文献分享 |局部起效半固体药物制剂关键质量属性CQAs研究：阿昔洛韦乳膏的生物等效性

引言

研究目的：

开发一套用于表征局部半固体制剂潜在关键质量属性（CQAs）的测试方法工具包，并通过使用体外渗透测试（IVPT）研究皮肤药代动力学（PK），评估关键质量属性如何影响活性成分的生物利用度（BA）的速率和程度。

方法：

针对一组测试用阿昔洛韦乳膏（Aciclostad?和Acyclovir 1A Pharma），评估了代表物质物理化学和结构（Q3）排列的产品属性（如颗粒和小球属性），并与一组参比阿昔洛韦乳膏（美国的Zovirax?、英国的Zovirax?和澳大利亚的Zovirax?）进行了比较。使用热分离的人表皮对所有这些乳膏进行了IVPT研究，并通过静态Franz型扩散池和流通式扩散池系统进行了评估。

结果：

为表征这些阿昔洛韦局部乳膏产品的质量和性能属性而开发的工具包，发现了测试组和参比组产品在Q3属性和阿昔洛韦皮肤PK方面存在某些差异。参比组乳膏中阿昔洛韦的皮肤生物利用度显著高于测试组乳膏。

结论：

本研究阐明了产品配方的成分或生产工艺差异如何改变Q3属性，而这些属性会调节局部制剂性能的多个方面。研究结果表明，了解局部半固体药物制剂的Q3属性以及开发适当的产品表征测试至关重要。本文开发的工具包可用于指导局部制剂的开发，降低产品性能差异的风险，从而为潜在的局部仿制药的生物等效性（BE）证明提供支持，并减少对比较性临床终点BE研究的依赖。

? 外用半固体制剂（如乳膏）通过向皮肤或皮下组织递送活性药物成分（API）治疗皮肤病等，但制剂组成、制造工艺及理化 - 结构属性（Q3 属性） 会显著影响 API 在作用部位的释放速率与程度，进而决定产品疗效。

? 仿制药的生物等效性（BE）证明对降低药价、保障药品供应非常重要，但传统临床终点研究成本高、效率低；体外渗透试验（IVPT）结合 Q3 属性表征是更高效的替代方案。

? 5% 阿昔洛韦乳膏为模型药物：属复杂外用制剂，不同地区市售产品存在辅料差异，文献提示其生物利用度（BA）可能不等效，适合用于 Q3 属性与 BE 的关联研究。

? 开发一套外用半固体制剂关键质量属性（CQAs）表征工具包，涵盖理化、结构及性能测试方法。

? 通过 IVPT 试验研究皮肤药代动力学（PK），评估 Q3 属性对阿昔洛韦皮肤 BA（吸收速率与程度）的影响，为仿制药 BE 证明提供支持。

实验方法：

（Biox AquaFlux

经皮水分流失测量仪）

（2）皮肤渗透与 API 定量

? IVPT 设计：采用热分离人表皮（腹部整形术后皮肤，伦理审批号：2008001342），静态 Franz 扩散池（暴露面积 1.33cm2，受体液为 PBS pH7.4），给药量 15mg/cm2，48h 内取样测定 API 浓度。

? API 定量：高效液相色谱（HPLC，Shimadzu），色谱柱 Phenomenex Luna C18（4.6×150mm），流动相 10mM 醋酸铵 - 乙腈（95:5，pH6.5），检测波长 254nm；线性范围 12ng/mL~100μg/mL，R2=0.9998，定量下限 5ng/mL。

（3）统计分析

? 软件：GraphPad Prism 7.0；统计方法：未配对 t 检验，P<0.05 为差异有统计学意义。

1. Q3 属性差异：测试组 vs 参比组

（1）颗粒大小与形态

? 参比组（Zovirax? 系列）：API 晶体为均匀薄矩形片状，d50（中位粒径）3.63~8.26μm（Zovirax? US：6.92μm；Zovirax? Austria：8.26μm）。

? 测试组：API 晶体为不规则形态，d50 更小（2.90~4.38μm，Acyclovir 1A Pharma?：2.90μm）。

（2）微结构与辅料

? Cryo-SEM 观察：参比组呈紧密层状结构（表面活性剂与脂质交替排列），测试组存在明显油相球粒（红色箭头标记，图 2）。

? CRM 分析：参比组基质均匀，PG（渗透促进剂）为主要辅料，特征峰（840cm?1）强度显著高于测试组；测试组辅料以凡士林、液体石蜡为主，PG 含量低。

（3）pH 与水分

? pH：参比组 6.0~7.5（接近皮肤生理 pH），测试组 4.57~5.89（偏酸性）。

? 水分：测试组水分含量更高（49.70%~60.46%），参比组仅 23.76%~27.95%；且测试组制剂水分流失速率更快（TEWL 测定，60min 内失水总量是参比组的 1.5~2 倍，图 6）

图6 制剂水分流失量对比：(a)通过AquaFlux TEWL 法测量，(b)通过重量测量法测量。数据为3次测量的平均值（±90%置信区间）

（4）API 多晶型

? 所有制剂中 API 均为多晶型 V（CRM 与 XRPD 验证，与标准品光谱匹配）；测试组 XRPD 特征峰（2θ=6.28°、26.15°）强度低，可能与晶体不规则形态导致的衍射信号差异有关。

2. 皮肤渗透结果（IVPT）

? 吸收程度：参比组阿昔洛韦累计渗透量显著高于测试组（48h，图 7a）：

? Zovirax? US（12.35μg/cm2）> Zovirax? UK（7.16μg/cm2）> Zovirax? Austria（5.13μg/cm2）；

? 测试组（Aciclostad?、Acyclovir 1A Pharma?）渗透量均 < 3μg/cm2，与参比组差异有统计学意义（P<0.05）。

? 吸收速率（通量）：参比组通量峰值（0.5~0.7μg/cm2/h）是测试组（<0.3μg/cm2/h）的 2 倍以上，且参比组吸收更持久（图 7b）。

（图7（a）阿昔洛韦的渗透曲线和（b）通量曲线，其中参考组为Zovirax? 5%阿昔洛韦乳膏产品，测试组为5%阿昔洛韦乳膏产品，均通过热分离的人表皮。结果以平均值±标准误表示，3个皮肤供体，n=3。）

Q3 属性对皮肤 BA 的影响机制

1. PG 的关键作用：

参比组高 PG 含量（约 40%）是 BA 更高的影响因素 ——PG 兼具助溶剂（提高 API 溶解度）与渗透促进剂（破坏皮肤角质层结构）作用，直接提升 API 皮肤吸收。

2. 制剂水分流失的影响：

测试组水分含量高且失水快，导致乳膏在皮肤表面快速干燥，API 提前结晶，溶解态药物浓度降低，进而减少渗透。

3. 颗粒形态与 pH 的间接作用：

参比组规则薄片状晶体更易溶解；测试组偏酸性 pH 可能改变 API 离子形态（阿昔洛韦在 pH5.8 时渗透性最低），但辅料差异（如表面活性剂类型）对 BA 的影响更显著，需结合多属性综合评估。

4. 工具包的优势：

? 光学显微镜 + Cryo-SEM+CRM 可高效表征颗粒 / 微结构，成本低、重复性好；

? 首次将 TEWL 与重量法结合用于水分流失评估，模拟临床 “用药场景”（32℃皮肤温度），结果更具临床相关性。

成功开发了外用半固体制剂 CQAs 表征工具包，可系统评估颗粒形态、微结构、pH、水分、多晶型等关键属性。阿昔洛韦乳膏的 Q3 属性（如 PG 含量、制剂水分流失速率、微结构）直接决定皮肤 BA：参比组（Zovirax? 系列）因高 PG、低失水、层状微结构，BA 显著优于测试组。该工具包可指导外用制剂开发（优化辅料与工艺），并通过 Q3 属性匹配性评估，支持仿制药 BE 证明，减少对传统临床研究的依赖。

参考文献：

1.Roberts MS, Cheruvu HS, Mangion SE, et al. Topical drug delivery: History, percutaneous absorption, and product development. Adv Drug Deliv Rev. 2021;177:113929. 

https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.113929

2.Mohammed Y, Holmes A, Kwok PCL, et al. Advances and future perspectives in epithelial drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 2022;186:114293. 

https://doi.org/10.1016/j.addr.2022.114293