為什么藥品膠囊容易脆碎破裂？

?  AquaLab是美國專業的水分活度解決方案*，采用可溯源的鏡面冷凝露點方法，是美國USP和FDA推薦使用的選首方法，能夠在5分鐘內快速測量樣品的水分活度。目前有超過80%的企業選擇使用AquaLab水分活度儀測量藥品中藥飲片的水分活度。

藥品水分測量的重要性

                                                   ———不是水分含量，而是水分活度

對于大多數藥品的化學、物理和微生物穩定性而言，水分被認為是非常重要的。長期以來，制藥工業上通過化學以及結構鍵合或者通過某種干燥方法控制藥品中的水分。這不僅控制了微生物的生長，而且還可以控制化學和物理制劑的穩定性。

傳統上，關于藥品或成分中水分的討論集中于水分或者水分含量，這是一種定量或體積分析，其決定了藥品中存在的水的總量。

水分活度

然而，還有另一種更重要的水分分析，稱為水分活度（aw）。水分活度描述了藥品中水的能量狀態，因此可用作溶劑并參與化學或生物化學反應或可用于微生物生長。它表明水在結構上或者化學上的結合程度。

水分活度是在密閉測量室中樣品水分平衡后上方氣體的相對濕度。它是在給定溫度下樣品上方的蒸汽壓（p）與純水（p₀）的蒸汽壓比值。水分活度aw乘以100后得到與藥品上方平衡后的空氣的相對濕度（ERH）。

水分活度是微生物生長的一個比水分含量更好的指標。水分含量測量對于確定對微生物生長的敏感性是不可靠的。例如，藥品中含有相對大百分比的水分時，如果水與添加的保濕劑或溶質（例如鹽、糖或多元醇）化學結合，則水在生物學上是無法用于微生物生長過程的。

微生物學家和食品科學家已經把水分活度的概念用了幾十年，是目前食品安全和品質的通用的指標。在微生物學角度，微生物生長有一個低的水分活度限值，低于該限值，微生物無法生長。

低水分活度aw改善藥品貯藏

美國藥典USP<1112> Microbiological Attributes of Nonsterile Pharmaceutical Products – Application of Water Activity Determination提供了關于水分活度影響的指導，因為它涉及到產品配方對污染物的敏感性。本章討論了通過保持低水分活度來提高產品防腐的潛力。藥品的非無菌制劑水分活度測量有助于：

優化產品配方，提高防腐體系的抗菌效果。

減少易發生化學水解的產品配方中活性藥物成分的降解。

降低配方（尤其是液體、軟膏、乳液和乳膏）對微生物污染的敏感性。

提供一種工具用于使用《微生物通用性測試》章節中包含的方法，減少有害微生物的微生物限度測試和篩選的頻率，以進行產品放行和穩定性測試。

化學穩定性

與微生物控制類似，影響藥物制劑穩定性的許多化學反應的速率取決于水分活度。水可以通過作為溶劑，反應物或通過影響藥物劑型的粘度來改變反應物的流動性來影響化學反應性。水分活度影響非酶褐變、脂質氧化、微生物降解、酶促反應、蛋白質變性、淀粉糊化和淀粉回生等。

物理穩定性和貨架期

由于水分活度描述了產品內水的熱動力學能量狀態，因此水分活度與藥物形式的物理穩定性和貨架期之間存在密切關系。水的差異組分或組分之間的活性水平和環境濕度是水分遷移的驅動力。了解水是否會從特定組分中吸附或解吸對于防止降解至關重要，特別是如果其中某一種物質對水分敏感的時候。
  例如，如果將相同質量的組分A（水分含量2%）和組分B（水分含量10%）混合在一起，組分之間是否會有水分交換？混合后的產品終含水量為6%，但組分A和組分B之間是否會有任何的水分交換？

答案取決于兩個組成部分的水分活度。如果兩種組分的水分活度相同，則兩種組分之間不會交換水分。這在涉及濕度敏感藥物的預配方兼容性研究中非常重要。吸濕性賦形劑（如淀粉、纖維素和magaldrate）已經成功開發用于濕敏藥物，因為材料的水分活度相似。

同樣，當混合在一起時，相同含水量的兩種成分可能不相容。如果將具有不同水分活度但具有相同水分含量的兩種材料混合在一起，則水會在材料之間調節，直到水分活度平衡。因此，對于明膠膠囊開發，應該使膠囊的水分活度與內部藥物劑量配方相匹配。如果膠囊材料的水分活度高于劑量配方，則水將遷移到劑量配方中并可能增加化學降解速率或導致膠囊收縮或破裂泄漏。

相反，如果藥物配方的水分活度高于膠囊，水會遷移到膠囊中并可能導致膠囊膨脹或變粘。因此，水分活度為配方設計、制造條件和包裝要求提供了比水分含量更多的有用信息。

水分吸附等溫線

在一定溫度下水分活度與水分含量之間的關系稱為水分吸附等溫線。由于水和固體組分在不同水分含量下的相互作用，這種關系對于每種產品而言是復雜且*的。水分活度的增加幾乎總是伴隨著水分含量的增加，但是以非線性方式。對于大多數產品，水分吸附等溫線的形狀為S形，盡管含有大量結晶材料（糖或小的可溶性分子）的樣品具有J形等溫線形狀。

許多方面使用水分含量來規范產品質量。然而，水分含量測量可能是不準確的，耗時且昂貴，尤其對于藥物而言。水分活度和水分吸附等溫線可以替代用于測量計算水分含量，并且具有更好的結果、成本更低。

例如，如果特定的水分含量為0.05%，那么測量該范圍內的水分含量是非常困難，并且需要稱量或者卡爾費休法分析。

從該化合物的水分吸附等溫線來得到水分含量，其變化小至0.02%，相當于水分活度0.2 aw的變化。顯然，水分活度測量允許更嚴格的控制產品的規格。

是水分活度，而不是水分含量在藥物計量配方和成分的微生物學、化學和物理穩定性中起關鍵作用。了解藥物的水分活度對于獲得具有佳保質期的制劑是*的。