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2025年4月12号周例会分享《药物共晶技术综述》

一、基本概念

1. 定义

药物共晶是由API(药物活性成分)与CCF(共晶配体)通过氢键、卤键、π-π堆积等非共价键作用形成的均一结晶固体,CCF可为药用辅料、维生素、氨基酸等。

2. 分类

  • 按组分:二元/三元/四元共晶、离子共晶
  • 多晶型:合成子/构象/堆积/互变异构多晶型
  • 特殊类型:溶剂合物/水合物

3. 研究意义

  • 改善理化性质:溶解度、稳定性、机械性能
  • 延长专利保护期
  • 为难成盐药物提供解决方案
  • 突破原研药专利壁垒

二、设计与筛选

1. 设计方法

  • 基于晶体工程超分子合成子理论
  • 关键参数:氢键几何构型(链状/环状/分子内)、官能团类型匹配

2. 筛选技术

方法 优点 缺点
球磨法 快速筛选、避免溶剂化物 机械力可能破坏结构
混悬法 降低单组分结晶概率 条件控制难度大
高通量法 平行筛选多种条件 样品消耗较大

3. 预测工具

  • 剑桥结构数据库(CSD)
  • 氢键形成规则:酰胺>酸>醇;优先六元环氢键

三、制备与表征

1. 制备方法

  • 溶剂蒸发法
  • 反溶剂沉淀法
  • 熔融淬冷法
  • 超临界流体技术

2. 表征技术

  • 结构鉴定:单晶XRD(SXRD)、粉末XRD(PXRD)
  • 热力学分析:DSC、TGA
  • 表面形貌:SEM、AFM
  • 纯度检测:HPLC、GC

四、共晶与盐的判别

1. 关键指标

  • 化学键本质:共晶(非离子键)vs 盐(离子键)
  • ΔpKa阈值:≥1倾向成盐,<1倾向共晶
2. 鉴别方法
  • 技术 判别依据 典型图谱特征
    单晶XRD 观察质子转移情况 是否存在离子键结构
    固态核磁 C13/N15化学位移变化 质子化状态差异
    XPS 氮元素结合能位移 C=N峰位偏移≥2.3eV视为盐
    红外光谱 羧酸特征峰位移 COOH vs COO-振动模式变化

    五、法规与产业化

    1. 监管定义

    • FDA/EMA:视为多晶型或固定剂量复方
    • 中国药典:属晶型物质范畴

    2. 产业化案例

    药物名称 组分 优势 上市年份
    Entresto® 沙库比曲-缬沙坦钠 双重抑制、提高生物利用度 2015
    Suglat® 伊格列净-L-脯氨酸 改善吸湿性、规避水合物问题 2014
    Cafcit® 水合三氯乙醛-甜菜碱 提升溶解度 1970S

    六、发展趋势

    1. 构效关系指导定向设计
    2. 复杂体系质量控制研究
    3. 工业化放大工艺优化
    4. 多药共晶开发(如Entresto®)
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