基于电子舌的味道掩蔽研究:3D印刷左旋虫的配方设计溶解片

目的

恰当的味道掩盖配方设计是溶出片的关键问题。本研究的目的是利用电子舌设计添加剂3D印刷idt来改善适口性。

方法

采用粘结剂喷射式3D打印机制备左乙拉西坦的idt。利用质构分析仪和溶出度仪预测了口腔分散时间和溶出度体外idt的药物释放。采用ASTREE电子舌结合实验设计和苦味掩蔽模型研究了不同配方的适口性。为了进一步评价结果的可信度,进行了人类味觉测试。

结果

3D打印片剂具有快速分散(<30 s)和药物释放(2.5 min > 90%)。基于偏最小二乘回归分析,电子舌具有良好的味觉识别能力,左乙拉西坦具有良好的线性感知性能。用主成分分析法对不同配方的信号强度进行分析,结果表明:2%三氯蔗糖和0.5%绿薄荷调味料能很好地掩盖苦味,与相应安慰剂的味道相似。人体味觉测试结果与电子舌评价的趋势一致。

结论

由于其客观性和再现性,该技术适用于3D印刷IDT开发中可口性的设计和评估。

介绍

3D打印技术是一种很有前途的技术,用于制造个性化的药物剂型。它基于数字模型,通过逐层打印来帮助构建对象,并最终将数字蓝图转化为实体对象。粘结剂喷射3D打印(BJ-3DP),又称滴粉3D打印,相对于其他3D打印技术,在医药行业应用更为广泛。2015年,首个也是唯一一个使用BJ-3DP - Spritam®的3D打印药物获得FDA批准,这是3D打印药物研究技术的里程碑。含有液体粘合剂的打印油墨被装入打印头,并以精确的路径和剂量喷射到粉末床上,打印过程将不断重复,以生产所需的3D产品。通过印刷油墨和粉末的层层粘合,该技术可以制备具有高度多孔内部结构的即时溶解片剂(IDTs),可快速分散在水中,从而解决患者的吞咽困难问题。

口腔idt最重要的问题之一是它们在口腔的适口性。3D打印idt可溶于水或直接与小口水。无论口服给药的方法是什么,药物释放迅速,充分接触舌头,导致更苦的味道比传统的片剂。配方的味道对患者的依从性至关重要,尤其是儿童配方,其中味道是口服药物的市场表现和商业成功的主要决定因素之一。因此,必须更仔细地审查idt的适口性,并在最后的制剂中检测和掩盖不愉快的味道,例如,通过添加甜味剂和/或调味剂。

味觉是决定口服产品可接受性的重要感官特征。从生物学上讲,味觉转导是由特殊的神经上皮细胞介导的,被称为味觉受体细胞,它被组织成40-100组,形成味蕾。不同的味觉形态通过不同的转导机制发挥作用。咸味是通过钠离子通过根尖钠通道来调节的,而酸味是通过钾离子或钠离子通道阻断氢离子来调节的。甜味和苦味是通过G蛋白偶联受体传递的。然而,味觉的传导机制是复杂的,并没有完全阐明。

口服品尝是评估品味最常用的方法;然而,由于个人可变性和人员主体性,结果描述了可差的再现性。由于药物可能的有毒副作用,该方法也具有局限性。使用实验室动物,尤其是哺乳动物的口味评估被提出为人类品尝的替代品。这种方法具有与具有类似人类的风味感知的动物的可用性有关的局限性,以及道德考虑。目前,诸如小鼠和大鼠的啮齿动物通常用于品味评估研究。值得注意的是,尽管实验动物可以用于评估风味可接受性,但它们无法描述感觉特性限制了配方之间适当的分化。由于这些问题,味道传感系统(例如电子舌)可以是安全和客观的替代方案。

电子舌是一种基于仿生学的味觉分析智能仪器,能够通过特定的传感器膜和电化学技术来评估味觉掩蔽效果。它已经应用于药物配方的味道评价和设计中,可以减少通过它得到的结果的偏差体内由主观差异和伦理问题引起的评价。电子舌的概念可以像人一样来描述。其工作原理是基于生物识别,即通过鼻子或舌头上的非特定传感器阵列收集信息,然后由大脑处理数据。电子舌头使用化学计量学方法和人工智能模拟这些过程,也就是说,它可以区分、识别和/或量化样本。从分析的角度来看,它包括具有不同性质和部分选择性或交叉选择性特征的不同传感器;这些传感器测量和表征复杂液体矩阵的能力使他们在分析系统领域的独特。这些传感器将膜的电位转化为电子信号,并在化学敏感层上捕获离子或分子,从而产生膜电位的变化。这种变化最终导致传感器的场效应晶体管的源极和漏极区域之间的电位变化(电位测量)。

传感器阵列旨在提供以下味觉属性的相对信息(当相关时):基于定义的特定传感器直接酸度,咸味和鼠标。此外,还有几种通用交叉感测传感器。基于标准添加方法的定义方法使用,该特定传感器阵列允许提供其他品味属性(当相关)的相对信息,例如涩味,金属,辛辣等。基于相应的分析,这些品味与传感器之间的关系。该方法允许根据感兴趣的味道和根据分析的产品定义味道的样品。在这两种情况下,所获得的最终结果是味道的相对单位得分。在给定的味道属性轴上,不同样本的相对定位允许根据这种味道感知来排序它们。

在本研究中,选择Levetiracetam作为模型药物,使用BJ-3DP以松散的内部结构和极高的孔隙率制备3D印刷IDT。纹理分析仪和溶解装置用于预测口腔中的分散时间和体外分别为药片的药物释放。左乙拉西坦作为一线抗癫痫药,用量大,具有强烈的苦味;因此,对一种味道掩蔽配方的适当设计是必不可少的。采用ASTREE电子舌结合实验设计(DoE)和苦味掩蔽模型,研究了以三氯蔗糖为甜味剂、以绿薄荷为调味剂的不同配方的适口性。这项研究表明,带有7个味觉传感器的电子舌可以用来设计味觉掩蔽配方,并评估3d打印idt以满足个人需求。

材料

Levetiracetam购自浙江雅克嘉源药业有限公司(中国)。微晶纤维素(MCC pH101)和甘露醇(Pearlitol 50度)是从朝日明成公司(日本)购买的罗奎特分别扎(法国)。绿薄荷香精和三氯蔗糖克里集团(爱尔兰)和阿尔法高科技(中国)。胶体二氧化硅(Aerosil 200)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP k 30)由evonikDegussa GmbH(德国)和巴斯夫(德国)分别。甘油购自南昌白云药业有限公司(中国)。所有溶剂都是分析级的。

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王卓,李洁,洪晓。等等。基于电子舌的味道掩蔽研究:3D印刷左旋虫植物溶解片的配方设计。实体res.(2021)。https://doi.org/10.1007/S11095-021-03041-9.


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