藥品生產(chǎn)廠家有責(zé)任保證他們生產(chǎn)的藥品在藥品標(biāo)簽中所注明的貯藏條件下符合溶出度的規(guī)定，這樣做不僅是出于市場競爭及倫理的觀點(diǎn)，也是為了符合法律。這很有必要，因為溶出度可以度量藥品的吸收和生物利用度。

但是很不幸，對于一些藥品，zui后的溶出度發(fā)生變化是一個很普遍的問題。而配方中在外層含有明膠（軟膠囊或者硬膠囊）或者糖包衣的片劑是其中的典型。這個問題被歸咎于隨時間延長而發(fā)生的明膠交聯(lián)結(jié)合。由于這個趨勢，人們對明膠的使用曾經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)疑。然而，盡管曾經(jīng)有很多嘗試用別的材料來取代明膠，明膠目前依然廣泛應(yīng)用。

本文回顧了有關(guān)含明膠處方廣泛存在的溶出度降低的文獻(xiàn)和有關(guān)體內(nèi)體外臨界觀察值的文獻(xiàn)。包括對明膠的簡介，以及一些報道的溶出度降低的例子，還有一些報道的解決方法。

明膠簡介

明膠是膠原水解后得到的水溶性蛋白質(zhì)的混合物。蛋白質(zhì)片段幾乎全部以氨基酸形式存在這些氨基酸以氨基聯(lián)結(jié)形成分子量從15，000到25，000的線性聚合物。

明膠的類型 明膠的的兩種類型是以制造方式不同劃分的。A型明膠（pH3.8-6.0；等電點(diǎn)6-8）是用酸水解豬皮得到的，可塑性和彈性較好。B型明膠（pH5.0-7.4；等電點(diǎn)4.7-5.3）是水解骨頭及動物皮膚得到的，硬度較好。盡管有時候單獨(dú)使用A型明膠或者或者B型明膠，但是大多數(shù)藥用明膠是以上兩種類型明膠的混合物（2）。市場上有不同等級、不同顆粒大小及不同分子量的明膠出售，它們是半透明的薄片或者顆粒狀或者是粉末。明膠通常是以凍力劃分等級的，凍力是以勃魯姆強(qiáng)度（bloom strength）表示的，就是用6.66%（w/w）的明膠水溶液灌入凍容器中，并使用12.7mm直徑的活塞，當(dāng)形成的4mm深的凹槽時的克數(shù)。

性質(zhì) 實際上明膠既沒有氣味也沒有味道。它在丙酮、氯仿、乙醇、乙醚、甲醇中不可溶。它可溶于甘油、酸和堿中，盡管強(qiáng)酸和強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)變性（precipitation）。在水中蛋白質(zhì)膨脹，軟化，逐漸吸收5-10倍于自身重量的水分。在熱水中，它的溶解度增大。冷卻至35-40℃蛋白質(zhì)形成凝膠或膠凍。大于40℃時，以溶膠形式存在。與酸性介質(zhì)相比，在堿性介質(zhì)中形成的凝膠粘性較大。

由于明膠是蛋白質(zhì)，明膠也表現(xiàn)出蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)（如明膠可被大多數(shù)蛋白質(zhì)水解系統(tǒng)水解產(chǎn)生氨基酸組分）。明膠可以和酸、堿、乙醛、醛酸、陰離子及陽離子聚合物、電解液、金屬離子、可塑劑、防腐劑和表面活性劑反應(yīng)。

應(yīng)用 在制藥工業(yè)中明膠具有巨大價值，因為很多處方都要用到明膠，它也是軟膠囊和硬膠囊中*用于定形的成分。它可廣泛應(yīng)用于溶液劑、糖漿劑、片劑、糖衣片、吸入劑和牙科用藥、陰道用藥、局部用藥以及注射液的制備。它的其它應(yīng)用還包括制備糊劑、錠劑、栓劑。此外，它還可以作為非腸道用藥的賦形劑、片劑的粘合劑和包衣片的包衣材料。低分子量明膠因為有提高口服藥物溶出度的作用，而一直被研究。

明膠也被用來將藥物制備成微囊，就是將有活性的藥物包封在微小的囊狀物中，zui后可能處理成粉末狀物質(zhì)。在脫水劑（如乙醇或7％*）的作用下，當(dāng)溫度大于40℃時明膠可以形成單凝聚層。Peter et al.研究了復(fù)凝聚法形成過程中明膠的性質(zhì)。明膠膠囊還可以被包衣用于某些用途。明膠軟膠囊還可以包薄膜衣和糖衣。

在膠囊烘干前后的明膠交聯(lián)作用可以使藥物延緩釋放。甲醛也用來將軟膠囊和硬膠囊包腸溶衣。也有報道在甲醛和明膠相互作用的膠囊上鉆孔以控制藥物的釋放。有人觀察過通過這種方式制成的維拉帕米膠囊的藥物達(dá)到零級（zero-order）釋放。也有一些報道描述明膠的微球配方及與微球戊二醛交聯(lián)作用后可以達(dá)到控制藥物釋放的目的。交聯(lián)作用后明膠凝膠因為具有生物附著性以及延緩藥物的釋放可以用于活體組織中。以鹽誘導(dǎo)通過明膠的復(fù)雜凝聚過程可制成DNA-明膠乳酸納米粒，在此基礎(chǔ)上用于基因傳遞的新系統(tǒng)和質(zhì)粒DNA已經(jīng)得到了開發(fā)。它由200－700nm的 球形微粒組成，其中含有25－30％（w/w）的DNA。這些微?？梢酝ㄟ^明膠的交聯(lián)作用變得穩(wěn)定。

在醫(yī)療方面，明膠可以作為血漿的代用品，及傷口上的敷料。明膠制成的膠囊中裝入放射性標(biāo)記的藥物進(jìn)行過放射性追蹤研究。明膠還廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)和照相用的乳液中。

一般說來，在口服藥處方中，明膠被認(rèn)為是一種無毒性，沒有刺激性的材料。然而，少數(shù)文章報道明膠膠囊可以在食道內(nèi)粘著，而這可以引起局部疼痛。也有文章報道在非口服應(yīng)用明膠材料后出現(xiàn)了包括過敏反應(yīng)在內(nèi)的超敏反應(yīng)。

*狀態(tài)（Offical status） 明膠被收錄于FDA的非活性成分目錄之中。在英國它可以作為合法藥物使用，在各國藥典中也都對明膠有所描述。

明膠交聯(lián)作用及溶出度變化的問題

以明膠為主的處方出現(xiàn)一個zui主要的問題就是在很長時間之后溶出度會有明顯的下降，這個問題被歸咎于明膠的交聯(lián)作用。交聯(lián)作用可以使整個處方變成膨脹的、薄的堅韌而有彈性的水溶性膜，也可以稱作薄膜。薄膜作為一層屏障，限制了藥物的釋放。而且在輕微攪拌下，薄膜也不容易破裂，溶出度值常常會降低到零點(diǎn)（rejection point）。

有些文獻(xiàn)報道了對明膠溶出度發(fā)生變化的各種研究。本部分討論一下各種不同處方的實例。
糖衣片（SCTs） 在糖衣片中，明膠的作用主要是粘合劑、膜賦形劑及包衣材料，它可以用于片劑的打底。在打底過程中，應(yīng)在片芯上交替使用包衣液和粉衣層（dusting powder），并作適當(dāng)干燥。這樣的程序會形成粘合劑與粉末層層交錯的層積式結(jié)構(gòu)或薄三明治結(jié)構(gòu)。通過對原本凹凸不平的片芯的包衣，可以使片劑表面光滑，以方便zui后著色劑的包衣。


Khalil et al.的研究中很早就強(qiáng)調(diào)了糖衣片溶出度降低的問題。他們制成由蔗糖、葡萄糖、果糖、碳酸鈣組成的明膠薄膜（cast gelatin film） 所構(gòu)成的糖衣片打底系統(tǒng)。將薄膜分別在70℃，80℃，90℃，110℃溫度下儲藏不同時間，從中發(fā)現(xiàn)在儲藏溫度與薄膜的溶解度值間存在重要的相關(guān)性。隨著儲藏溫度的提高，明膠的崩解和溶出能力下降了。

后來Barrett和Fell報道了老化對保泰松糖衣片溶出度的影響。保泰松糖衣片分別被保存在20℃、37℃、50℃溫度下。zui終明膠的崩解及溶出度的下降與片芯外明膠底層包衣層的粘附有關(guān)。存放時間較長的片劑（5年時間）其溶出度及崩解的降低與在37℃存放的片劑情況相似。而在20℃和37℃保存的糖衣片其分解時間幾乎沒有受到影響，僅僅是在37℃保存14周后的片劑其分解時間受到了影響。據(jù)Warren和Rowe報道環(huán)噻嗪和利血平的糖衣片在不同溫度下保存一年其溶出時間延長。同樣也發(fā)現(xiàn)溴化普洛盤舍啉的糖衣片其溶出度降到很低。El-fattah和Khalil檢測了14批鹽酸氯丙嗪的溶出度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有批次在0.1N鹽酸中的分解試驗均符合美國藥典的規(guī)定，卻沒有一個批次溶出度符合不低于80％的規(guī)定。Ondari et al.觀察了市售氯丙嗪糖衣片在等溫條件下（30℃）及循環(huán)條件（30℃下12小時，室溫12小時，30℃及濕度90％下12小時）下保存4周之后其溶出時間的延長。

在另一項研究中，將八種市售品牌的布洛芬片劑在37℃和濕度75％條件下保存四周對它們的溶出度進(jìn)行了研究。在接近四周的時候發(fā)現(xiàn)糖衣片的溶出度有明顯的下降，而薄膜衣片卻沒有受到影響。糖衣片溶出度的降低會造成臨床藥效的下降。在對核黃素的研究中，將兩個品牌十批的核黃素保存在不同的密封容器內(nèi)，容器內(nèi)的溫度從18℃到28℃，容器外的溫度為45℃。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，底層衣中含有明膠的那個牌子與另一個牌子相比其溶出度明顯下降。Dahl et al.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)明膠包衣的撲熱息痛片在室溫條件下保存7個月或不到7個月后其體外的溶出度沒有變化。而把這些藥品在高濕度下分別保存3.5和7個月后，發(fā)現(xiàn)其藥物溶出均有明顯下降，而且在任意時間點(diǎn)均可看到標(biāo)準(zhǔn)偏差。

Shah和Parsons比較了丙戊酸的薄膜衣片、糖衣片及未包衣片在加速保存后的體外溶出行為。在40℃、75％濕度下加速保存至少3個月后，未包衣片和薄膜衣片的溶出度沒有下降。在加速一個月后，糖衣片中丙戊酸的溶出百分量沒有明顯變化。然而在加速兩個月，三個月后，丙戊酸在*個小時的溶出量明顯下降了。溶出度的下降被歸咎于糖衣層的崩解出了問題，然而事實上在溶出度試驗的zui后階段片芯依然是干燥的，這表明片劑的密封衣層或是底衣層發(fā)生了粘附。

在zui近的一項研究中，Singh et al.將磷酸氯喹糖衣片分別在25℃60％濕度、40℃75％濕度、25℃60％濕度有光照以及40℃75％濕度有光照四種條件下保存，然后對藥物釋放量進(jìn)行研究。在25℃60％濕度有光照條件下保存16天后，溶出度明顯減少。在40℃75％濕度有光照條件下保存8天溶出效果更差。

明膠硬膠囊 硬膠囊的囊皮一般含有13％－16％的水分，在40％到60％濕度下硬膠囊可以保存而不影響質(zhì)量。水分在13％到16％變化不會削弱囊皮的完整性。當(dāng)囊皮含有少于12％水分時，囊皮會變脆而易斷裂；當(dāng)囊皮所含的水分大于18％時囊皮變潮、軟、發(fā)生變形，而且如果膠囊內(nèi)容物有吸濕性的話，囊皮具有將其中的水分轉(zhuǎn)移到內(nèi)容物中去的傾向。受貯存環(huán)境影響的囊皮水分含量主要影響硬膠囊的溶出穩(wěn)定性。膠囊的明膠囊皮中水分可作為增塑劑使硬膠囊有韌性。在不同貯藏條件下引起的不同的囊皮水分含量會造成硬膠囊發(fā)生糟糕的物理變化，如變脆，膠囊粘著。內(nèi)容物中的水分可轉(zhuǎn)移至囊皮，這將引起潛在的軟化和粘著問題。例如，內(nèi)容物中含有風(fēng)化性成分就會出現(xiàn)這種問題。相反，當(dāng)內(nèi)容物中含有溶解性和吸濕性成分時囊皮中的水分也可轉(zhuǎn)移進(jìn)入膠囊內(nèi)容物。在40℃、50℃以及40℃75％濕度條件下保存時水分在囊皮和內(nèi)容物之間發(fā)生轉(zhuǎn)移可能是明膠性質(zhì)改變的原因之一。

Langenbucher 觀察了處方中含有乳糖的膠囊在11％－67％的濕度條件下保存2－8周后溶出度的下降。Khalil et al.研究了老化對四種品牌的氯霉素硬膠囊的崩解性和溶出度的影響。所有這些藥品在25℃不同濕度條件下在敞口的容器中保存32周。在49％和66％濕度條件下保存的樣品其溶出度沒有發(fā)生變化。而保存在80％濕度條件下的膠囊在*個小時內(nèi)沒有藥物溶出。在另一項研究中，將四環(huán)素和氯霉素的市售膠囊在30℃和75％濕度條件下在敞口容器中保存1個月，其體外藥物溶出比保存前有明顯減慢。在實驗條件下囊皮并不崩解。Mohamad et al.在將鹽酸四環(huán)素膠囊保存48個月之后也發(fā)現(xiàn)明膠囊皮具有局部不溶解性。Georgarakis et al.研究了保存在不同濕度條件下（50％－90％）三水芐青霉素膠囊其儲藏條件對藥效的影響，并且發(fā)現(xiàn)膠囊的溶出有明顯的減慢。這被歸咎于水分從囊皮轉(zhuǎn)移進(jìn)入內(nèi)容物而引起的內(nèi)容物凝聚并且稍后結(jié)塊。
Murthy et al.用三種藥品作為模型系統(tǒng)評估了加速貯藏條件對硬膠囊溶出性質(zhì)的影響。在這項研究中，所使用的硬膠囊了含有不同色素如FD&C3號紅、40號紅、5號黃、28號紅、1號藍(lán)。使膠囊的囊體和囊帽中均含有著色劑以及在雙色膠囊的囊帽中含有著色劑，對光、濕度以及二者共同的因素所造成的影響進(jìn)行了評價。在熒光、80％濕度條件下保存2天后，F(xiàn)D&C5號黃、3號紅、1號藍(lán)的膠囊釋放藥物*。在環(huán)境光和80％濕度條件下保存2周或在紫外光和80％濕度條件下保存2天后發(fā)現(xiàn)藥物的全部釋放量有明顯下降。而將同樣藥物裝入透明膠囊后在高強(qiáng)度熒光80％濕度條件或環(huán)境光80％濕度條件下保存4周后，發(fā)現(xiàn)膠囊的溶出及分解性質(zhì)沒有變化。因此可以推斷膠囊所發(fā)生的變化是由色素引起的，而光線和高濕度則加速了這種變化。這項研究強(qiáng)調(diào)了在貯藏囊皮含F(xiàn)D&C色素的膠囊時避免高濕度及使用避光容器的必要性。

Dey et al.指出沒有外包裝包裝或用PVC或PVC－聚三氟氯乙烯包裝的etodolac膠囊（200或300mg）在加速條件下（40℃75％濕度）保存后，30min的溶出度均不符合80％的規(guī)定，而用高密度聚乙烯（HDPE）的瓶子做外包裝的膠囊在同樣條件下保存溶出度卻符合規(guī)定。在另一項研究中對布洛芬硬膠囊保存在高溫高濕及有光和無光條件下的溶出度進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在有光及高溫高濕的條件下藥物的溶出度明顯減少。

明膠軟膠囊

軟膠囊的溶出度問題也是一個普遍存在的問題，盡管有關(guān)這方面的文獻(xiàn)并不是很多。藥物在軟膠囊中以溶液或分散液形式存在。軟膠囊的囊皮中含有增塑劑（主要是甘油或山梨醇）、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯糖醚（ethers of polyethylenated glycosides）和明膠、水。高濕度可以使膠囊變軟、粘、膨脹并可能引起囊皮中水分進(jìn)入內(nèi)容物中。這種水分的轉(zhuǎn)移潛在的影響藥物化學(xué)和溶出的穩(wěn)定性。由于軟膠囊中明膠使用量更大，軟膠囊和硬膠囊的囊皮厚度經(jīng)常不同。
經(jīng)研究Chafetz et al.發(fā)現(xiàn)吉非羅齊軟膠囊的溶出度明顯下降。這些膠囊分別在37℃、37℃80％濕度和45℃，并在保存1、2、3個月后進(jìn)行測定。所有含有吐溫－80的膠囊在37℃80％濕度保存1個月后膠囊表面形成一層膜。Bottom et al對兩個批次的硝苯吡啶軟膠囊進(jìn)行溶出度試驗，結(jié)果均不合格。在zui近的一項研究中，將市售的nimcsulide軟膠囊在40℃、75％濕度有光照條件下保存不同時間，對其溶出度進(jìn)行試驗。結(jié)果表明溶出度變化明顯，而在第8天和8天后取出的樣品根本不溶出。

以明膠作為粘合劑的片劑 目前對以明膠為粘合劑的片劑存在不同的報道。Asker et al.進(jìn)行的一項研究中，對以明膠作為粘合劑的可的松片劑分別在50℃83%濕度和70℃96％濕度條件下保存7周。兩種條件下保存的片劑分解和溶出時間均延長。但是zui近對氯奎片劑（同樣含有明膠作為粘合劑）進(jìn)行的一項研究中，卻沒有顯示出這樣的結(jié)果。將所有的片劑在40℃75％濕度、光下保存3周，與外層含明膠的藥物不同的是，這些片劑分解*，溶出時間也是幾乎沒有延緩。

交聯(lián)作用的明膠處方的生物利用度及胃腸道酶的作用

Johnson et al.對地高辛的軟膠囊進(jìn)行了生物利用度的研究，將其在37℃下保存10個月。盡管溶出率下降了，但是吸收程度卻沒有下降。同樣，Chafetz et al.也沒有發(fā)現(xiàn)體內(nèi)體外的結(jié)果存在相關(guān)性。他們的結(jié)果表明吉菲羅齊膠囊當(dāng)外面已經(jīng)形成一層膜時生物利用度與易溶出的藥物等同。然而Martin et al.發(fā)現(xiàn)苯妥英膠囊暴露在高濕下會破壞它的臨床藥效。后來，Mohamad et al.也報道了對四環(huán)素膠囊保存42個月后，盡管體外溶出度下降了，但是體內(nèi)的生物利用度沒有發(fā)生變化。

胃腸道酶的作用 由于在體外溶出度下降的配方在體內(nèi)并不引起溶出下降，可以得出結(jié)論是體內(nèi)的胃腸道酶消化了變性的明膠。也許是這個原因，在60年代以前當(dāng)使用模擬胃液和腸液作為溶出介質(zhì)驗證胃腸道酶的作用時，幾乎沒有關(guān)于含明膠處方藥物在貯存后溶出度下降的報道。Rather指出胃液中的蛋白酶加速了溶出緩慢膠囊的溶解。因此Murthy et al.進(jìn)行了一項更大規(guī)模的研究以確證溶出介質(zhì)中的酶對加速條件下儲存的兩種處方藥物其藥物釋放的特性的影響。他們的研究表明濕度、光照加速條件所造成的溶出度的下降程度會被含酶的溶出介質(zhì)所降低。
Dahl et al.進(jìn)行了同樣的實驗，表明對乙酰氨基酚的明膠包衣片在濕度箱中保存7個月后，以1％的胰酶水溶液作為溶出介質(zhì)，其溶出度與新制得的對乙酰氨基酚的明膠包衣片相同。同樣，Dey et al.證明了加速保存的（40℃75％濕度）含有200或300 mg etodolac明膠硬膠囊在體外以磷酸鹽緩沖液（pH7.5）為溶出介質(zhì)時測定的溶出度下降，而以含有1％w/v胰酶的磷酸鹽緩沖液為溶出介質(zhì)時（pH7.5）測定的溶出度卻符合規(guī)定（30分種內(nèi)溶出度不低于80％）。此外，加速保存的200或300 mg 依托度酸膠囊在狗體內(nèi)的吸收程度與室溫保存的而且體外溶出度合格的膠囊等同。同樣，加速的300－mg膠囊溶出度不符合規(guī)定而在一項24例成人人體的研究中其生物利用度卻與控制膠囊（新包裝的）等同。

研究 在zui近的一項研究中，將兩批的硝苯地平明膠軟膠囊在10－20ppm和80ppm甲醛環(huán)境中保存。在保存1.5年后*批膠囊與新膠囊生物等效，而第二批在保存1年后即生物不等效。在另一項研究中，將維生素的明膠軟膠囊在40℃、75％濕度條件下保存6個月，25℃、60％濕度條件下保存1年，然后研究其崩解時間。在缺酶的崩解介質(zhì)中該藥物結(jié)果不合格，而在含有酶的介質(zhì)中結(jié)果符合規(guī)定。尿檢結(jié)果顯示兩種條件保存的藥品體內(nèi)崩解率都正常。

Brown et al. 使用微克閃爍掃描法比較了未處理及適度處理的撲熱息痛硬膠囊（用甲醛處理）的崩解行為。結(jié)果兩組膠囊崩解性質(zhì)均沒有發(fā)生變化。Digenis et al進(jìn)行了相同而且更深層次的研究，他用微克閃爍掃描法研究了經(jīng)甲醛處理的阿莫西林硬膠囊在體內(nèi)的破裂和GI轉(zhuǎn)移，同時該膠囊進(jìn)行了6例（six-way）單劑量的生物等效性研究。研究表明發(fā)生嚴(yán)重交聯(lián)作用的明膠膠囊在體內(nèi)的分解時間延遲，接著又導(dǎo)致膠囊的吸收和Tmax延遲。然而，AUC（0-α）或Cmax卻沒有發(fā)生變化。在更新的一項研究中用甲醛對對乙酰氨基酚軟膠囊和硬膠囊進(jìn)行不同程度的交聯(lián)作用，發(fā)現(xiàn)Cmax和Tmax均增大。盡管嚴(yán)重交聯(lián)和適度交聯(lián)的膠囊AUC（0-α）相同，但是從Cmax上看，兩者不具有生物等效性。

美國藥典關(guān)于含酶的雙級溶出實驗

由于在溶出液中添加胃腸酶（胃蛋白酶或胰液酶）后溶出效果好，因此建議在美國藥典中對特定檢測含明膠藥品的溶出介質(zhì)中增加酶。這項建議是以酶可以消除高度交聯(lián)的明膠膠囊外壁對藥物分子所形成的阻礙屏障為基礎(chǔ)的，溶出液加酶后會降低實驗時間和實驗成本。

因此，1993年7月美國藥典溶出度及生物利用度分委員會（DBA）建議制定第二實驗方法，對按照*實驗方法不符合規(guī)定的老化膠囊使用含有酶的介質(zhì)。同時此項建議也聲明膠囊的生物利用度不能因此變化而降低這一條件。1994年年初這項建議被提交到美國藥典論壇。幾乎同時，F(xiàn)DA的工業(yè)明膠膠囊生產(chǎn)組成立，美國藥典委員會也是其中參與者之一。因此DBA決定推遲這一建議的正式化，直至生產(chǎn)組完成他們關(guān)于生物利用度－生物等效性問題的研究。1997年初，美國藥典論壇對按照正式實驗方法不合格的硬膠囊推出了雙級（two-tier）實驗。zui初曾建議在每個藥物的各論中增加第二實驗方法的使用條件。而在1997年九十月間出版的美國藥典中，第二溶出實驗介質(zhì)被寫入總論<711>"溶出度"中，這一雙溶出液實驗方法zui終出現(xiàn)在美國藥典25版上。