水分在物質(zhì)表面的吸附作用是可逆的。與物質(zhì)表面直接結(jié)合的單分子層*緊密,不容易被微生物利用。當(dāng)物體表面形成多層水分子結(jié)構(gòu),外層的吸附水自由度較大,較易重新解析為自由水,可直接被微生物利用。水分活度(a_w)即物質(zhì)中的自由水。水活度的范圍從純凈水的1.00至極干物質(zhì)的0.00,能影響微生物的生長。如果水活度低于微生物的*低需求,微生物生長的遲緩期會延長,對數(shù)期縮短,穩(wěn)定期的微生物總數(shù)下降直到不再生長。

各種微生物對a_w的生長需求不同。一般**所需*低a_w較高,除常見的金黃色葡萄球菌(需氧)為0.87外,大多數(shù)**所需*低a_w>0.90。霉菌所需*低a_w在0.75～0.85。這意味著,如果產(chǎn)品的a_w在0.90以上,就有被**、霉菌和酵母污染的風(fēng)險。如果a_w在0.77～0.90,產(chǎn)品受霉菌和酵母的污染概率更大。如果a_w在0.77以下,產(chǎn)品受微生物污染的風(fēng)險變小,可以減少常規(guī)的微生物檢測。藥品a_w檢測對于預(yù)測產(chǎn)品的潛在污染微生物類型、保持化學(xué)穩(wěn)定性、評估物理性質(zhì)至關(guān)重要。通過控制藥品a_w可以降低微生物污染的風(fēng)險,還可以用于為不同劑型藥品設(shè)置更加科學(xué)合理的微生物標(biāo)準(zhǔn)。美國藥典USP<1112>將a_w應(yīng)用于非無菌藥品的監(jiān)測上,日本藥局方(JP17)也利用a_w值設(shè)置不同非無菌制劑的微生物限度標(biāo)準(zhǔn)。

美國藥典不同藥品a_w應(yīng)用中,分別對鼻吸入劑、頭部外用洗劑、解酸劑及口服液等制劑進(jìn)行分析,根據(jù)制劑a_w情況,推測出其潛在微生物污染,從而推薦檢測項目。我國*新出版的《中華人民共和國藥典》2020年版未涉及a_w。

儀器與試藥

阿莫西林膠囊、穿王**膠囊、諾氟沙星膠囊、頭孢氨芐膠囊、頭孢拉定膠囊、女金膠囊、宮炎平膠囊、金水寶膠囊、鹽酸雷尼替丁膠囊、蚓激酶腸溶膠囊、裸花紫珠膠囊各10批。

 aw測定方法

打開水活度儀,等待質(zhì)檢通過。用標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn)儀器后,將樣品置于a_w測量杯內(nèi),將測量杯置于儀器中,點擊“開始”后,儀器自動進(jìn)行檢測,記錄儀器顯示的檢測值,每一個樣品平行檢測3次,計算平均值,得到該樣品a_w值。

微生物檢測

按照《中華人民共和國藥典》2015版四部非無菌產(chǎn)品微生物限度檢查:微生物計數(shù)法(通則1105)、控制菌檢查法(通則1106)對部分樣品進(jìn)行檢測。具體樣品信息見表1。

aw測定結(jié)果

對11個品種的110批膠囊劑的a_w檢測結(jié)果見圖1。膠囊劑a_w分布于0.296～0.789,a_w分布于0.300～0.400、0.401～0.500、0.501～0.600、0.601～0.700、0.701～0.800的樣品數(shù)分別占總量的6.25%、27.68%、27.68%、28.57%和8.93%。

根據(jù)膠囊劑成分,可將樣品分為四類:第Ⅰ類為***膠囊,樣品涉及4個品種,每品種10批共40批,檢測其a_w分布于0.424～0.670;第Ⅱ類為中藥膠囊,樣品涵蓋5個品種共50批,a_w分布于0.296～0.641;第Ⅲ、Ⅳ類分別為化藥膠囊和生物藥品膠囊,各1個品種,每品種10批,a_w分布于0.568～0.713、0.637～0.789。見表2。

微生物限度檢測結(jié)果

對5個品種共44批膠囊劑進(jìn)行微生物限度檢驗,檢驗指標(biāo)為需氧菌總數(shù)(TAMC)、霉菌和酵母菌總數(shù)(TYMC)和大腸埃希菌。其中,大腸埃希菌均未檢出,TAMC、TYMC結(jié)果見表3。

44批樣品中,共檢出TAMC2批,檢出率為4.5%,檢出TYMC3批,檢出率為6.8%。檢出樣品的a_w數(shù)據(jù)見表4。

3批樣品均屬于中藥膠囊,檢出的TAMC、TYMC均小于《中華人民共和國藥典》2015年版四部1107限度標(biāo)準(zhǔn)。a_w范圍為0.467～0.570,低于絕大多數(shù)微生物生長所需a_w,受微生物污染的風(fēng)險很小?？梢灾?產(chǎn)品中的微生物可能是原輔料攜帶于制劑中,或生產(chǎn)環(huán)境中產(chǎn)生的微生物污染。

討論

通過檢測分析獲得了11種膠囊制劑的a_w分布現(xiàn)狀,為“水分活度測定在非無菌制劑中的應(yīng)用”提供了數(shù)據(jù)支持。110批膠囊劑a_w范圍為0.296～0.789,與美國藥典USP標(biāo)準(zhǔn)中同類制劑藥品a(_w0.30)數(shù)值存在一定的差異,可能與原輔料、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品包裝不同有關(guān)。膠囊劑系指將**與輔料充填于硬質(zhì)空心膠囊或密封于具有彈性的軟質(zhì)囊材中制成的固體制劑,本研究的樣品均為硬膠囊制劑。膠囊劑在制備過程中需要對**進(jìn)行干燥處理,以減少水分,因此膠囊劑a_w較低。此外,**輔料可加入蔗糖、乳糖、硬脂酸鎂、滑石粉等,部分輔料能降低制劑的a_w。

硬膠囊劑a_w均低于0.79,其中僅有2批蚓激酶腸溶膠囊(生物制劑)的a_w略高于0.75(分別為0.789、0.783),其余樣品a_w均在0.75以下。各類膠囊劑a_w均高于USP收載,藥品制劑a_w受原輔料、生產(chǎn)工藝的影響較大,a_w的普遍偏高反映當(dāng)前國內(nèi)制藥工業(yè)對a_w的研究不足,在利用a_w對藥品進(jìn)行質(zhì)量控制尚有待開發(fā)。

中藥膠囊平均a_w<***膠囊平均a_w<化學(xué)藥品膠囊平均a_w<生物藥品膠囊平均a_w。由于微生物生長所需的*低a_w不同,結(jié)合美國藥典根據(jù)藥品制劑的a_w制定微生物控制策略,建議藥品制劑a_w≥0.90,進(jìn)行TAMC、TYMC以及該劑型規(guī)定的控制菌和其他具有潛在危害的微生物測試;0.90>a_w≥0.85,進(jìn)行TAMC、TYMC和金黃色葡萄球菌測試;0.85>a_w≥0.60,進(jìn)行TAMC、TYMC測試;藥品制劑a_w<0.60,可結(jié)合風(fēng)險評估,逐步研究減少測試的控制方案。目前在《中華人民共和國藥典》2020年版中,要求“以動物、植物、礦物質(zhì)來源的非單體成分制成的膠囊劑,生物制品膠囊劑”需要進(jìn)行微生物限度檢查。