平其能
(中國藥科大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 南京 211198)
藥品安全、有效、穩(wěn)定與順應(yīng)性是藥劑研發(fā)與生產(chǎn)中遵循的準(zhǔn)則,數(shù)以萬計的制劑品種為防病治病發(fā)揮了極其重大的作用。為了改進治療效果、降低成本和綠色制造等目的,緩控釋制劑、透皮制劑、干粉吸入制劑、脂質(zhì)體及微球制劑等應(yīng)運而生。無論普通制劑或新型制劑,其研發(fā)與生產(chǎn)都是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包含對多種技術(shù)的應(yīng)用,隱含關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù),藥品質(zhì)量常常據(jù)此躍上新臺階,在競爭中脫穎而出或難以超越,成為具有很長市場生命周期的品牌,許多改良型新藥則是對現(xiàn)有藥品技術(shù)創(chuàng)新或改革的代表性成果。
從藥物制劑誕生到多種劑型的出現(xiàn),無不伴隨技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。從濕法制粒壓片到干法制粒壓片再跨入全粉末直接壓片,首先是對各種壓片技術(shù)可行性的探索,進而促成壓片設(shè)備及輔料的改造。創(chuàng)新的包衣微丸壓片技術(shù)生產(chǎn)的琥珀酸美托洛爾緩釋片在彰顯特殊優(yōu)勢的同時進一步提高了仿制的技術(shù)壁壘,其專利過期后至今仍然在臨床占據(jù)壟斷地位,成為眾多企業(yè)試圖效仿的平臺技術(shù)。又如,從烘箱式干燥、隧道式紅外干燥過渡到噴霧干燥、流化干燥技術(shù),為獲得流動性、可壓性優(yōu)良的顆粒、為解決穩(wěn)定性、均勻性和成本等提供了優(yōu)良方案,還為微球、微囊、微粉包衣等多種劑型和制劑的工業(yè)化提供了可行性。美國原ALZA公司經(jīng)過10余年的潛心研究,33年成就為超百億美元價值,創(chuàng)造了哌甲酯緩釋片、硝酸甘油貼、阿霉素脂質(zhì)體等具有全球領(lǐng)跑意義的40多個新藥品的企業(yè),包含了系列技術(shù)的創(chuàng)新,促進了世界范圍對新型制劑以及相關(guān)新技術(shù)的再發(fā)展。僅脂質(zhì)體的制備就產(chǎn)生了乳液揮發(fā)法、乙醇注入法、薄膜蒸發(fā)法、凍融法等多種技術(shù),硫酸銨-pH梯度載藥技術(shù)則顯著提高了阿霉素這類鹽型藥物在脂質(zhì)體中的載藥量。與之類似,口崩片面世之初采用的凍干技術(shù)則激發(fā)了無定形糖法、濕壓法、顆粒包衣法等,直到3D打印技術(shù)的應(yīng)用,促成更多的口崩片進入臨床。技術(shù)創(chuàng)新推動藥物制劑發(fā)展的實例不勝枚舉。沒有技術(shù)創(chuàng)新,沒有技術(shù)進步,就不會有新型制劑、改良型制劑的產(chǎn)生。毋庸置疑,國家層面大力推進的仿制藥一致性評價計劃對提高仿制藥的質(zhì)量起到了十分重要的作用,從逆向工程到多條溶出曲線的一致,從對原輔料來源及類型的盡可能的模仿到技術(shù)工藝路線的嚴(yán)格效法,我國制劑工業(yè)學(xué)習(xí)到了在教科書、文獻、專利和過往經(jīng)驗中沒有的知識和技術(shù),對提高制劑水平具有不可低估的作用,將為我國制劑工業(yè)的進步奠定更穩(wěn)固的基石。但這顯然對于打造一個創(chuàng)新型的制藥強國遠遠不夠,加強藥物制劑領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)的研究和建設(shè)勢在必行。
仿制是我國制劑工業(yè)的主流,水平與美國、日本等先進國家存在不小差距,但不乏有實力和遠見的企業(yè)重視技術(shù)創(chuàng)新與復(fù)雜制劑的研發(fā),取得了重要進展,出現(xiàn)了紫杉醇脂質(zhì)體、阿霉素脂質(zhì)體、亮丙瑞林微球、硝苯地平滲透泵片、沙丁胺醇控釋片和美沙芬控釋混懸液等系列高難度仿制藥品,而且其中一些是仿中有創(chuàng),為建立創(chuàng)新型生產(chǎn)體系打下了基礎(chǔ)??墒牵诳傮w層面上我國制劑工業(yè)在創(chuàng)新方面沒有質(zhì)的突破,無論從劑型、共性技術(shù),還是從輔料或制劑機械,很少有原創(chuàng)性成果,這從我國口服滲透泵制劑專利申請中可窺一斑。截至2016年,我國口服滲透泵制劑專利申請216項,“其中多是針對同一個發(fā)明構(gòu)思對不同藥物進行較為具體的系列申請,而且多集中于針對特定活性成分調(diào)節(jié)組分,對新方法、新輔料的研究較少,有效的核心專利匱乏,而且申請者大部分集中在高校院所。”對兒童外用制劑專利的分析表明,“我國的制劑專利還大多集中在圍繞藥物本身,采用現(xiàn)有成熟的技術(shù),產(chǎn)生不同的化合物組合物?!睕]有實質(zhì)性的創(chuàng)新技術(shù)支撐,很難形成強有力的知識產(chǎn)權(quán)保護,難以持續(xù)發(fā)展,大大降低了企業(yè)接受這類專利進行轉(zhuǎn)化的積極性??上驳氖牵瑖鴥?nèi)高新技術(shù)特征的制劑企業(yè)正在逐漸增加,出現(xiàn)了多元多形片劑緩控釋技術(shù)、片面涂膜技術(shù)與設(shè)備、口溶膜復(fù)合涂布技術(shù)、滲透泵致孔新技術(shù)與設(shè)備等的創(chuàng)新應(yīng)用或相關(guān)新藥國際申請,而乳液膜擠出微球制備技術(shù)、微流控微球制備技術(shù)、蛋白質(zhì)載藥新技術(shù)、脂質(zhì)體化學(xué)點擊修飾技術(shù)、活細胞-藥物載體技術(shù)等源頭創(chuàng)新或二次創(chuàng)新的共性技術(shù),其中一些已從實驗室走向工業(yè)化,一些則已獲得國際發(fā)明專利。
制劑技術(shù)創(chuàng)新的原動力是對醫(yī)藥產(chǎn)品應(yīng)用和生產(chǎn)不斷提高的要求,具有原創(chuàng)性和具有重大意義的技術(shù)均源自相關(guān)多學(xué)科的基礎(chǔ)研究與工業(yè)化應(yīng)用的集成。眾所周知,固體分散體是提高難溶性藥物溶解與吸收的重要方法之一,其理論基礎(chǔ)是低共熔體、固體溶液與藥物多晶現(xiàn)象,但只有結(jié)合噴霧干燥、冷凍干燥、熱熔擠出等生產(chǎn)技術(shù)后其在藥品生產(chǎn)上的實用價值才得到充分展示。迄今還非常有必要繼續(xù)對固體分散體制備及貯存中存在無定形藥物析晶及其抑制等基礎(chǔ)科學(xué)問題開展研究,以改進其技術(shù)結(jié)構(gòu)。微粉化技術(shù)也是解決難溶性藥物最普遍應(yīng)用的制劑技術(shù)之一,微粉化設(shè)備的制造既依據(jù)于對不同粉碎原理、力與熱、藥物性質(zhì)與性狀等的深入認識,依賴于對機械的周密設(shè)計、精細加工以及材料選型等,來自基礎(chǔ)研究與工業(yè)應(yīng)用兩方面的積累,一臺粉碎度可控、粒徑均一、重現(xiàn)性好、高效、綠色環(huán)保的粉碎機可能是某些制劑生產(chǎn)無可替代的關(guān)鍵因素。我國藥物制劑原創(chuàng)性技術(shù)成果比較少的原因是多方面的,包括我國制劑工業(yè)水平不高,整體工業(yè)領(lǐng)域相對獨立,長期仿制中形成的“單兵種作戰(zhàn)”、對關(guān)聯(lián)技術(shù)缺少產(chǎn)業(yè)鏈合作研發(fā),有面無點、長于驗證而拙于探索的研發(fā)習(xí)慣等。最近國際重磅刊物Science發(fā)表的利用重心原理及技術(shù)設(shè)計的胃內(nèi)自調(diào)方位胰島素口服制劑,與許多原創(chuàng)性學(xué)術(shù)論文一樣,與實際應(yīng)用相距甚遠,但劑型設(shè)計獨具匠心,拓寬思路,其意義并不限于胰島素。一項發(fā)現(xiàn)或發(fā)明成為創(chuàng)新技術(shù)和可應(yīng)用成果,需要長時間的專注與接力,修正與優(yōu)化,是高回報也是高風(fēng)險的投資項目,急功近利者與之背道而馳,跨學(xué)科多產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新任重道遠。
本期3篇綜述都圍繞著藥物制劑生產(chǎn)或制備的共性技術(shù)。哥本哈根大學(xué)藥學(xué)院萬鋒教授在《噴霧干燥技術(shù)在新型制劑設(shè)計與生產(chǎn)中的應(yīng)用》中,對噴霧干燥技術(shù)的基本原理及其在新型制劑設(shè)計與生產(chǎn)方面中的應(yīng)用作了全面介紹。噴霧干燥作為一種跨世紀(jì)的制劑技術(shù)保持著旺盛的活力,從單一干燥性能的應(yīng)用進而制備不同性質(zhì)的顆粒和適合不同劑型如微球、肺吸入粉霧劑和無定形藥物等的生產(chǎn),其霧化器、噴嘴和收集器等的改進持續(xù)不斷。新技術(shù)常是前一技術(shù)上的積累與發(fā)展,新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造沒有終點。作者介紹了噴霧干燥技術(shù)應(yīng)用的影響因素和經(jīng)驗,與讀者分享了采用三流體噴嘴制備載多肽或蛋白類藥物PLGA微球的研究,很有參考價值。
軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所鄭愛萍研究員撰寫的《3D打印技術(shù)在藥物制劑中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)》全面介紹了3D打印的定義、在制劑領(lǐng)域的發(fā)展、技術(shù)類型,特別重要的是分析了這類技術(shù)的優(yōu)勢和問題,并對其監(jiān)管進行了介紹。3D打印左乙拉西坦分散片的成功上市不是這一技術(shù)的終點,是利用這類簡單形態(tài)的制劑進行的試探性操作,為進一步加工復(fù)雜制劑證明技術(shù)可行性。正如作者指出,3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜度、產(chǎn)品個性化和按需制造方面具有極大的優(yōu)勢,特別是在復(fù)雜釋放機制的緩控釋制劑、植入劑、微針與透皮制劑等的制備中有更多的需求。人工智能將發(fā)揮重要作用,讀者可以關(guān)注這些方向的進展。
中國藥科大學(xué)藥學(xué)院呂慧俠教授撰寫的《過飽和藥物遞送系統(tǒng)的研究與應(yīng)用進展》介紹了近來發(fā)展的利用過飽和溶液改善藥物溶出和吸收的方法。過飽和溶液含有高于平衡溶解度的超高濃度藥物,處在熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),這一技術(shù)實施的要點之一是加入沉淀抑制劑干擾藥物成核或晶體生長。作者介紹了抑制劑與過飽和藥物分子的相互作用的可能機制,具有一定的理論深度。作者介紹了不同類型的沉淀抑制劑及篩選的方法,為設(shè)計和制備難溶性藥物的高濃度制劑例如脂質(zhì)體、乳液、微球等提供了研究思路與方法。顯然,作為復(fù)雜體系的納微米制劑,除沉淀抑制劑外,需要同時考慮自身的不穩(wěn)定因素,另外,過飽和溶液相關(guān)制劑的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)有待進一步開發(fā)。
隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革指導(dǎo)方針的確立,新一輪工業(yè)化革命已經(jīng)來臨,人工智能技術(shù)介入藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用已在路上。企業(yè)是科技創(chuàng)新的主力軍,藥物制劑的發(fā)展歷史表明,技術(shù)創(chuàng)新對形成優(yōu)勢產(chǎn)品、優(yōu)化工藝與生產(chǎn)設(shè)備、提高生產(chǎn)效率具有重要作用。目前我國藥物制劑工業(yè)在研發(fā)實力及人才貯備等方面還有許多不足,打造核心技術(shù)體系不能一蹴而就,應(yīng)從高起點確立目標(biāo),規(guī)劃人才知識結(jié)構(gòu),在前沿領(lǐng)域加強產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新,通過漸進式的積累,爭取在精密制造、智能制造和綠色制造的時代把握機遇,在競爭中保持優(yōu)勢地位。