【熱點應用】是時候表演真正的技術了 ，破解乳膏劑顆粒表征難題！

重點與難點

乳膏劑是一種常用于濕疹、皮炎、皰疹等局部皮膚病治療的外用半固體制劑，其基質一般由水相和油相兩相組成，藥物則以溶解或混懸狀態分布于基質中，因此被認為是典型的“大簡至繁"的復雜制劑，即處方組成簡單，但微觀結構復雜且工藝難點多，包括藥物晶型、混懸的藥物顆粒大小和形貌、油水兩相之間的界面張力、液滴粒徑分布與穩定性、流變學特性等等，其中API和液滴顆粒的粒度分布對生物利用度和制劑物理穩定性的影響最為關鍵，因此是乳膏劑產品開發和質量控制中的重點和難點。

藥物研發中常用的粒徑測定技術有多種，包括激光粒度儀、動態光散射、電鏡、光學顯微鏡等，但由于乳膏劑的半固體制劑形態，對其進行顆粒表征的特殊挑戰在于^[1]：

① 在樣品制備時，不能因為稀釋、蒸發或其他操作導致API/液滴顆粒大小發生變化；

② 要具有足夠高的對比度，能夠對API/液滴進行準確計數和分析，因此光學顯微鏡成為了乳膏劑顆粒粒度和形貌分析的簡單直接的工具。

用光學顯微鏡對乳膏劑進行觀察時，通常采用“三明治"制樣法，即取少量樣品于載玻片上，蓋上蓋玻片后輕輕按壓使樣品延展鋪開成為薄薄的一層，這樣盡可能保證API顆粒的微環境和制劑的微觀結果不被破壞，避免了采用其他粒徑測定技術時導致乳膏中API顆粒溶解、析出、重結晶或乳滴顆粒因剪切力而變形、破裂等問題。

傳統方法的困境

常用于乳膏劑分析的普通光學顯微鏡包括亮視野顯微鏡和偏光顯微鏡(PLM)，亮視野顯微鏡用于觀察乳膏劑中的液滴顆粒，PLM則用于混懸API晶體顆粒的分析，但這兩種手動模式的顯微鏡觀察法都存在明顯弊端：

① 顆粒代表性不足的問題。普通顯微鏡觀察樣品，通常只能獲得少數視野中幾十到至多幾百個顆粒的信息，而視野之外還有海量顆粒樣本被遺漏，所以很難通過觀察有限個數的顆粒樣本得到有統計代表性和可重復的粒度分布信息。而根據ISO13322-1: 粒度分析— 靜態圖像分析法^[2]：“當采用圖像分析法測定粒度時，必須要統計一定數目的顆粒才能得到有意義的粒度結果……例如對幾何標準偏差為1.6的粉末顆粒，誤差5%以內以及概率為95%時，得到粉末的質量中位徑，需要大約61000個顆粒。“ 即使乳膏劑的粒度分布相對較窄，未必需要觀察數以萬計的顆粒，但是如何確保顆粒樣本數量足夠和粒度統計信息具有代表性，仍然是普通顯微鏡觀察法面臨的最大難題。

② 分析人員主觀性偏差。普通顯微鏡觀察依賴于操作者挑選觀察視野和辨識顆粒，存在較強的主觀偏向性 ，有可能不同的操作者因為判斷標準不一致或長時間觀察的疲勞導致結果出現較大的偏差，所以最好是由經驗豐富的、專門的分析人員進行觀察和分析。

由于存在代表性不足、主觀誤差大且效率低下等先天不足，使采用普通顯微鏡測定乳膏劑顆粒粒徑成為了一門“玄學“，顯然無法滿足FDA外用半固體制劑仿制藥指導原則中所要求的對乳膏劑的微觀結構特性（Q3）進行準確表征以與參比制劑進行相似性評價的要求^[3]。

變“玄學"為科學

隨著計算機技術和高精度微定位控制技術的發展，全自動顯微鏡成為了顆粒圖像表征領域的Game Changer。與普通手動顯微鏡相比，全自動顯微鏡具有相同的高分辨率和成像質量，并且能夠對全視野進行自動掃描、計數和成像，不僅解決了傳統顯微鏡法統計代表性不足問題，還將分析效率提升了數百倍，更好的滿足了藥物研發對于數據準確度、重復性以及時間效率的高要求。

Morphologi 4是馬爾文帕納科公司的最新一代全自動顆粒圖像分析系統，符合靜態圖像分析國際技術標準ISO13322-1, 可對0.5μm到幾個毫米范圍內的顆粒進行自動掃描和快速成像，自動統計顆粒數目和獲得顆粒高清圖像，分析顆粒大小和形貌特征，一次掃描的顆粒數目可從數千個到幾十萬個以確保充分的代表性，并給出具有統計意義的顆粒粒度分布和形貌分布信息。

Morphologi 4 適用于不同類型的藥物樣品，除乳膏劑、混懸劑等劑型可以通過“三明治法"制樣進行分析以外，還帶有自動干粉分散裝置，可對原料藥、輔料和膠囊等干粉樣品進行全自動分散和掃描，是對原輔料和制劑進行基于圖像法的量化分析和質量控制的利器。

應用案例

該案例中的樣品為主藥呈混懸狀態的半固體制劑，按照藥審中心《皮膚外用化學仿制藥研究技術指導原則》的要求^[4]，混懸的藥物粒徑對其在皮膚局部的溶解度和釋放速率有關鍵影響，而液滴粒徑可反映處方工藝的合理性，并會影響藥物的釋放性能和透皮性能，因此要求對仿制藥的粒徑指標進行研究和控制，作為評價生物等效性的依據。

采用“三明治"制樣法，通過Morphologi 4自動掃描分析，二十分鐘之內即可獲得API顆粒和液滴顆粒的粒徑分布結果，以及API的晶癖和液滴顆粒的圓度值等形貌因子的分布值。

參考文獻：

[1]. D. W. Osborne, K. Dahl, H. Parikh. Determination of Particle Size and Microstructure in Topical. AAPS Advances in the Pharmaceutical Sciences Series 36

[2]. ISO13322-1: Particle size analysis — Image analysis methods Part 1: Static image analysis methods.

[3]. 邵鵬, 鄭金琪, 潘芳芳等. 外用半固體制劑的體外釋放試驗和等效性評價[J]. 中國現代應用藥學, 2021, 38(20): 2481-2487。

[4]. 新注冊分類的皮膚外用仿制藥的技術評價要求，藥品審評中心。