，因为2R小瓶中灌装相同体积的散装药液的高度更高、底面接触面积更小，热传导效率更低。在没有可控成核的前提下调整预冻方式，获得的制品如下：

虽然药饼的细腻程度达不到瞬间深冷（实验室在冻干机外采用乙二醇和干冰-50℃-60℃）和冰晶可控成核（0℃、600mbar保持1小时后通入低于-40℃的氮气）的细腻程度，但能够解决因缓冲盐浓度较高导致的针状晶纹路。

每个混悬体系都有其特有的各不相同的物理和化学特性，导致开发的策略也不尽相同，后续以具体案例进行分享