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混悬液:服用前要摇匀的药

当药物拒绝溶解时,就把它悬浮起来。学习如何润湿顽固的粉末、用斯托克斯定律减缓沉降,以及为什么受控的絮凝混悬液一摇就能重新分散。

混悬液是两相

混悬液是一种分散系统:固体药物颗粒(分散相)散布在液体(连续相)中而不溶解。当药物太难溶无法做成溶液、溶解后太苦、或我们想要超过溶解度的高剂量口服混悬液时,就采用它。代价显而易见:固体会沉降。技艺在于:当它沉降时,一摇就能让它重新均匀分散。

首先,粉末必须真正被润湿。疏水性药粉会漂浮、结团并夹带空气。润湿剂——一种降低表面张力表面活性剂——让水排开空气、包覆每颗颗粒,使其下沉并分散。

减缓沉降

颗粒下沉的快慢由斯托克斯定律决定。沉降速度随粒径的平方、随固液密度差而增大,随介质黏度升高而减小。于是你有三个实实在在的把手:把药磨得更细、缩小密度差、或增稠载体。

Stokes' law:  v = d^2 (rho_p - rho_f) g / (18 eta)

Example — drug particle in water:
  d        = 10 um  = 10e-6 m
  rho_p    = 1500 kg/m^3   (drug)
  rho_f    = 1000 kg/m^3   (water)
  g        = 9.81 m/s^2
  eta      = 0.001 Pa.s    (water)

  v = (10e-6)^2 * (1500-1000) * 9.81 / (18 * 0.001)
    = (1e-10) * 500 * 9.81 / 0.018
    = 4.9e-7 / 0.018
    = 2.7e-5 m/s   (~2.7 cm in 1000 s)

Thicken vehicle to eta = 0.020 Pa.s (20x):
  v -> 1.4e-6 m/s   (20x slower)
Halve particle size to 5 um:
  v -> one quarter (d^2): ~6.8e-6 m/s
斯托克斯定律:颗粒更小、载体更稠更黏,沉降就更慢。

絮凝与反絮凝

这是混悬液设计中违反直觉的核心。反絮凝体系中颗粒因ζ电位互相排斥而完全分开。起初很漂亮——沉降慢——但颗粒会压实成致密坚硬的结块,再怎么摇也分散不开。絮凝体系则有意让颗粒结成松散的絮团。这些絮团沉降更快、上清更清,货架上看着更差,但沉积物蓬松松散,轻轻一摇整剂就回来了。对口服混悬液而言,易于再分散几乎总是赢家。