02.07.2020 by Dr. Gabriele Kaiser

열 분석을 이용한 의약품의 신뢰할 수 있는 특성 분석

열 분석, 특히 DSC(차등 주사 열량 분석) 및 TGA(열 중량 분석)는 의약품 개발, 제형 전 및 품질 관리에 중요한 정보를 제공합니다. 제약 산업에서 열 분석의 응용 분야에 대해 자세히 알아보세요.

API 및 부형제의 기본 물리적 및 물리화학적 특성

고체 의약품 성분은 결정성, 반결정성 또는 완전 무정형 형태로 존재하지만 무정형 상태는 내재되어 있거나 가공(제분, 동결 건조, 분무 건조 등)을 통해 생성됩니다. 시차 주사 열량 분석(DSC)을 사용하면 용융/결정화 온도, 융합 열 또는 유리 전이 온도와 같은 원료의 다양한 특정 특성을 측정하여 다형성을 연구하고 순도를 조사할 수 있습니다. 열무게 분석(TGA )은 잔류 용매(FT-IR과 같은 가스 분석기와 결합하면 이를 식별할 수 있음) 또는 수화물의 수분 함량을 감지하고 불활성 조건과 정해진 습도에서 재료가 열적으로 안정한 최대 온도를 조사할 수 있습니다. 마지막으로, 동역학 평가( NETZSCH Kinetics Neo 사용)를 통해 열분석 측정에 기반한 안정성에 관한 예측을 계산하여 실험적으로 접근이 불가능하거나 막대한 비용을 들여야만 얻을 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

제형 초기 개발 시 약물-피험자 호환성 스크리닝

제형에서는 API(활성 제약 성분)가 부형제와 혼합되어 있습니다. 부형제는 활성 성분의 투여와 방출을 용이하게 하고 환경으로부터 API를 보호합니다. 그러나 API와 특정 부형제 간의 물리적 또는 화학적 상호작용은 제형의 생체이용률과 안정성 모두에 영향을 미칠 수 있습니다. 열 분석은 호환성 연구에서 중요한 역할을 하며 물리화학적 비호환성을 신속하게 평가하기 위해 자주 사용됩니다. 열무게 분석(TGA)도 도움이 될 수 있지만, 현재로서는 시차 주사 열량 분석(DSC)이 가장 널리 사용되는 기술입니다. DSC의 주요 장점은 피크의 출현/소멸 또는 이동 및/또는 해당 전이 엔탈피의 변화에서 파생되는 잠재적 부형제의 비호환성을 신속하게 확인할 수 있다는 점입니다.

연구실에서 생산까지

의약품 개발 단계에서는 실험실에서 제조 기술을 연구합니다. 그러나 이후에는 제조 공정을 생산 규모로 전환해야 합니다. 이를 위해서는 모든 중간 제품과 함께 관련된 모든 API 및 부형제의 물리적 특성에 대한 심도 있는 지식이 필요합니다. 예를 들어, 시차 주사 열량 측정법(DSC)을 사용하면 최대 농축 용액의 유리 전이 온도(Tg'), 즉 물질 또는 제형 특정 값에 가까운 열경화성 물질의 동결건조 중 임계 제형 온도를 도출할 수 있습니다. 알약을 생산하는 매우 효율적인 방법은 직접 타정이며, 제약 분말의 압축 특성은 압축성과 압축성에 따라 달라집니다. 압축성은 압력 변화로 인한 시료의 상대적인 부피 변화를 나타냅니다. API 또는 의약품을 압축하면 다른 변형으로 전환될 수 있으므로 압축성에도 영향을 미칠 수 있습니다. DSC는 처리 중에 구조적 변화가 발생하는지 빠르고 쉽게 모니터링할 수 있는 방법입니다.

제품 품질 보장

생산 중 정기적인 점검은 공정 중 관리의 일부이지만, 품질 관리라는 용어는 일반적으로 생산 이후에 사용됩니다. 그러나 원자재 테스트 및 출고도 종종 포함됩니다. 열 분석을 통해 정의된 속성에 따라 개발 과정과 유사한 테스트를 적용할 수 있습니다. 여기에는 특정 물질 또는 다형성 형태를 식별하기 위해 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 용융 또는 결정화 온도, 용융 엔탈피(융합 열) 또는 유리 전이 온도를 측정하는 것이 포함됩니다. 의약품은 포장에 유통기한이 표시되어 있어야 합니다. 이를 위해서는 수명을 결정하고 이 기간 내에 약물의 안전성과 효능이 변하지 않는지 확인하기 위한 안정성 테스트 프로그램이 필요합니다. 따라서 시간이 많이 소요되는 테스트가 필요합니다. 의약품의 유통 기한에 대한 첫 번째 정보를 훨씬 빠르게 얻으려면 동역학 평가와 함께 열 중량 분석(TGA)이 도움이 될 수 있습니다.