混懸劑為何會沉降
混懸劑是固體藥物顆粒分散於液體中,通常因為藥物太難溶而無法做成溶液,或以未溶晶體形式口感更好。由於顆粒較粗(>1 µm),重力佔上風:它們會沉降。其速率由斯托克斯定律描述——顆粒越大、藥物與液體的密度差越大,沉降越快;液體越黏,則越慢。
Stokes' law (terminal settling velocity):
v = d^2 (rho_s - rho_l) g / (18 eta)
Worked example — drug particle in a syrup vehicle:
d = 10 micrometres = 10e-6 m (particle diameter)
rho_s = 1500 kg/m^3 (drug density)
rho_l = 1100 kg/m^3 (vehicle density)
g = 9.81 m/s^2
eta = 0.020 Pa.s (viscous syrup, ~20 cP)
v = (10e-6)^2 x (1500 - 1100) x 9.81 / (18 x 0.020)
= (1.0e-10) x 400 x 9.81 / 0.36
= 3.924e-7 / 0.36
= 1.09e-6 m/s ~ about 3.9 mm per hour
Halve the particle size (d -> 5 um): v drops by 4x to ~1.0 mm/h.
Triple the viscosity (eta -> 0.060): v drops by 3x.
Lesson: smaller particles + thicker vehicle = slower settling.真正的敵人是結塊,而非沉降
口服混懸劑中允許有一定沉降——患者本就預期要搖瓶。真正的災難是結塊:顆粒堆積成緻密堅硬的沉積物,再怎麼搖也無法重新分散,藥物卡在瓶底,劑量出錯。你得到的是疏鬆蓬鬆的沉積物還是硬塊,取決於顆粒著陸時如何相互作用。
在反絮凝體系中,每個顆粒各自分開(高ζ電位、強排斥)。它們緩慢地逐個沉降,緊密堆積成硬塊——短期看著好,後期嚴重失敗。在絮凝體系中,顆粒鬆散地聚成開放、蓬鬆的絮團。絮團沉降更快,留下更清澈的上層,但形成高而疏鬆、易於重新分散的沉積物。
控制絮凝:實用配方
製藥上的答案是控制絮凝:有意讓顆粒絮凝到恰好能避免結塊的程度,再增稠介質,使鬆散的絮團幾乎不沉降。這是少有的你想要*更低*而非更高ζ電位的情形。