含有明胶处方药物剂型的溶出性质的变化

1、Pharmaceutical Technology APRIL 2002 :36-58含有明胶处方药物剂型的溶出 性质的变化含有明胶处方药物剂型的溶出性质的变化对存在问题、实验方法及解决方法的回顾药品生产厂家有责任保证他们生产的药品在药品标签中所注明的贮 藏条件下符合溶出度的规定，这样做不仅是出于市场竞争及伦理的观点， 也是为了符合法律。这很有必要，因为溶出度可以度量药品的吸收和生 物利用度。但是很不幸，对于一些药品，最后的溶出度发生变化是一个很普遍 的问题。而配方中在外层含有明胶（软胶囊或者硬胶囊）或者糖包衣的 片剂是其中的典型。这个问题被归咎于随时间延长而发生的明胶交联结 合。由于这个趋势

2、，人们对明胶的使用曾经产生质疑。然而，尽管曾经 有很多尝试用别的材料来取代明胶，明胶目前依然广泛应用。本文回顾了有关含明胶处方广泛存在的溶出度降低的文献和有关体 内体外临界观察值的文献。包括对明胶的简介，以及一些报道的溶出度 降低的例子，还有一些报道的解决方法。明胶一一简介明胶是胶原水解后得到的水溶性蛋白质的混合物（1）。蛋白质片段 几乎全部以氨基酸形式存在（见表I）这些氨基酸以氨基联结形成分子量从15，000到25，000的线性聚合物。表I氨基酸及明胶中氨基酸的成分氨基酸百分含量氨基乙酸25.5脯氨酸18.0羟（基）脯氨酸14.1谷氨酸11.4丙氨酸8.5精氨酸8.5天（门）冬酰胺酶6.6赖

3、氨酸4.1亮氨酸3.2缬氨酸2.5苯基丙氨酸2.2 苏氨酸1.9异亮氨酸1.4甲硫氨酸1.0组氨酸0.8酪氨酸0.5丝氨酸0.4胱氨酸0.1半胱氨酸0.1明胶的类型。明胶的的两种类型是以制造方式不同划分的。 A型明胶（pH3.8-6.0 ;等电点6-8）是用酸水解猪皮得到的，可塑性和弹性较 好。B型明胶（pH5.0-7.4;等电点4.7-5.3）是水解骨头及动物皮肤得到 的，硬度较好。尽管有时候单独使用 A型明胶或者或者B型明胶，但是 大多数药用明胶是以上两种类型明胶的混合物（2）。市场上有不同等级、不同颗粒大小及不同分子量的明胶出售，它们是半透明的薄片或者颗粒 状或者是粉末。明胶通常是以冻力

4、划分等级的，冻力是以勃鲁姆强度（bloom strength ）表示的，就是用6.66% （w/w）的明胶水溶液灌入冻 容器中，并使用12.7mm直径的活塞，当形成精确的 4mm深的凹槽时 的克数。性质 实际上明胶既没有气味也没有味道。它在丙酮、氯仿、乙醇、 乙醚、甲醇中不可溶。它可溶于甘油、酸和碱中，尽管强酸和强碱可以 使蛋白质变性（precipitation ）。在水中蛋白质膨胀，软化，逐渐吸收5-10 倍于自身重量的水分。在热水中，它的溶解度增大。冷却至 35-40 C蛋 白质形成凝胶或胶冻。大于40C时，以溶胶形式存在。与酸性介质相比， 在碱性介质中形成的凝胶粘性较大。 （3）由于明胶

5、是蛋白质，明胶也表现出蛋白质的化学性质（如明胶可被 大多数蛋白质水解系统水解产生氨基酸组分） 。明胶可以和酸、 碱、乙醛、 醛酸、阴离子及阳离子聚合物、电解液、金属离子、可塑剂、防腐剂和 表面活性剂反应。应用 在制药工业中明胶具有巨大价值，因为很多处方都要用到明 胶，它也是软胶囊和硬胶囊中唯一用于定形的成分。它可广泛应用于溶 液剂、糖浆剂、片剂、糖衣片、吸入剂和牙科用药、阴道用药、局部用 药以及注射液的制备。它的其它应用还包括制备糊剂、锭剂、栓剂。此 外，它还可以作为非肠道用药的赋形剂、片剂的粘合剂和包衣片的包衣 材料。低分子量明胶因为有提高口服药物溶出度的作用， 而一直被研究。明胶也被用来将

6、药物制备成微囊，就是将有活性的药物包封在微小 的囊状物中，最后可能处理成粉末状物质。在脱水剂（如乙醇或 7硫 酸钠）的作用下，当温度大于 40C时明胶可以形成单凝聚层。Peter et al. 研究了复凝聚法形成过程中明胶的性质 （4）。明胶胶囊还可以被包衣 用于某些用途（ 5）。明胶软胶囊还可以包薄膜衣和糖衣。在胶囊烘干前后的明胶交联作用可以使药物延缓释放（8）。甲醛也用来将软胶囊和硬胶囊包肠溶衣（ 2， 9， 10）。也有报道在甲醛和明胶相 互作用的胶囊上钻孔以控制药物的释放 （11）。有人观察过通过这种方式 制成的维拉帕米胶囊的药物达到零级（ zero-order ）释放。也有一些报 道

7、描述明胶的微球配方及与微球戊二醛交联作用后可以达到控制药物释 放的目的（12）。交联作用后明胶凝胶因为具有生物附着性以及延缓药物 的释放可以用于活体组织中 （15）。以盐诱导通过明胶的复杂凝聚过程可制成DNA明胶乳酸纳米粒，在此基础上用于基因传递的新系统和质粒DNAE经得到了开发。它由200 700nm的 球形微粒组成，其中含有25 30% (w/w)的DNA这些微粒可以通过明胶的交联作用变得稳定。(16) 在医疗方面，明胶可以作为血浆的代用品，及伤口上的敷料。明胶 制成的胶囊中装入放射性标记的药物进行过放射性追踪研究(17)。明胶还广泛应用于食品工业和照相用的乳液中。一般说来，在口服药处方中

8、，明胶被认为是一种无毒性，没有刺激 性的材料。然而，少数文章报道明胶胶囊可以在食道内粘着，而这可以 引起局部疼痛。也有文章报道在非口服应用明胶材料后出现了包括过敏 反应在内的超敏反应( 21)。官方状态(Offical status )明胶被收录于FDA的非活性成分目录 之中。在英国它可以作为合法药物使用，在各国药典中也都对明胶有所 描述。明胶交联作用及溶出度变化的问题 以明胶为主的处方出现一个最主要的问题就是在很长时间之后溶出 度会有明显的下降，这个问题被归咎于明胶的交联作用。交联作用可以 使整个处方变成膨胀的、薄的坚韧而有弹性的水溶性膜，也可以称作薄 膜。薄膜作为一层屏障，限制了药物的释放

9、。而且在轻微搅拌下，薄膜 也不容易破裂，溶出度值常常会降低到零点( rejection point )。有些文献报道了对明胶溶出度发生变化的各种研究。本部分讨论一 下各种不同处方的实例。糖衣片( SCTs) 在糖衣片中，明胶的作用主要是粘合剂、膜赋形剂 及包衣材料，它可以用于片剂的打底。在打底过程中，应在片芯上交替 使用包衣液和粉衣层(dusting powder)，并作适当干燥。这样的程序会 形成粘合剂与粉末层层交错的层积式结构或薄三明治结构。通过对原本 凹凸不平的片芯的包衣，可以使片剂表面光滑，以方便最后着色剂的包 衣。Khalil et al. 的研究中很早就强调了糖衣片溶出度降低的问题

10、。他 们制成由蔗糖、葡萄糖、果糖、碳酸钙组成的明胶薄膜( cast gelatin film )所构成的糖衣片打底系统。将薄膜分别在70C, 80C, 90C,110 C温度下储藏不同时间，从中发现在储藏温度与薄膜的溶解度值间存 在重要的相关性。 随着储藏温度的提高, 明胶的崩解和溶出能力下降了。后来 Barrett 和 Fell 报道了老化对保泰松糖衣片溶出度的影响 (24)。 保泰松糖衣片分别被保存在20C、37C、50C温度下。最终明胶的崩解 及溶出度的下降与片芯外明胶底层包衣层的粘附有关。存放时间较长的 片剂(5年时间)其溶出度及崩解的降低与在37C存放的片剂情况相似。 而在20C和3

11、7C保存的糖衣片其分解时间几乎没有受到影响，仅仅是在37C保存14周后的片剂其分解时间受到了影响。据Warren和RoweB道 环噻嗪和利血平的糖衣片在不同温度下保存一年其溶出时间延长(25)。同样也发现溴化普洛盘舍啉的糖衣片其溶出度降到很低(26)。El-fattah和 Khalil 检测了 14批盐酸氯丙嗪的溶出度, 结果发现所有批次在 0.1N 盐酸中的分解试验均符合美国药典的规定,却没有一个批次溶出度符合 不低于 80的规定( 27)。 Ondari et al. 观察了市售氯丙嗪糖衣片在等 温条件下(30C)及循环条件(30C下12小时，室温12小时，30 C及 湿度 90下 12小

12、时)下保存 4周之后其溶出时间的延长( 28)。在另一项研究中，将八种市售品牌的布洛芬片剂在 37C和湿度75% 条件下保存四周对它们的溶出度进行了研究 (29)。在接近四周的时候发 现糖衣片的溶出度有明显的下降,而薄膜衣片却没有受到影响。糖衣片溶出度的降低会造成临床药效的下降。在对核黄素的研究中，将两个品 牌十批的核黄素保存在不同的密封容器内，容器内的温度从18 C到28 C,容器外的温度为45C。结果发现，底层衣中含有明胶的那个牌子 与另一个牌子相比其溶出度明显下降（30）。Dahl et al. 经研究发现明 胶包衣的扑热息痛片在室温条件下保存 7 个月或不到 7 个月后其体外的 溶出度

13、没有变化（31）。而把这些药品在高湿度下分别保存 3.5 和 7个月 后，发现其药物溶出均有明显下降，而且在任意时间点均可看到标准偏 差。Shah和Parsons比较了丙戊酸的薄膜衣片、糖衣片及未包衣片在加 速保存后的体外溶出行为（32）。在40C、75%湿度下加速保存至少 3 个月后，未包衣片和薄膜衣片的溶出度没有下降。在加速一个月后，糖 衣片中丙戊酸的溶出百分量没有明显变化。然而在加速两个月，三个月 后，丙戊酸在第一个小时的溶出量明显下降了。溶出度的下降被归咎于 糖衣层的崩解出了问题，然而事实上在溶出度试验的最后阶段片芯依然 是干燥的，这表明片剂的密封衣层或是底衣层发生了粘附。在最近的一项

14、研究中，Sin gh et al.将磷酸氯喹糖衣片分别在 25C 60%湿度、40C 75%湿度、25 C 60%湿度有光照以及40C 75%湿度有光 照四种条件下保存，然后对药物释放量进行研究（33）。在25C60%湿 度有光照条件下保存16天后，溶出度明显减少。在 40C 75%湿度有光 照条件下保存 8天溶出效果更差。明胶硬胶囊 硬胶囊的囊皮一般含有 13%16%的水分，在40%到 60%湿度下硬胶囊可以保存而不影响质量。 水分在 13%到 16%变化不会 削弱囊皮的完整性。 当囊皮含有少于 12%水分时，囊皮会变脆而易断裂； 当囊皮所含的水分大于 18%时囊皮变潮、软、发生变形，而且如

15、果胶囊内容物有吸湿性的话，囊皮具有将其中的水分转移到内容物中去的倾向 （34）。受贮存环境影响的囊皮水分含量主要影响硬胶囊的溶出稳定性。 胶囊的明胶囊皮中水分可作为增塑剂使硬胶囊有韧性。在不同贮藏条件 下引起的不同的囊皮水分含量会造成硬胶囊发生糟糕的物理变化，如变 脆，胶囊粘着。内容物中的水分可转移至囊皮，这将引起潜在的软化和 粘着问题。例如，内容物中含有风化性成分就会出现这种问题。相反， 当内容物中含有溶解性和吸湿性成分时囊皮中的水分也可转移进入胶囊 内容物。在40C、50C以及40C 75%湿度条件下保存时水分在囊皮和内 容物之间发生转移可能是明胶性质改变的原因之一。（35）Langenb

16、ucher 观察了处方中含有乳糖的胶囊在11%67%的湿度条件下保存 2 8 周后溶出度的下降。 Khalil et al. 研究了老化对四种品牌 的氯霉素硬胶囊的崩解性和溶出度的影响（23）。所有这些药品在25C 不同湿度条件下在敞口的容器中保存 32周。在 49%和 66%湿度条件下 保存的样品其溶出度没有发生变化。 而保存在 80%湿度条件下的胶囊在 第一个小时内没有药物溶出。在另一项研究中，将四环素和氯霉素的市 售胶囊在30C和75%湿度条件下在敞口容器中保存1个月，其体外药物溶出比保存前有明显减慢。 在实验条件下囊皮并不崩解 （ 37） 。 Mohamadet al. 在将盐酸四环素

17、胶囊保存 48 个月之后也发现明胶囊皮具有局部不溶 解性（ 38）。 Georgarakis et al. 研究了保存在不同湿度条件下（ 50% 90%）三水苄青霉素胶囊其储藏条件对药效的影响，并且发现胶囊的溶 出有明显的减慢 （39）。这被归咎于水分从囊皮转移进入内容物而引起的 内容物凝聚并且稍后结块。Murthy et al.用三种药品作为模型系统评估了加速贮藏条件对硬胶 囊溶出性质的影响（ 40， 41）。在这项研究中，所使用的硬胶囊了含有不同色素如 FD&C3 号红、 40号红、 5号黄、 28号红、 1号蓝。使胶囊的 囊体和囊帽中均含有着色剂以及在双色胶囊的囊帽中含有着色剂，

18、 对光、 湿度以及二者共同的因素所造成的影响进行了评价。在荧光、80湿度条件下保存 2 天后， FD&C5 号黄、3 号红、1 号蓝的胶囊释放药物完全。 在环境光和 80湿度条件下保存 2 周或在紫外光和 80湿度条件下保存 2 天后发现药物的全部释放量有明显下降。而将同样药物装入透明胶囊 后在高强度荧光 80湿度条件或环境光 80湿度条件下保存 4 周后，发 现胶囊的溶出及分解性质没有变化。因此可以推断胶囊所发生的变化是 由色素引起的，而光线和高湿度则加速了这种变化。这项研究强调了在 贮藏囊皮含 FD&C 色素的胶囊时避免高湿度及使用避光容器的必要性。Dey et al.指出

19、没有外包装包装或用 PVC或PVC 聚三氟氯乙烯包 装的etodolac胶囊（200或300mg）在加速条件下（40C 75%湿度）保 存后，30min的溶出度均不符合80%的规定，而用高密度聚乙烯（HDPE） 的瓶子做外包装的胶囊在同样条件下保存溶出度却符合规定（42）。在另一项研究中对布洛芬硬胶囊保存在高温高湿及有光和无光条件下的溶出 度进行了研究。结果发现在有光及高温高湿的条件下药物的溶出度明显 减少。明胶软胶囊 软胶囊的溶出度问题也是一个普遍存在的问题， 尽管有 关这方面的文献并不是很多。 药物在软胶囊中以溶液或分散液形式存在。 软胶囊的囊皮中含有增塑剂（主要是甘油或山梨醇）、聚乙二醇

20、（PEG ）、 聚乙烯糖醚（ethers of polyethylenated glycosides ）和明胶、水。高湿度 可以使胶囊变软、粘、膨胀并可能引起囊皮中水分进入内容物中。这种 水分的转移潜在的影响药物化学和溶出的稳定性（4345）。由于软胶囊中明胶使用量更大，软胶囊和硬胶囊的囊皮厚度经常不同。经研究 Chafetz et al. 发现吉非罗齐软胶囊的溶出度明显下降（ 47）。 这些胶囊分别在37C、37C 80%湿度和45C，并在保存1、2、3个月后 进行测定。所有含有吐温-80的胶囊在37C 80%湿度保存1个月后胶囊 表面形成一层膜。 Bottom et al 对两个批次的硝苯

21、吡啶软胶囊进行溶出 度试验，结果均不合格（ 48）。在最近的一项研究中， 将市售的 nimcsulide 软胶囊在40C、75%湿度有光照条件下保存不同时间，对其溶出度进行 试验。结果表明溶出度变化明显，而在第 8 天和 8 天后取出的样品根本 不溶出。以明胶作为粘合剂的片剂 目前对以明胶为粘合剂的片剂存在不同 的报道。 Asker et al. 进行的一项研究中，对以明胶作为粘合剂的可的 松片剂分别在50C 83%湿度和70C 96%湿度条件下保存7周（49）。两种 条件下保存的片剂分解和溶出时间均延长。但是最近对氯奎片剂（同样 含有明胶作为粘合剂）进行的一项研究中，却没有显示出这样的结果。

22、将所有的片剂在40C75%湿度、光下保存3周，与外层含明胶的药物不 同的是，这些片剂分解完全，溶出时间也是几乎没有延缓。交联作用的明胶处方的生物利用度及胃肠道酶的作用Johnson et al. 对地高辛的软胶囊进行了生物利用度的研究，将其 在37C下保存10个月（50）。尽管溶出率下降了，但是吸收程度却没有 下降。同样， Chafetz et al. 也没有发现体内体外的结果存在相关性。 他们的结果表明吉菲罗齐胶囊当外面已经形成一层膜时生物利用度与易 溶出的药物等同。然而 Martin et al. 发现苯妥英胶囊暴露在高湿下会 破坏它的临床药效（ 51）。后来， Mohamadet al.

23、 也报道了对四环素胶囊 保存 42 个月后，尽管体外溶出度下降了， 但是体内的生物利用度没有发 生变化（ 38， 52）。胃肠道酶的作用 由于在体外溶出度下降的配方在体内并不引起溶 出下降，可以得出结论是体内的胃肠道酶消化了变性的明胶。也许是这 个原因，在 60 年代以前当使用模拟胃液和肠液作为溶出介质验证胃肠道 酶的作用时，几乎没有关于含明胶处方药物在贮存后溶出度下降的报道。 Rather 指出胃液中的蛋白酶加速了溶出缓慢胶囊的溶解。 因此 Murthy et al. 进行了一项更大规模的研究以确证溶出介质中的酶对加速条件下储 存的两种处方药物其药物释放的特性的影响。他们的研究表明湿度、光

24、照加速条件所造成的溶出度的下降程度会被含酶的溶出介质所降低。Dahl et al. 进行了同样的实验，表明对乙酰氨基酚的明胶包衣片在 湿度箱中保存 7 个月后，以 1的胰酶水溶液作为溶出介质，其溶出度 与新制得的对乙酰氨基酚的明胶包衣片相同（31）。同样， Dey et al.证明了加速保存的（40 C 75%湿度）含有200或300 mg etodolac明胶 硬胶囊在体外以磷酸盐缓冲液（pH7.5）为溶出介质时测定的溶出度下降， 而以含有1%w/v胰酶的磷酸盐缓冲液为溶出介质时（pH7.5）测定的溶 出度却符合规定（30分种内溶出度不低于 80%）。此外，加速保存的 200 或 300 m

25、g 依托度酸胶囊在狗体内的吸收程度与室温保存的而且体外溶 出度合格的胶囊等同。同样，加速的 300- mg胶囊溶出度不符合规定而 在一项 24 例成人人体的研究中其生物利用度却与控制胶囊（新包装的） 等同。最新研究 在最近的一项研究中，将两批的硝苯地平明胶软胶囊在10-20ppm和80ppm甲醛环境中保存（48）。在保存1.5年后第一批胶囊 与新胶囊生物等效，而第二批在保存 1 年后即生物不等效。在另一项研 究中，将维生素的明胶软胶囊在40 C、75%湿度条件下保存6个月，25C、 60%湿度条件下保存 1 年，然后研究其崩解时间 （54）。在缺酶的崩解介 质中该药物结果不合格，而在含有酶的介

26、质中结果符合规定。尿检结果 显示两种条件保存的药品体内崩解率都正常。Brown et al.使用微克闪烁扫描法比较了未处理及适度处理的扑热 息痛硬胶囊（用甲醛处理）的崩解行为。结果两组胶囊崩解性质均没有 发生变化。Digenis et al进行了相同而且更深层次的研究，他用微克闪烁扫描法研究了经甲醛处理的阿莫西林硬胶囊在体内的破裂和GI转移，同时该胶囊进行了 6例（six-way ）单剂量的生物等效性研究（55）。 研究表明发生严重交联作用的明胶胶囊在体内的分解时间延迟，接着又 导致胶囊的吸收和Tmax延迟。然而，AUC0- a ）或Gax却没有发生变化。在 更新的一项研究中用甲醛对对乙酰氨基

27、酚软胶囊和硬胶囊进行不同程度 的交联作用，发现Cmax和Tmax均增大。尽管严重交联和适度交联的胶囊 AUC （0- a）相同，但是从Cnax上看，两者不具有生物等效性。美国药典关于含酶的双级溶出实验由于在溶出液中添加胃肠酶（胃蛋白酶或胰液酶）后溶出效果好，因此建议在美国药典中对特定检测含明胶药品的溶出介质中增加酶（22）。这项建议是以酶可以消除高度交联的明胶胶囊外壁对药物分子所 形成的阻碍屏障为基础的，溶出液加酶后会降低实验时间和实验成本。因此，1993年7月美国药典溶出度及生物利用度分委员会（DBA 建议制定第二实验方法，对按照第一实验方法不符合规定的老化胶囊使 用含有酶的介质。同时此项建

28、议也声明胶囊的生物利用度不能因此变化 而降低这一条件。1994年年初这项建议被提交到美国药典论坛。几乎同 时，FDA的工业明胶胶囊生产组成立，美国药典委员会也是其中参与者 之一。因此DBA决定推迟这一建议的正式化，直至生产组完成他们关于 生物利用度-生物等效性问题的研究。1997年初，美国药典论坛对按照 正式实验方法不合格的硬胶囊推出了双级(two-tier )实验。最初曾建 议在每个药物的各论中增加第二实验方法的使用条件。 而在1997年九十 月间出版的美国药典中，第二溶出实验介质被写入总论 <711> “溶出度” 中，这一双溶出液实验方法最终出现在美国药典 25版上(57)双级

29、实验(The two-tier test)双级实验包括药物的各论中规定的最初溶出液中不含酶的方法。第 二溶出试验是在含有酶的介质中进行的。在不同pH条件下，推荐使用两种酶。各论中规定的水或介质 pH<6.8时推荐使用纯胃蛋白酶，它可以 引起w 750000单位/ 1000ml的活性；而介质pH>6.8时，在介质中不应 加入超过0.05g/1000mL的胰酶。将本实验扩大到可溶性药物中 最近人们试图使含可溶性药物的处 方其溶出度测定也可以使 USP双级实验。为了得到应用目的，人们考虑 使用非离子表面活性剂配合胃蛋白酶(58)。造成问题的化学过程(The chemistry of th

30、e problem )Dige nis et al.的一篇极好的综述中描述了相关制药环境所造成的明胶交联作用的合理机制(mechanistic rationalizations)。因此本文并没有详细讨论这种机制。假定的化学过程下面三种化学过程被假定涉及相互交联作用。明胶与三氨基酸赖氨酸的反应性增高。彼此邻近的赖氨酸残基氧化脱 氨产生最终的乙醛集团。一部分乙醛集团被相邻的赖氨酸的自由£ 氨基集团攻击产生亚胺，随后经过醛醇浓缩反应产生了含有吡啶环的 交联作用的产品。当杂质中含有乙醛时，赖氨酸的自由£ 氨基集团与乙醛反应。 反应 产生羟基甲氨酸(hydroxymethylamin

31、o )衍生物，然后脱水形成阳离 子亚胺。 后者与其他羟基甲氨酸 （hydroxymethylamino ）赖氨酸的残 余物质反应形成乙烯醚（ dimethylene ether ），并最终重排形成彼此 以亚甲基联接的两个赖氨酸自由£ 氨基集团，导致随后的交联作 用。明胶交联作用的第三种形式是自由氨基集团与阳离子亚胺中间体 （见 前面黑体字） 反应产生的氨化形式和乙缩醛的胺形式。 这种类型的反 应中外界的pH值发挥着很大的作用。葡萄糖或药物配方中常用的其它醛糖会发生与之类似的反应。 这些糖 类的醛基与游离氨基集团反应，形成亚胺，并且通过重排产生酮糖。 随后酮糖的羰基集团与另一个胺反应，

32、形成交联明胶。不仅仅有赖氨酸 -赖氨酸交联，赖氨酸 -精氨酸交联和精氨酸 -精氨酸 交联也有报道。总而言之，明胶多肽的交联能够以以下两种方式进行： 同一多肽链内部发生架桥（链内，分子内交联） 两个相邻肽链上的氨基酸可桥联（链间，分子间交联） ，这一过程增 加了明胶的分子量（ 39）。交联导致在最初分子间排列紧密时形成的粒子间键脱去， 代之以新键 形成，最终形成了一种具有不同的多孔性和多孔结构的剂型， 因此体 外释放模式也会与原来不同（ 34）。导致交联的几个原因 人们发现：一些化学物质，高湿，高温和光照对于外层含明胶的配 方的体外溶出时间延长起到了单独或协同影响。本节将讨论一些已有报 道的例子

33、。化学物质：普遍知道的可引起明胶变性的化学物质已列在表 II 中。在列出的化 学物质中，甲醛研究的最为深入（9）。在剂型中，它从增塑剂、防腐剂、 脂肪和聚乙烯化合物中释放出来，如 PEG、PEG和脂肪醇或苯酚形成 的酯，聚乙烯甘油酯（polyehtylenated glyceride）非离子型表面活性剂（聚山梨酸酯，不饱和脂肪酸酯）以及含六亚甲基四胺为稳定剂的玉米 淀粉（9, 38, 47, 52, 59）。为了在甲醛浓度和含明胶制剂的溶出度降 低程度之间寻找相互关系已经做了大量工作（60-64）。相反，人们已利 用明胶与甲醛的交联反应生产肠溶胶囊（2, 9-11, 65）。表II已报道的引起

34、明胶交联的物质物质参考文献1醛（糠醛，丙烯醛，甲醛，戊二醛，glycery（乙醛）2, 47, 48, 52, 65, 81, 86亚胺22酮22糖类（葡萄糖和醛糖）2色素（FD&C,3号红，40号红和1 号蓝2磺酸和对甲基苯磺酸41, 86碳二酰亚胺（1-乙烯基-3-（ 3-二甲 胺基-丙基）碳一酸亚胺盐酸盐， 盐酸胍）81, 86苯86对苯二酰氯8也已知道色素，特别是 FD&C 3号红和FD&C 40号红在明胶结构特性的变化及导致其溶解性降低方面起到了重要作用（66, 67）。色素与明胶通过疏水键合或氢键键合的方式相互作用（9, 66）。Murthy等人发现当含有F

35、D&C 3号红的胶囊在高湿和光照下贮藏时，其溶出度明显 下降。Ray-Johnson and Jachson报道了明胶与碳酸钙和其它水不溶性化 合物如硫酸钙、碳酸镁的反应（68）。但是，对于水溶性盐类（如氯化钙和氯化镁）没有发现有不良作用。因此，推断在不溶性钙盐存在时明胶性质的变化是由于片剂包衣内部的物理变化导致，而不是离子和明胶间 的化学反应导致。另外的两项研究报道了填充在装有胶囊的高密度聚乙烯瓶口处的人 造丝线圈也会对胶囊的溶出度产生负面影响。人造丝产生糠醛，当其以 饱和气体存在时会很快降低胶囊的溶解性（ 65）。Hartauer 等人（ 89）报道了在 2个月和 3 个月的加速环

36、境条件下贮 藏，含人造丝线圈的包装中装有的少量胶囊 （10 个）的溶出度显著下降。 湿度湿度是另一个导致明胶制剂中明胶交联的主要因素。 对下列药物的研 究突出了其有害的影响： 氯霉素（23），吉非罗齐（47），苯妥英胶囊 （51） 以及扑热息痛明胶包衣片（ 31）。推测湿度是通过以下途径起作用的： 间接地催化形成亚胺所有交联反应的第一个中间体。 催化辅料的分解，分解产物可引起明胶交联。例如：玉米淀粉中 偶尔含有微量的稳定剂六亚甲基四胺会在高湿条件下分解成氨和 甲醛（ 38）。影响精氨酸 -精氨酸交联速度。提供明胶变性的媒介。温度升高温度会使明胶交联的速度加快。 Barrett和Fell发现在2

37、0 C和 37C保存SCTs不会影响其崩解时间，37C保存14周除外。但是，50C 就会发生一个明显的变化（24）。贮藏5年的片剂其变化的形式与 50C 保存的那些非常相似。Hakata等人报道了 SGCs在大于等于40C条件 下贮藏后，崩解性显著降低（70-72）。在其它研究中，开发了一种模型 系统，主要由含葡萄糖、蔗糖、果糖的明胶薄片和碳酸钙组成（30, 73）。 这些系统分别在70, 80, 90C和110C保存不同的时间。在这期间，所 有明胶薄片的崩解度都显著下降。光光或UV-可见射线也会影响含明胶处方的溶出特性。Lengyel等人观察到当明胶暴露在电离幅射中和用作片剂和胶囊的粘合剂时

38、，片剂的稳 定性和胶囊的性质就会发生变化（74）。Murthy等人在一项对于含不同 色素的双氢氯噻嗪和盐酸苯海拉明胶囊的研究中观察到UV-可见射线对明胶交联的影响（41）。他们发现强烈的UV或可见光照射促进胶囊的变 化，特别是那些含FD&C3号红色素的胶囊。结果造成其体外溶出度下 降。他们也观察到当同时存在高湿度时，光线的这种不良影响会加强。 近来，Singh等人（33）报道了三种环境因素一一温度、湿度和光一一 结合，具有更加显著的影响。这种更加不良的影响可在所有类型的含明 胶制剂：SGCs, HGCs和SCTs的外层见到。用导致明胶交联的加速法（stress method）来研究聚合

39、作用的特性为了研究聚合作用的特性，需要使制剂中的明胶交联，使用了一种加 速法，即使用甲醛或环境因素如温度、湿度和光照（单独或结合使用）。试验的环境和持续时间列在表III和表IV中。FDA工业胶囊工作组织 主要使用甲醛（46, 48, 56）。将不同浓度的甲醛填充至 HGCs和SGCs 中，将这些配方在加速条件下（温度 40C,湿度75%）放置，时间小于 等于六个月（见表III ）。表IV显示了用湿度、温度和光照单独或结合使 用短期或稍长时期的加速试验。表III已报道的含明胶制剂中使用甲醛弓1起交联的例子剂型和药物甲醛含量保存条件和时间溶出度结果4参考文献硬胶囊： 阿莫西林乳糖中含18ppm室温

40、6个月，40C和 75%RH明显降低55硬胶囊壳乳糖中分别含 0， 20，120ppm40 C 和 75%RH而 后 25 C 和 50%RI保存6周明显降低60软胶囊：扑热息痛和 硝苯地平0， 20，80ppm25 C 和 60%RH和40 °C , 75%RH20 天20ppm或更低的 3量尚可，80ppm就明显降低48扑热息痛乳糖中含20ppm40C, 75% RH一天，而后室温6天明显降低56表w文献报道的温度，湿度和光照对于含明胶处方制剂的溶出的影响剂型和药物温度相对湿度紫外和 可见光时间对溶出的影响4参考(C)(%)照射文献糖衣片：保泰松20,37,502到14周50 C

41、储存1424周后降低丙戊酸45751, 2和3个月两个月和三个 月的样品溶出8940显著降低布洛芬37754周显著降低29核黄素45显著降低30扑热息痛室温室温高7个月，3, 5和7个月无变化 显著降低31硬胶囊：254932周无变化氯霉素66无变化2380直到一小时都未释放咲喃妥因40792和10周10周的样品 显著降低9037吉非罗齐37801, 2和3个月一个月后显著 降低4745装入不同颜80环境光2周显著降低41色胶囊中的80荧光2周显著降低疏水药物80紫外2天显著降低装入透明胶 囊中的疏水80环境光4周无变化41药物J 1;、1/荧光4周无变化依托度酸40758到20周全部显著降低

42、42Triamtere ne/40854周两种药都显著86氢氯噻嗪降低水不溶性药4075正在进行稳定显著降低58物性研究扑热息痛407555天显著降低56256052周显著降低硬胶囊壳813712到14和21周全部显著降低60软胶囊：地高辛5, 25 和1, 3, 6 和 1010周的样品37周显著降低50中链甘油 二酯> 406个月显著降低71 ,72扑热息痛和25602到26周显著降低48硝苯地平4075显著降低维生素40756到24个月全部显著降低54扑热息痛407555天显著降低56256052周显著降低这些试验方法的一个主要缺点就是在观察到足够显著的不良结果前需要将温度和湿度加

43、速条件持续很长时间。几个月的等待时间无疑是漫长的，特别是在开发配方和确定包装形式时必须要进行重复试验。因此,一种更好的令人更易接受的方法是持续时间短从而有机会进行重复试验的方法。一种快速的试验方法近来，Singh等人（33）提出了一种持续时间更短的试验方法，这种 方法同时使用三种环境因素一一温度、湿度和光，而不是仅用一种或两 种因素（表IV ）。将样品放置在光照培养箱中，温度 40C,湿度75% , 照度为可见光2,000,000Lux h，紫外光大于200C,仅8天就在所有含明 胶处方的制剂外层形成了薄膜。与 FDA-USP工业胶囊工作组织使用甲 醛（46, 48, 56）不同，这一试验方法

44、可以模仿产品在其生产、运输、 销售和贮藏中暴露的环境。这一试验使用了 ICH指南（其中规定了药物 和药品加速稳定性试验）中推荐的条件（75）。正如一个最近的研究报告所述， Venugopal和Singh （64）将这项试 验适用范围扩展至可用于明胶原料的性能评价。这个试验的目的就是预 先确定几种不同来源的明胶原料中的哪一种在用于生产时导致产品溶出 度降低的可能性最小。由不同的原料制成的明胶片放在光照培养箱中， 同时也放在不同浓度的甲醛溶液中。这两种加速法的试验结果是相同的。 基于这些结果，有可能将不同来源的明胶原料按照它们发生交联的潜在 程度的大小进行系统化。就是说，每一种原料都被标明当其用于

45、产品配 方中时，能够发生交联问题的程度。用于检测明胶交联程度和特性的技术没有几项技术可用于测定加速试验后的明胶片和配方或上市配方在其保存期内发生明胶交联的特性和程度。在本节中将一一描述这些技术。C13核磁共振（C13 NMR ）这一技术可用于研究交联发生的机理和部位（63, 76-78）。这一技术 检测与甲醛反应后赖氨酸-赖氨酸、赖氨酸-精氨酸、精氨酸-精氨酸交联 中的氨基集团。 Gold 等人使用 C13NMR 确定了胰酶（一种存在于胃肠 道中的蛋白水解酶）可使交联的明胶去极化（ 76）。傅立叶变换近红外光谱（ FT-NIR ）这一技术非常先进，因为其检测快速且对样品无破坏。 Gold 等人

46、报 道怎样用这一技术来监测甲醛从填充在 SEGCs的明胶壳内的PEG中逸 出（61，62）。将胶囊中填入含不同浓度甲醛的 PEG 溶液，室温放置 48 小时。然后倒出胶囊内容物，在 NIR 光谱仪上扫描胶囊壳，发现不同浓 度甲醛产生的交联数量与其 NIR 光谱存在线性关系。傅立叶变换红外光谱（ FT-IR ）Salsa 等人报道了使用 FT-IR 检测与甲醛反应后的明胶交联（ 79）。 在甲醛水溶液与明胶反应的不同时间， 其色谱图记录在溴化钾的小球中。 对检验结果的解析涉及到对主要成份的回归分析。已确定交联反应的发 生以羟甲基赖氨酸的形成开始，随后形成羟甲基精氨酸链，最后产生赖 氨酸-精氨酸交

47、联。紫外和荧光色谱Ofner 等人报道了一种化学分析方法，使用2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）试剂产生一个UV发色团，在346nm处有吸收（14, 60，80， 81）。TNBS与明胶的主要氨基集团的反应确定了未交联的氨基集团的 量，从而揭示出£ -氨基集团的损失量，即沉淀于交联过程中的氨基集团。 另一项近期研究报道了使用荧光检测描述与戊二醛（82）反应的明胶的构型变化。核磁共振成像（ MRI ）MRI 方 法 用 于 研 究 明 胶 交 联 是 最 近 由 Rochest Institute of Technology 的 J.H.Hornak 博士领导的一个小组开发的。 （纽

48、约， R/people/faculty/hornak/jph-part-2.htm）小组得出结论：此项技术可用于分析交联后明胶的构型和进入明胶-水骨架内部的离子扩散。监测溶解性和溶出度用于检测明胶交联的另外方法就是测定明胶片的溶解性和制剂的溶 出度（64, 83）。虽然这些测定并不能提供关于反应机理或反应部位的信 息，也不能在分子水平上对交联程度定量，但是它们可以给出一个大略 的交联程度大小的信息，因为溶解性或溶出度的减少与交联的程度呈线 性关系（64）。也在使用一些间接的方法测定处于未溶解状态的明胶的量 （如重量分析，蛋白质含量测定：包括与 BCA发生显色反应，然后在 214nm 处测 UV 吸收度。）（60，83）抑制明胶交联的途径在保护处方中含明胶的制剂使其在溶出性质上不发生变化方面进行 了大量的努力。达到这一目的有许多方法，如使用添加剂和直接使用抑 制剂（见表 V）和控制湿度和光照（photostabilization ）。表V抑制明胶交联的试剂抑制剂制剂观察到的结果4 参考 文献盐酸半咔唑，盐酸羟