长效可注入系统开发中的热分析

长效注射剂(LAIs)是一种设计用于在较长时间内缓慢给药的药物配方。药物的释放由其载体系统控制，典型的聚合物配方为预先形成的植入物，微粒，或原位凝胶形成的植入物。LAI系统用于治疗慢性或长期疾病，如精神疾病和激素紊乱，癌症和艾滋病毒等传染病。^1、2

用于此目的最常用的聚合物是PLGA(聚乳酸共乙醇酸)。生物可降解和生物相容性，PLGA适合作为小分子和生物分子，如多肽和蛋白质的基质。根据聚合物的化学成分和给药系统的大小或几何形状，药物的释放速率可以在几天到几个月的时间尺度上进行调整。^3.

构图是关键

利培酮是一种用于治疗精神分裂症和躁郁症的精神药物。它有不同的剂型，如片剂、口服液和PLGA微粒LAI体系。利培酮LAI每两周肌肉注射一次，前三周口服补充，以覆盖LAI不释放药物的滞后期。这种长效药物达到抗精神病治疗目标的频率(89%)远高于口服药物(59%)。⁴

DSC 300 Caliris是同类设备中唯一具有用户可交换和可互换的传感器-炉模块的设备

然而，PLGA经常观察到不良的非线性药物释放谱，包括突发释放和延迟时间。药物释放谱可以通过改变聚合物基质的化学成分来改变-例如，用更亲水的聚合物peg取代PLGA -PLGA提供了一种药物释放谱在体外线性药物释放超过一个月，没有滞后期(图1)。^3.释放谱还取决于药物如何在聚合物基质中分布(均匀或作为单独的结构域)，以及以何种形式:作为离散分子，在其无定形状态，或在其晶体状态(分别形成分子分散体，无定形固体分散体或晶体悬浮液)。⁵这就是热分析发挥作用的地方。

DSC提供答案

差示扫描量热法(DSC)是一种灵敏可靠的测定药物和药物辅料固态性质的技术。它可用于确定特征值，如晶体物质的熔点和熔合热，或非晶或半晶物质的玻璃化转变温度。由于制造工艺或配方中各组分之间的相互作用等因素，这些性质的变化可以用DSC快速而容易地检测到。DSC 300 Caliris®为此类任务配备了理想的设备，是同类设备中唯一具有用户可交换和可互换的传感器-炉模块。

药物和聚合物相互作用吗?

通过DSC分析可以清楚地确定利培酮在产生微粒后的固态性质的变化。图2显示了利培酮和PEG-PLGA各自的首次加热过程。利培酮为结晶固体，熔点为170°C(推断起始温度)。相比之下，PEG - plga (60-85 kDa, 5 kDa PEG, 5% (w/w))是无定形的，在大约38°C时表现出玻璃化转变。玻璃化转变与弛豫峰叠加。

图3比较了纯聚合物基质(PEG-PLGA)与利培酮和PEG-PLGA的物理混合物以及PEG-PLGA:利培酮微粒。虽然物理混合物仍然表现出单个组分的特征效应，但在微粒的DSC曲线上没有看到熔化效应。

因此，可以排除具有药物结构域的晶体悬浮液的存在，并且PEG-PLGA:利培酮微粒必须以分子分散体或无定形分散体的形式存在。因此，DSC是一种有价值的帮助，在新的药物输送系统的发展。

鸣谢

非常感谢Martin-Luther University的Karsten教授Mäder，感谢他对样品制备的支持。