Micro-CT成像用于药物制剂的结构分析
介绍。 药物是用于预防和诊断疾病的活性物质，需要制成一定的剂型才能作用于人体。 药物对人们的生活至关重要，因此对药物制剂的质量进行控制和评价非常重要。
制剂的结构影响药物的疗效，也影响制剂的药物释放行为，因此制剂的结构在制剂的设计和评价中起着重要作用。
光学显微镜、电子显微镜等技术工具常用于药物制剂的结构表征，但这些技术方法只能给出制剂的表面特性，而不能有效地表征其内部特性。 X射线具有波长短、分辨率高、穿透力强等特点，可实现对样品内部结构的成像，时间短、效率高，可用于观察和分析各种微观理化变化和微纳结构，在生物医学和材料科学中有着广泛的应用。 使用显微CT成像研究药物制剂结构的应用包括：
药物制剂的晶型研究
配方内部结构的表征
配方涂层结构的无损表征
药物释放机制研究
图片说明：抗过敏药盐酸西替利嗪片的NeoScan台式显微镜CT扫描。
本文从文献中摘录了三个实际应用案例，介绍了显微CT技术在固体制剂药物领域的应用和功能。
第 01 部分 MicroCT开展仿制药一致性评价。
昵梦清等利用显微CT技术对盐酸特拉唑嗪片的内部微观结构进行观察分析，发现溶出度测定结果不符合标准限要求的样品孔隙率大于对照制剂。
对比分析了溶出不合格样品与参比制剂的结构，二者局部孔径分布如下图所示。 从图中可以看出，两者的局部孔径大多分布在10 20 m，平均孔径分布差异不大。
图片说明：参考制备样品（蓝色）和溶出度样品（橙色）的局部孔径分布。
然而，通过分析制剂的孔隙率（除原辅材料外，片剂表观体积内孔隙占总体积的比例），发现溶解的不合格样品的孔隙率远大于对照制剂的孔隙率，为32851%（通用）和 6545%（对照制剂），见下图（图中白色部分代表主要药物和辅料，红色部分代表孔隙）。 从结构对比结果可以推断出，溶出不合格的样品可能是由于孔隙率大，因此能迅速吸收大量水分，并因重力作用而沉积在普通溶出杯底部。
Micro-CT提供药物固体剂型内部结构的高分辨率三维图像，包括活性成分的分布、空隙、粒径和分布，有助于了解药品的均匀性和质量分布。
图片说明：参比制剂（左）和溶出度样品（右）的 3D 结构图。
Part 02 中药制剂结构显微CT研究
中药制剂十分重视药辅结合，剂型和辅料的使用在处方配比上蕴含着丰富的智慧。 中药剂型中有效成分的溶解和释放受制剂结构的影响，影响其药效的发挥。 制剂结构的创新是中药制剂的发展趋势，制剂结构在以缓释制剂和靶向给药系统为代表的新剂型开发中发挥着重要作用。
微丸压片是将可持续的药物释放微丸与合适的辅料混合压片制成的制剂，具有体积小、划痕小、压片后多剂量使用等优点。 利用显微CT无损成像技术研究微丸压片的三维微观结构以及药物和辅料的空间分布，有助于深入进行质量评价和控制。
Theodur微丸为24h骨骼缓释制剂，片剂径向微丸分布均匀，但轴向有明显的微丸富集区。 片剂内部呈现3个不同的区域：基质层、保护缓冲层和载药丸剂，基质层和保护性缓冲层没有特定的结构，两层依次缠绕在丸剂上。 茶碱、蔗糖、乳糖和十二烷基硫酸钠主要分布在基质层中，而单硬脂酸甘油酯主要存在于缓冲层中（图A）。 琥珀酸美托洛尔微丸片（betalux）在暴露于培养基时迅速崩解成单个微丸，药物连续释放24h。 其中，颗粒均匀分布在片剂中，光滑球形，具有三层球形结构。 此外，片剂中的基质不是很致密，基质中以及基质与颗粒之间存在一些间隙，这不仅有利于片剂在介质中的快速崩解，而且保证了压缩过程中颗粒的结构完整性（图B）。 此外，肠溶微丸压片的结构研究也有报道，如依索拉唑微丸片（Nexin）。
Part 03 Micro CT 对鉴定原辅材料粉末结构中的药物晶型。
制剂由有效药物成分和辅料组成，药物晶型、粉末粒径及其在原辅原料粉中的分布、配比和规格直接影响药物制剂的质量。 显微CT成像可以避免辅料在剂型中的干扰，准确识别药物的晶型，检测制剂中药物颗粒的粒径和分布，无损伤和原位。 该方法解决了固体制剂中药物晶体的鉴定和药物粒径和分布的确定问题，具有重要的应用价值，为仿制药一致性评价中辅料粉体结构的研究提供了新的视角和思路。
例如，尹等人利用SR-CT研究了硫酸氢氯吡格雷在多晶型混合物中的晶型，并根据两种晶型颗粒表面粗糙度的差异，有效地鉴定了硫酸氢氯吡格雷的不同晶型。
关于台式显微镜CT
在不破坏样品的情况下可以获得样品的结构信息（空腔孔隙率）和密度信息（成分差），并输出三维模型进行分析。
引用。 利用高分辨率显微成像技术从药物制剂结构角度分析盐酸特拉唑嗪片溶出度测定结果》 昝梦青， 黄汉涵， 张广超， 马凌云， 徐明迪， 牛建钊*， 刘倩*（国家药品监督管理局中国食品药品检定研究院化学药品质量研究与评价重点实验室）.
中药制剂结构与结构研究进展》杨婷， 李喆， 冯道明， 等. （1.）中国科学院上海药物研究所;2.江西中医药大学）。
基于结构的配方一致性研究策略》张继文， 孟凡月， 肖铁桥（1.）安徽中医药大学药学院; 2.中国科学院上海药物研究所; 3.中国科学院上海应用物理研究所）。
高分辨率3D X射线显微镜在药物制剂结构分析中的应用“ 赞梦青， 黄汉涵， 南楠， 等. （国家药品监督管理局化学药品质量研究与评价重点实验室， 中国食品药品检定研究院）.