复杂制剂质量研究｜解密环糊精包合物关键表征技术，赋能复杂注射剂研发

在创新药与高端仿制药研发领域，难溶性药物的递送始终是制剂科学家面临的核心挑战之一。磺丁基倍他环糊精钠（SBECD）作为一种高效、安全的注射用增溶剂和包合物形成剂，已成为解决这一难题的关键辅料，广泛应用于伏立康唑、卡非佐米、泊沙康唑等多款重磅注射剂中。

 

然而，包合物注射剂作为“特殊注射剂”，其质量属性、体内行为及最终疗效深受处方工艺影响。CDE专家在《磺丁基倍他环糊精钠包合物注射剂仿制药药学研究探究》一文中明确指出，对此类制剂需进行深入全面的药学研究，其中包合物的确证、关键辅料的质量控制以及包合稳定性的评价是技术审评的核心关注点。

 

华测医药凭借其深厚的技术积淀与完整的分析测试平台，已成功建立并验证了覆盖环糊精包合物全链条的表征与检测能力。本文将以我们近期完成的“某环糊精包含物注射剂”系列研究为真实案例，深入解读包合物表征、取代度研究与包合稳定常数测定等关键研究，展示我们如何以精准数据助力企业攻克研发壁垒。

 

一、磺丁基倍他环糊精钠（SBECD）简介

SBECD通常为白色无定型粉末， SEB基团取代反应可能发在β-CD脱水葡萄糖单元的2位、3位和6位羟基上。平均取代度（Degree of Substitution, DS），即每个β-CD骨架上SEB基团的平均个数，是其关键质量属性之一。SBECD的含量、平均取代度、取代度分布、水分、酸度和粒度分布等均可能影响其增溶能力。SBECD现已收载于USP2025和EP11.0，USP2025版中其分子式为C₄₂H_70-nO_35·(C₄H₈SO₃Na)_n，平均取代度n=6.2~6.9，当n=6.5时分子量为2163。

 

相较于其他环糊精衍生物，SBECD在毒性（如肾毒性、溶血性）、包合能力及增溶效果等方面具有明显优势。自注射用伏立康唑上市以来，已有包括注射用甲磺酸齐拉西酮、注射用卡非佐米、泊沙康唑注射液及注射用盐酸美法仑等在内的10余个使用SBECD的化学药物获得FDA批准上市。

 

图1. SBECD的化学结构

 

二、华测医药核心表征能力体系：多维度攻克技术难点

针对某环糊精包含物注射剂的研发与申报需求，华测医药构建了以下核心技术能力矩阵：

1、包含物结构与形成确证：多原理方法学印证

根据监管要求，需采用两种以上不同原理方法对自制样品中包合物进行表征。我们常规采用并验证的“组合拳”包括：

① 高分辨质谱（MS）：验证化学结构不变

•原理：检测包含物中药物分子的分子离子峰及二级碎片，与原料药对比。

•目的：确认包含过程未破坏药物的共价键结构，是一个物理包合过程。

•结果：LC-MS数据显示，自制制剂与参比制剂的准分子离子峰及主要碎片离子完全一致，确证了原料在包合后化学结构未发生变化。

② 扫描电子显微镜（SEM）：直观观察形貌转变

•原理：单纯的物理混合物可同时观察到原料和环糊精的各自形貌，而形成包合物后通常会出现全新的、均一的形态。

•目的：通过形貌的显著变化，直观判断包合物的形成。

•结果：如下图所示，原料为不规则颗粒和块状，SBECD呈球形结构，其物理混合物中两者形态清晰并存。而制剂成品（包括自制与参比制剂）则呈现为粗糙、不规则的片状结构，与原料形貌迥异，直观证实了包合物的生成。

 

原料扫描电镜图	SBECD扫描电镜图
SBECD-原料物理混合扫描电镜图	制剂成品扫描电镜图

图2：原料、SBECD、物理混合物及制剂成品SEM图

 

③ 核磁共振氢谱弛豫时间（1H-NMR T1）测定：探测分子运动状态变化

•原理：药物分子被包入环糊精疏水空腔后，其分子运动受到限制，导致其核磁共振信号中特定氢原子的纵向弛豫时间（T1值）发生规律性改变。

•目的：包合后药物分子的T1值通常会显著减小，通过对比原料、物理混合物及制剂的T1值，可灵敏判定包合作用的发生。

•结果：核磁氢谱表征对比数据显示，原料T1值约为1.61 s，物理混合物升高至2.10 s，而所有自制与参比制剂样品的T1值均一致性地降低至1.32-1.38 s区间。这有力证明了药物分子与SBECD之间发生了紧密的相互作用，形成了包合物。

 

2、关键辅料深度剖析：取代度（DS）测定与一致性研究

SBECD的取代度是其最关键的质量属性之一，直接影响包合能力、安全性和批间一致性。USP收载的平均取代度检查方法为毛细管电泳法，并对取代度分布进行了规定；EP/BP则采用核磁共振法。我们提供符合国际药典标准的完整解决方案：

① 核磁共振氢谱法（1H-NMR， EP/BP方法）

•原理：利用环糊精葡萄糖单元C1位氢（δ ~5.0-5.1 ppm）与取代基中间亚甲基氢（δ ~1.6-1.7 ppm）的积分面积比，直接计算平均取代度。

•优势：原理直接，可同时评估辅料和制剂中的SBECD。

•案例应用：研究表明，制剂中API及其他辅料对特征峰干扰可忽略。测定结果显示，所用辅料及自制制剂DS约为6.2，参比制剂约为6.3，结果高度接近。

② 毛细管电泳法（CE， USP方法）

•原理：根据不同取代数（1-10个）的SBECD同系物在电场中迁移速率不同进行分离，通过各峰面积百分比加权计算平均DS，并能获得完整的取代度分布谱图。

•优势：提供丰富“指纹图谱”信息，可精确控制取代度分布，是USP法定方法。

•案例应用：CE法测定结果与NMR法趋势一致，进一步验证了自制辅料与制剂的质量可控性，其取代度分布符合USP规定。

3、包含稳定性量化评价：包含稳定常数（K）测定

包合稳定常数K是定量评价包合物在溶液中稳定性的核心参数。K值越大，表明包合物越稳定，越不易解离。这对于预测制剂在复溶、稀释及体内过程中的行为至关重要。测定K值的方法较多，较多使用相溶解法测定。

•原理：采用经典的相溶解度法。在固定温度下，测定不同浓度SBECD存在时药物的表观溶解度，根据Benesi-Hildebrand公式，以SBECD浓度为横坐标，药物溶解度为纵坐标作图，通过线性拟合，利用公式 K = 斜率 / [截距 × (1 - 斜率)] 计算K值。

•研究设计：需结合临床使用场景，在不同pH的介质（如注射用水、5%葡萄糖注射液）中进行测试，并与参比制剂对比。

•案例应用：我们对本品在pH 5.0和7.0的注射用水、pH 3.2和6.5的5%葡萄糖注射液中进行系统研究。数据显示，多批次自制制剂与参比制剂在所有测试介质中的K值均高度相近。这从定量角度强有力地证明了自制制剂与参比制剂具有同等的包合稳定性，为其体内外行为的一致性提供了关键支撑。

 

三、案例总结：赋能环糊精包含物注射剂研发的全链条服务

我们以完整的“某环糊精包含物注射剂”包合物研究项目为例，展示华测医药如何提供一站式解决方案：

1、需求对接与方案设计：基于CDE发补要求和说明书，我们为客户量身定制了涵盖质谱、电镜、核磁T1值的包合物确证方案，以及涵盖不同临床使用介质的包合稳定常数研究方案。

2、样品检测与深度分析：

•通过LC-MS确认了所有样品中原料结构的一致性。

•通过SEM直观展示了从物理混合物到包含物的形貌根本性转变。

•通过1H-NMR T1测定，获得了包含物形成的分子运动层面证据。

•通过1H-NMR与CE两种方法，交叉验证了辅料及制剂中SBECD的取代度，确保了关键辅料的质量等同性。

•通过相溶解度法，精准测定了多介质中的K值，完成了包含稳定性的量化对比。

3、报告与申报支持：我们出具了结构清晰、数据详实、结论明确的研究报告，直接支持了客户的药学发补回复，为证明自制制剂与参比制剂质量一致性提供了坚实的数据基石。

在复杂制剂研发的征途上，可靠的分析表征合作伙伴是加速成功的关键。华测医药致力于以专业的检测能力、严谨的科学态度和高效的协同服务，成为药企研发背后最坚实的技术支撑。