卡那霉素吸入粉主要应用在医药行业呼吸道感染治疗领域,当前针对肺部局部给药的干粉吸入制剂是呼吸科用药的热点研发方向,相比传统静脉注射卡那霉素,吸入给药能直接作用于病灶,降低全身毒副作用,满足耐多药肺结核患者的临床用药需求,市场对稳定可控的制剂制备工艺需求迫切,干粉吸入制剂制备也朝着粒度精准可控、活性保留率高的方向发展。
卡那霉素属于氨基糖苷类抗生素,本身是热敏性活性成分,高温下容易失活,而吸入粉雾剂对粉末的空气动力学粒径要求严格,一般需要控制在1-5μm才能有效沉积在肺部,传统的粉碎制粉工艺不仅粒度分布不均,还容易破坏活性成分,制备过程中活性保留率低、收率不稳定,同时需要控制粉末的流动性和引湿性,对干燥工艺的参数精度要求很高。
案例1:实验室小试开发处方工艺
某医药研发团队做卡那霉素吸入粉的处方筛选小试,需要在实验室快速完成不同辅料配比的工艺验证,物料就是卡那霉素原料药,搭配乳糖作为载体,固含量控制在12%,溶剂用的是纯化水,这次小试用的是那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD,标配二流体雾化器,团队一开始担心卡那霉素热敏,把进风温度试了120℃,结果出风温度一直在72℃左右,干燥出来的粉末活性掉了快15%,后来调整参数,把进风温度降到105℃,对应的出风温度稳定在58℃,进料流量设为8mL/min,雾化气压0.15MPa,整个干燥过程很顺畅,没有粘壁堵枪的情况,最后测出来活性保留率93.2%,收率82.6%,所得粉末中1-5μm粒径占比达到81%,符合吸入粉的粒度要求,这个参数也成为后续放大的基础。
案例2:有机溶剂体系卡那霉素微囊吸入粉
为了进一步降低引湿性、延长制剂有效期,某制剂团队打算制备卡那霉素微囊型吸入粉,选用壳聚糖和硬脂酸作为复合壁材,芯材就是卡那霉素原料药,因为硬脂酸需要有机溶剂溶解,所以整个体系用的是乙醇水混合溶剂,固含量调整到8%,因为涉及有机溶剂,所以选了那艾有机溶剂喷雾干燥机NAI-CLSD,带防爆配置,雾化方式还是用二流体雾化,团队一开始把进风温度设到90℃,结果溶剂挥发不完全,出风温度只有42℃,出来的粉末发粘,根本出不了粉,后来把进风温度提高到110℃,出风温度稳定在55℃,进料流量降到5mL/min,雾化气压调到0.2MPa,保证雾滴足够细,整个干燥过程全程氮气保护,没有安全风险,最终得到的微囊粉末包埋率达到89.7%,卡那霉素活性保留率91.4%,收率78.3%,1-5μm粒径占比86%,引湿性比无包埋的粉末降低了42%,明显提升了储存稳定性。
案例3:热敏性卡那霉素低温真空喷雾干燥制备
对于对活性要求更高的注射用吸入卡那霉素粉,行业要求活性保留率不能低于90%,传统常压喷雾干燥即使降低进风温度,还是会有少量活性损失,某研发团队选择了那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD来做实验,物料就是纯卡那霉素原料药,不需要添加壁材,固含量10%,溶剂为纯化水,因为是真空环境,沸点降低,进风温度只需要设到80℃,真空度控制在-0.08MPa,对应的出风温度稳定在45℃,雾化方式用二流体雾化,进料流量6mL/min,雾化气压0.18MPa,整个过程完全没有粘壁,因为低温环境最大程度保护了活性,最终检测下来卡那霉素活性保留率达到96.8%,收率84.1%,所得粉末蓬松细腻,1-5μm粒径占比83%,完全符合注射级吸入粉的质量要求,比常压喷雾干燥的活性保留率高出近4个百分点。
三个不同需求的卡那霉素吸入粉制备案例,针对不同的处方体系和质量要求,匹配那艾不同型号的喷雾干燥设备,调整对应的进风出风温度、进料流量和雾化参数,都能得到符合要求的产品,实验室小试用小型设备快速筛处方,有机溶剂体系用防爆型有机溶剂喷雾干燥机保证安全,热敏性高活性要求用真空低温喷雾干燥机最大限度保留活性,卡那霉素吸入粉制备的核心就是控制干燥温度和雾滴粒径,通过喷雾干燥可以一步得到粒度符合要求的粉末,相比传统工艺活性保留率更高、粒度分布更集中,能够满足从实验室研发到中试放大的不同需求,也为其他抗生素吸入粉雾剂的制备提供了可参考的工艺思路。
