热分析仪器在制药科学中的应用

尽管大多数热分析仪器的使用方法可以处理固体，半固体或液体形式的样品，但对当前资料表明，固态表征这一广义术语可以应用于药物研究中的大多数应用。常见的应用包括结晶固体的理化性质的表征以及多晶型形式的检测和鉴定。随着固体分散体和其他聚合物剂型利用率的提高，人们越来越频繁地要求使用热分析技术来帮助研究人员进行开发和表征。热分析技术还用于研究冻干的效果，并开发最佳的冻干配方和周期。

多态性
结晶固体可以在通常的制造条件下形成多晶型物。由于各种多晶型物的物理化学性质可能会发生很大变化，因此确定多晶型物形成的可能性对产品开发至关重要。最近发表了对动力学可逆/不可逆多晶型转变的热分析的综述。事实证明，DSC在鉴定多晶型转变中非常有用，这主要是因为它能够轻松地在诱导多晶型物形成所需的各种加热和冷却条件下研究样品。此外，一旦确定，DSC可用于监测样品在各种存储条件下或在各种制造条件下（例如研磨，加热和干燥）的多晶型物形成。

固体分散体和聚合物剂型
配制水溶性和生物利用度较差的药物的努力已导致固体分散体的利用增加。固体分散体由至少两种固体组分组成，一种是基质形成组分，另一种是药物。药物可以晶体，无定形簇或单分子形式分散在基质中，通常称为固溶体。然后可以将这些分散体配制成颗粒剂，珠剂，膜剂，微球剂，片剂等，并通过包括口服，透皮，透粘膜和局部给药在内的各种给药途径用于速释或控释产品。

使用DSC表征非洛地平和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的固体分散体系。发现非洛地平以纳米级粒径存在，这取决于非洛地平/ PVP比率。DSC揭示了两种组分之间存在部分混溶性，这导致非洛地平在基质中的最佳玻璃分散，并导致非洛地平的溶解和释放动力学显着增强。同样，Mura等人将DSC与其他技术结合使用来研究酮洛芬和PEG 15000固体分散体在有或没有各种阴离子或离子表面活性剂的情况下的溶解。DSC被用来表征和确认通过各种技术产生的分散体的形成，并且使用标准方法研究了溶出曲线。固体分散体制剂在透皮制剂的开发中也发现增加的用途等。提供了一个例子，其中使用DSC表征奎奴普明在乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）基质中的分散。还通过X射线衍射对分散体进行了研究，发现该分散体以无定形状态包含奎奴帕明，从而导致药物释放增强。DSC结果表明，在与EVA发生物理混合后，纯药物以结晶状态存在并保持在结晶状态，这通过与纯药物的熔​点相对应的吸热峰来证明。

在通过热熔挤出技术生产的各种给药途径的固体分散体的开发和表征中，广泛使用了DSC和TGA 。DSC方法用于评估药物-聚合物和聚合物-聚合物共混物的混溶性，并确定最有可能在挤出时产生固溶体或分散体的制剂。另外，可以在挤出后对样品进行分析以确认固溶体或分散体的形成，并从加速储存条件中定期取样以确定药物是否在基质中重结晶。另一个重要的应用是在使用DSC中使用的小样本量的同时预测最佳挤出条件。使用热分析（DSC和TGA）来确定发生药物分解的温度以及聚合物或聚合物共混物熔融的温度，这对于预测可确保聚合物熔融但减少药物降解的挤出温度至关重要。还可以进行研究，其中将制剂在确定的温度下等温保持，以研究挤出机中停留时间的影响。

在最近发表的著作中可以找到处理HME产品时遇到的复杂性的其他示例。在这项工作中，通过热熔挤出在基于甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯和中性甲基丙烯酸酯的共聚物中制备对乙酰氨基酚的固体分散体。为了更好地表征这些系统，作者采用了热分析技术的组合，包括DSC，MT-DSC和微热分析（μ-TA）。

调温DSC（MT-DSC）的制药应用
多年来研究了伊曲康唑（ITZ）的无定形工程颗粒化合物，以及通过超快速冷冻技术生产的聚合物，邻苯二甲酸乙酸纤维素（CAP）和邻苯二甲酸聚乙酸乙烯酯（PVAP）[25]。MT-DSC证明了ITZ：CAP工程颗粒与Gordon-Taylor关系具有很强的相关性，而ITZ：PVAP颗粒与预期值显示出正偏差，表明药物与聚合物之间存在氢键。进一步的体外和体内测试显示，对于含CAP的颗粒，其生物利​​用度得到了改善，肠靶向性得到了增强。