恩格列净晶体微结构的调控与性能

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在有机小分子药物的多晶型现象研究中,发现同一药物的不同晶型会有微结构的差异,相同晶型也会由于生产工艺的不同而形成多样的微结构,微结构的存在会造成药物性能变化。因此,为了保证药物的疗效和质量,需要探索药物微结构对性能的影响。恩格列净是由礼来制药和勃林格殷格翰公司共同研发的糖尿病药物,属于钠—葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT-2)抑制药物。本文以恩格列净为研究对象,研究微结构对药物性能的影响,包括恩格列净微结构的制备和基础性能;研究微结构对恩格列净溶出性能的影响;探究不同微结构恩格列净在溶剂中生长的机理,主要内容如下:(1)通过蒸发溶剂的方法得到两种不同微结构的恩格列净。将恩格列净分别溶解在乙醇和乙酸乙酯中,缓慢蒸发溶剂使恩格列净逐渐析晶,得到不同微结构的恩格列净。通过扫描电子显微镜,粉末X射线衍射仪来观察恩格列净微观形貌和恩格列净的晶型;利用差示扫描量热仪和热重分析仪测试恩格列净的熔融过程和热稳定性;高效液相色谱仪用来分析具有不同微结构恩格列净的溶解度。结果显示:在乙醇和乙酸乙酯中重结晶得到了具有棒状E1和块状结构E2的恩格列净,同时从XRD衍射图谱也可以观察到同样特征峰位置的峰强度存在明显差异,说明不同溶剂析出恩格列净晶体的微结构差异显著;差示扫描量热仪结果表明微结构不会影响恩格列净晶型的熔融过程,但是会导致恩格列净的结晶度降低;对恩格列净亲脂性进行分析得E1比E2表面极性更大,更具亲水性。E1和E2的粒径测试发现两者的粒径分布相差不大。E1的表观溶解度更高,为0.0344 mg/m L,较常规产品表现为更好的溶解性。(2)研究了微结构对恩格列净溶出性能的影响。分别对两种微结构的恩格列净片剂进行了测试,发现E2的片剂硬度高,崩解时限慢于E1。E1和E2在5min的溶出度分别为35.9%和31.5%,且同时在180 min时累积溶出度达到最高,分别为94.6%和92.0%,之后再无药物活性成分溶出。在60 min前,两种微结构的恩格列净溶出速率趋势相同。E1在同时间段的溶出度都要高于E2。E1和E2溶出度的差异,是由于E1分子表面更具极性,使溶出度得到了提高。(3)采用MS软件中的BFDH(Bravais-Friedel-Donnay-Harker)模型、AE(Attachment Energy)模型和修正后的AE模型对恩格列净的晶体生长进行了模拟。通过BFDH模型得到了恩格列净的三个重要生长面:(002)、(101)和(011),其中(002)面占比最大,是最重要的生长面。采用AE模型对恩格列净生长模拟,得到了恩格列净的附着能。通过对恩格列净单晶数据的结构优化,分别构建乙醇和乙酸乙酯溶剂层,进行分子动力学模拟,得到了恩格列晶面与溶剂、溶剂层和晶面层的能量,从而得到修正后的附着能。将修正后的能量重新用AE模型进行计算,即可得到模拟的恩格列净形态。该预测结果与实际实验结晶得到的恩格列净的结果一致。(002)晶面表现出极性,乙醇分子会吸附在该晶面,因此(002)晶面在乙醇中的生长速度最慢,最终暴露面为(002)晶面;相反,乙酸乙酯分子会吸附在非极性的(101)晶面,抑制其生长,最后得到的产品(101)面占比大。
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