USP 1243 制药系统的润湿性能

润湿性是指水（更广义上指溶剂和溶液）在药物体系表面一定程度扩散的能力。药物体系包括药物成分、原材料和中间体，例如混合物、制剂、所有剂型、包装材料和器械。评估润湿性最直接的方式是将一滴测试液体滴在测试材料（通常为固体）表面，并通过光学观察液滴的扩散情况。药物体系的润湿性对于生产、剂型性能和稳定性至关重要。

美国药典（USP）发布的标准“USP 1243 药物系统的润湿特性”的目的是提供有关药物系统润湿特性的一般信息，描述药物实践中使用的实验技术，找出测量困难，并讨论用于操纵润湿特性的方法。

药物系统的润湿特性有许多应用，包括但不限于原材料、制造、剂型性能和稳定性、设备和包装。

当原材料的润湿性对配方和生产工艺至关重要时，这些特性的测量可以作为材料表征的一部分。在探索药物固体剂型时，可能会发现某些粉末具有疏水性，润湿性较差。也可能发现粉末润湿性差是由于晶体形态中主要晶体表面具有疏水性所致。在这种情况下，可以开发一种结晶工艺，使其颗粒形态具有突出的亲水表面，从而改善润湿性。制剂中药物的润湿性也很重要，尤其是在固体剂型（例如片剂）和混悬液中。同样，制剂中使用的辅料的润湿性也可能与剂型的加工和性能相关。原材料润湿性的重要性是在开发过程中发现的。辅料的润湿性会影响制剂的稳定性、加工和性能。当润湿性能至关重要时，评估润湿性能可以成为材料规格的一部分。

包装材料和器械（例如容器壁、瓶塞和注射器筒）的润湿问题可能导致剂量不均匀。例如，在定量吸入器中，如果介质对颗粒的润湿不足，则会导致颗粒沉积在器械或内包装组件上，从而导致器械的剂量输送不合格。器械或包装材料的润湿特性也会导致渗漏和萃取液的产生。

可以通过实验测量来量化润湿的关键参数是接触角，如图所示。接触角是指在三相固-液-气边界处，液-气界面和固-液界面的切线之间的夹角。广义上讲，接触角小于或等于 90 度被认为是润湿，而小于或等于 90 度被认为是非润湿。“铺展”一词用于描述该角为 0 度的极端润湿情况。

根据杨氏方程，液体的表面张力是影响润湿的关键因素。在液体表面，分子受到不平衡的分子间力的作用，分子向内部的吸引力比在空气中更强。因此，表面的分子密度低于本体，导致平均分离距离增加，使分子处于张力状态，表面积收缩到可能的最小值，就像拉伸的膜一样。在液体表面与其他材料（例如容器壁）接触的交界处，表面会沿着接触线或接触曲线对材料施加力。表面张力是一种强度属性，即单位长度上的力，总力等于周长或总接触长度。由于表面的收缩张力，需要外部做功来增加液体的表面积。

液体的表面张力可以通过多种技术直接测量。最常用的方法是威廉米板法，但也可以使用棒或环。该方法所需的设备可以用基本的实验室组件构建。样品体积范围从几毫升（例如，使用细棒时）到几十或几百毫升（甚至更大）。该技术特别适用于测量在表面添加表面活性剂时表面张力的降低，以及两种不混溶液体之间的界面张力（例如，油/水溶液界面）。

无论使用何种技术，液体的表面张力都取决于温度，因此最好控制或至少记录下温度。例如，在接近室温的温度下，温度每升高 1 摄氏度，水的表面张力就会降低 0,152 mN/m。研究表明，相对湿度会影响水的表面张力。实验测量表面张力的一个关键因素是设备和样品制备中使用的所有材料（例如移液器、注射器、玻璃器皿）的清洁度。即使水样受到轻微污染，尤其是油性化学物质，也会由于化学物质的吸附和高表面浓度而显著改变表面张力。通常的做法是先用酸洗清洁玻璃器皿，然后用高纯水彻底冲洗。

测量接触角有两种基本方法：

• 直接光学观察一滴液体沉积在药片或扁平粉末表面（静滴）形成的角度
• 测量液体渗透粉末或多孔材料（如片剂）的毛细管结构的速率。

无论采用何种方法测量接触角，样品制备过程的一致性都是一个关键因素。从实验方法描述中可以看出，孔隙结构和整体孔隙率都会影响接触角，需要控制以确保样品制备的一致性。只要是在经过一定程度压缩的样品上测量接触角，就必须控制压缩过程。表面粗糙度是影响接触角的另一个因素。表面粗糙度可以表征为固体表面的实际面积与其表观面积或投影面积之比。

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