4.5.2 凍干產(chǎn)品的質(zhì)量及其變化
假設(shè)凍干本身是在最優(yōu)條件下進(jìn)行的，而且在凍干過程結(jié)束時(shí)產(chǎn)品達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量，凍干產(chǎn)品在存儲(chǔ)過程，其質(zhì)量變化至少受三個(gè)因素的影響：殘余水分，存儲(chǔ)溫度及混合在包裝袋里的氣體。與其中一種因素有關(guān)的或在更多情況下與三種因素都有關(guān)的變化可分成以下四種情況：
①在與水分子的重組過程發(fā)生的變化和/或溶解性；
②干燥產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)；
③產(chǎn)品生物-醫(yī)學(xué)活性的惡化；
④產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)的變化，例如：由非晶形轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠只蛉烤w結(jié)構(gòu)的形式。
通常發(fā)生的變化可由這幾種變化中的某幾種解釋。下面給出了幾個(gè)典型例子。
Liu和Langer證明BSA，卵清蛋白、葡萄糖、氧化酶和β—乳球蛋白在37℃時(shí)溶解性迅速減小，并且如果在已干產(chǎn)品中加入了30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）生理鹽水緩沖液，則在24h內(nèi)97%的產(chǎn)品將變?yōu)榉侨芙庑缘?。由于水分而引起的聚集歸因于分子間的S一S鍵。對(duì)于給定的白蛋白，如果RM為最優(yōu)值則可減少聚集。
Zhang等人研究了在keratonocyte增長因子(KGF)重組過程重組介質(zhì)對(duì)形成聚集的影響。若干添加劑可使聚集明顯地減小，調(diào)節(jié)重組介質(zhì)離子的強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)也有類似的作用。優(yōu)化重組條件可增加蛋白質(zhì)可溶性的恢復(fù)；對(duì)于KGF，蛋白質(zhì)溶解性的恢復(fù)與本身的、單節(jié)顯性的組成有關(guān)。此外，Zhang等人還發(fā)現(xiàn)當(dāng)用純水重組時(shí)，白細(xì)胞素-2(Ⅰ)和核糖核酸酶（Ⅱ）在+45℃的溫度下存儲(chǔ)時(shí)聚集相當(dāng)大。如果在重組水中加入肝磷脂或磷酸鹽可明顯減少聚集的長度。Shalaev等人研究了在RM<0.1%時(shí)，非晶形蔗糖對(duì)葡萄糖和果糖酸性催化轉(zhuǎn)化作用。即使RH=0.1%，在50℃凍干蔗糖時(shí)，例如帶有檸檬酸，也得經(jīng)受酸催化轉(zhuǎn)化，作者得出的結(jié)論是凍干帶有蔗糖的酸性物質(zhì)即使是RM很低也會(huì)產(chǎn)生能夠進(jìn)一步和其他成分起反應(yīng)的物質(zhì)。
Yoshika等人利用ONMR光錯(cuò)學(xué)研究了在存儲(chǔ)過程中β-牛乳糖間的反應(yīng)和水的遷移率有關(guān)。水分的增加也使自旋-晶格弛緩時(shí)間T?增加，相互之間的反應(yīng)與T?的關(guān)系比pH值的關(guān)系還要緊密。設(shè)想可能是水的增加使酶周圍的水的遷移增加，從而使酶的反應(yīng)增加。帶有少量水的凍干樣品，也表現(xiàn)出比根據(jù)pH值和水的遷移率估計(jì)的還要快的反應(yīng)速度，這可能是由凍干時(shí)所用的添加劑鹽引起的。Yoshika等人也使用了NMR光譜學(xué)，但用的是1H自旋-自旋獨(dú)緩時(shí)間T?。測(cè)得BSA和γ-血球素的T?是隨水合程度而變化的。凍干的BSA和BGG如果水分超過大約0.2%(g/g)蛋白質(zhì)，則對(duì)聚集變得敏感。蛋白質(zhì)質(zhì)子的T?在水分較低時(shí)就開始增加，且隨水分的增加聚集也緊跟著增加。對(duì)于凍干的BGG，在水分>0.5g/g蛋白質(zhì)時(shí)蛋白質(zhì)質(zhì)子的聚集和T?都將減小。
Vromans和Schalks利用非晶形維庫溴銨研究了水敏性藥品的穩(wěn)定性。在制劑中其分解主要取決于水的活度αW，而不是水分的多少。賦形劑的玻璃化不僅有低溫保護(hù)作用，而且起穩(wěn)定作用。Cleland等人發(fā)現(xiàn)當(dāng)蔗糖和蛋白質(zhì)具有適當(dāng)?shù)姆肿颖嚷蕰r(shí)，在40℃可穩(wěn)定保存人類單克隆抗體重組細(xì)胞(ruhMAb HER2)33個(gè)月。360：1的摩爾比率可成功地穩(wěn)定蛋白質(zhì)。這比通常的制劑中所用的等滲濃度低3～4倍。Souillac等人比較了凍干和物理混合的h-Dnase、rh-GH和rH-IGF-1和甘露醇、蔗糖、海藻糖和右旋糖苷的焓。對(duì)物理混合物，發(fā)現(xiàn)焓與蛋白質(zhì)的百分含量呈線性關(guān)系；對(duì)凍干的混合物此關(guān)系是非線性的。作者得出的結(jié)論是在凍干的混合物中蛋白質(zhì)和碳水混合物之間會(huì)直接發(fā)生反應(yīng)。
Hsu等人發(fā)現(xiàn)已包裝的產(chǎn)品也有可能發(fā)生分解。設(shè)想凍干結(jié)束時(shí)只具有單分子層的水，且不是均勻分布的，但是在有些位置分子可能連成串。在干燥和存儲(chǔ)過程這些水提供最好的保護(hù)以防止變性。這點(diǎn)是由基因技術(shù)產(chǎn)生的兩種產(chǎn)品證明的：太少的水，比單分子層還少，造成tPA和高鐵血紅蛋白在物理上的不穩(wěn)定，然而較高含量的水卻導(dǎo)致存儲(chǔ)過程生物上的不穩(wěn)定。
To和Flink以及van Scoik和Carstensen闡述了四種變化的例子：依To和FIink的觀點(diǎn)，非晶形到晶體的轉(zhuǎn)變或者是因?yàn)榇鎯?chǔ)溫度T(T>TC)太高，或者是因?yàn)槲?/span>收了水。（注：較多的水增加了非晶形固體的流動(dòng)性，促進(jìn)了晶體的成核和增長）。
Van Scoik和Carstensen交流了他們關(guān)于蔗糖晶體成核和增長的經(jīng)驗(yàn)。討論了溫度和殘余水分這兩個(gè)成核參數(shù)，建議用添加劑可停止、延緩或加速成核。用來清洗裝有小瓶的干燥室的氣體和加入產(chǎn)品的包裝袋里的氣體的影響尚且不清楚。只是氧氣在多數(shù)情況下被排除。Spiess建議用干空氣存儲(chǔ)花椰菜和藍(lán)莓，然而胡蘿卜和辣椒粉應(yīng)該存儲(chǔ)在氧氣含量<0.1mgO?/g干物質(zhì)的氣體中。對(duì)于藥品，病毒或細(xì)菌，無法給出普遍的建議，由于CPA、添加劑的結(jié)構(gòu)、緩沖劑的影響都應(yīng)考慮。
所有氣體的純度也應(yīng)該做詳細(xì)說明，由于一定量的雜質(zhì)對(duì)存儲(chǔ)特性有可能起決定性的作用，例如從瓶塞中解吸出的氣體。Greiff和Rightsel證明流行性感冒病毒在沒有CPA的情況下當(dāng)RM為1.6%時(shí)在氨中的傳染性保持得非常好。如果使用通常的存儲(chǔ)溫度，在氬中，傳染性減小大約10倍，在氧氣中減小20多倍。Corveleyn和Remon凍干了兩種不同的包含25mg二氫氯噻的藥片制劑。藥品用PVC/鋁塑包裝、聚偏二氯乙烯(PVDC)/鋁塑包裝、帶干燥劑的密閉容器和非密閉容器在60℃以三種RH，45、60和85%存儲(chǔ)。一個(gè)月后，除了包裝在PVDC/鋁塑包裝中的藥片以外，其余藥RM都由2.7%增加到6.8%。水分為7.2%的制劑崩塌。PVDC/鋁塑包裝中藥片的水分的增加或減少非常慢。用于包裝凍干藥片的材料沒有一種能阻止水分的吸收和結(jié)構(gòu)的崩塌。
