การทดสอบก่อนการตั้งสูตรตำรับ

3.1 ลักษณะทางกายภาพ

สิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาก่อนการพัฒนาเป็นรูปแบบของยาคือ ลักษณะทางกายภาพของตัวยา ปัจจุบันตัวยาส่วน ใหญ่ที่ใช้เป็นของแข็งซึ่งมักจะเป็นสารบริสุทธิ์อยู่ในรูปผลึกหรืออสัณฐาน ส่วนตัวยาที่เป็นของเหลวและก๊าซมีใช้กันน้อย
ตัวยาของเหลวมักทำให้เกิดปัญหาในการออกแบบรูปแบบของยาหรือระบบนำส่งยา ส่วนใหญ่ตัวยาของเหลวมัก เป็นสารที่ระเหยได้ง่าย จึงต้องปิดภาชนะให้สนิท ไม่ให้ถูกกับอากาศเพื่อให้แน่ใจว่ายังคงมีสาร เช่น amyl nitrite, propylhexidrine อยู่ครบถ้วน นอกจากนี้ยังพบว่าตัวยาของเหลวที่ใช้สำหรับรับประทานบางชนิด ไม่สามารถทำ เป็นยาเม็ดได้โดยไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีของตัวยา เช่น paramethadione และ ethchlorvynol
ปัญหาเกี่ยวกับการตั้งสูตรตำรับและความคงสภาพของยาในรูปแบบของแข็งจะพบได้น้อยกว่ายาในรูปแบบของ เหลว ทำให้ยาใหม่นิยมจำหน่ายในรูปของยาเม็ดหรือผงแห้ง

3.2 การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์

การตรวจสอบวัตถุดิบของยาด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในการตั้งสูตรตำรับ เนื่องจากทำให้ ทราบขนาดอนุภาค ช่วงขนาดอนุภาค และโครงสร้างผลึกของวัตถุดิบ ภาพถ่ายแสดงลักษณะภายนอกของตัวยาในรุ่น การผลิตที่แตกต่างกัน จะใช้เป็นขนาดข้อมูลหรือหลักฐานที่สำคัญ ถ้ามีปัญหาเกี่ยวกับสูตรตำรับเนื่องจากการเปลี่ยน แปลงขนาดอนุภาคหรือลักษณะผลึกของตัวยา

3.3 ขนาดอนุภาค

การกระจายของขนาดอนุภาคมีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของตัวยารวมทั้งการละลาย, ชีวประสิทธิผล (bioavailability) ความสม่ำเสมอของปริมาณยา (contentuniformity), รส, ลักษณะภายนอก, สี และความคงสภาพ นอกจากนั้นขนาดอนุภาคยังมีผลต่อลักษณะการไหลและอัตราการตกตะกอนของตัวยาด้วย ควรกำหนดว่าขนาดของอนุภาค เท่าใดที่มีผลดีต่อตำรับยา ประสิทธิภาพของยา รวมทั้งการดูดซึมของยาในร่างกาย
ความสม่ำเสมอของปริมาณยาในยาน้ำแขวนตะกอนขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคและการกระจายตัวของขนาดอนุภาค ของตัวยาสำคัญในยาเตรียม
การหาขนาดและการกระจายตัวของขนาดอนุภาคมีหลายวิธี เช่น การแร่ง, การใช้กล้องจุลทรรศน์, การตกตะกอน และ stream scanning การแร่งเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการหาขนาดของผงยาตั้งแต่ 44 ไมครอนขึ้นไป ข้อยุ่งยากของ วิธีนี้สำหรับใช้ในการตั้งสูตรตำรับคือ ตัวอย่างต้องมีขนาดใหญ่พอควร ส่วนข้อดีคือ ง่าย ทั้งเทคนิคและเครื่องมือ
Optical microscopy เป็นขั้นตอนแรกในการหาขนาดอนุภาคและรูปร่างของตัวยา ซึ่งเป็นวิธีการประเมินเชิง คุณภาพ ส่วนการหาในเชิงปริมาณโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ต้องใช้เวลามาก และต้องวัดขนาดอนุภาคอย่างน้อย 1,000 อนุภาค
วิธีการตกตะกอนใช้ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการตกของอนุภาคกับขนาดอนุภาค โดยใช้เครื่องมือเก็บรวบรวม ตะกอนไว้ วิธี Stream scanning เป็นวิธีที่ใช้หาการกระจายตัวของขนาดอนุภาคผงยาโดยให้ยาน้ำแขวนตะกอนผ่าน sensing zone ซึ่งจะวัดขนาด, จำนวนอนุภาค และจัดเรียงขนาดเป็นระเบียบ สำหรับ sensing units ใช้หลักการ ของการกระจายแสงหรือการนำกระแสไฟฟ้าซึ่งเครื่องมือที่ใช้ในอุตสาหกรรมยา ได้แก่ Coulter Counter และ Hiac Counterเครื่องมือ Stream Scanning units ใช้วัดเส้นผ่าศูนย์กลางของอนุภาค แต่ไม่สามารถให้ข้อมูลที่สัมพันธ์ กับรูปร่างอนุภาคได้

3.4 สัมประสิทธิ์ในการแบ่งภาคและค่าคงที่ในการแตกตัว

เนื้อเยื่อทางชีวภาพเป็นตัวกั้นชนิดที่เป็นไขมัตของยาส่วนใหญ่ และให้สารที่ละลายในไขมันดูดซึมผ่านได้ ส่วน สารที่ไม่ละลานในไขมันสามารถซึมผ่านได้บางส่วนเท่านั้น ทฤษฎี pH-partition เป็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่ใน การแตกตัว, ขีดการละลายในไขมัน, pH ณ จุดที่ดูดซึม และลักษณะการดูดซึมของยาต่าง ๆ การหาค่า pKa (degree of ionization) ของตัวยา เป็นลักษณะที่สำคัญทางกายภาพและเคมีซึ่งสัมพันธ์กับการประเมินผลของการดูดซึมที่ บริเวณตัวยาค่า pKa หาได้จากวิธี potentionmetric titration

3.5 ความเป็นพหสัณฐาน(polymorphism)

สารพหสัณฐานมักแสดงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพต่าง ๆ กัน รวมทั้งจุดหลอมเหลวและค่าการละลาย อย่างไร ก็ตามมีสารหลายชนิดที่ไม่ได้อยู่ในรูปผลึก หรืออสัณฐานพลังงานที่ใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงการจัดตัวของโมเลกุลของยา รูปผลึก สูงกว่ารูปอสัณฐานมาก ดังนั้น สารรูป อสัณฐานจึงละลายได้ดีกว่าสารรูปผลึก
การหาโครงสร้างของผลึกสารพหสัณฐาน และน้ำผลึก เป็นสิ่งสำคัญมากในการตั้งสูตรตำรับ การเปลี่ยนลักษณะ ผลึกจะมีผลต่อชีวประสิทธิผล, ความคงสภาพทางเคมีและกายภาพ และมีความสำคัญต่อรูปแบบของยา การตรวจสอบ ลักษณะผลึกมีหลายวิธี ที่นิยมมากที่สุดคือ hot stage microscopy, thermal analysis, infrared spectroscopy และx-ray diffraction

3.6 ขีดการละลาย(Solubility)

ยาต้องมีคุณสมบัติละลายน้ำได้เพื่อประโยชน์ในการรักษา โดยยาต้องอยู่ในรูปของสารละลายเพื่อให้ดูดซึมเข้าสู่ กระแสเลือดและออกฤทธิ์ในการรักษาได้ ถ้าตัวยาละลายได้น้อยต้องเพิ่มขีดการละลายของตัวยา ซึ่งวิธีที่ใช้ขึ้นอยู่กับ ลักษณะทางเคมีของตัวยาและประเภทของยาเตรียม
ตัวยาหลายชนิดสามารถเพิ่มขีดการละลายได้โดยปรับเปลี่ยน pH อย่างไรก็ตามยาที่เป็นกรดอ่อนหรือด่างอ่อน บางชนิด อาจต้องปรับ pH อย่างมากเพื่อให้ละลายจนไม่เหมาะต่อการนำมาใช้ เพราะว่าร่างกายทนไม่ได้ หรืออาจเกิด ปัญหาความคงสภาพของยาเตรียม การปรับ pH มีผลน้อยมากต่อการละลายของสารที่ไม่ใช่อิเลคโตรไลท์ ในหลายกรณี ต้องเพิ่มขีดการละลาย โดยอาศัยหลักตัวทำละลายร่วม หรือวิธีทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อน การทำให้มีขนาดเล็กเป็น ไมครอน (micronization) หรือการกระจายตัวของแข็ง (solid dispersion)
ตามปกติขีดการละลายของยาจะหาได้โดยวิธีการละลายสมดุลย์ (equilibrium solubility method) ซึ่งใช้ ยาจำนวนมากละลายในตัวทำลาย และเขย่าที่อุณหภูมิคงที่เป็นเวลานานจนถึงจุดสมดุลย์ แล้วทำการวิเคราห์หาปริมาณ ตัวยาในสารละลายเพื่อหาระดับการละลาย (degree of solubility)
สารของแข็งส่วนใหญ่สามารถเพิ่มขีดการละลายได้โดยเพิ่มอุณหภูมิ เพราะสารส่วนใหญ่ดูดความร้อนเมื่อ มันละลาย อุณหภูมิที่มีผลต่อการละลายสามารถหาได้จากค่า H (differential heat of solution) ซึ่งเป็นอันตราย การเปลี่ยนความร้อนของสารละลายต่อตัวถูกละลาย 1 โมล ในสารละลายความเข้มข้นเฉพาะ ความร้อนของสารละลาย ยิ่งสูงขึ้น อุณหภูมิก็ยิ่งมีผลต่อขีดการละลายมากขึ้น
แม้ว่าจะไม่มีหลักเกณฑ์ที่แน่นอนในการทำนายขีดการละลายของสารเคมีในของเหลว แต่เภสัชกรสามารถใช้ ข้อมูลขีดการละลายของสารเคมีที่มีลักษณะคล้ายกันมาช่วยพิจารณาได้ โดยรวบรวมข้อมูลของสารเคมีแต่ละชนิดมา กำหนดขีดการละลายของกลุ่มสารเคมีโดยทั่วไป ซึ่งบางครั้งอาจไม่ถูกต้องสำหรับสารเคมีบางชนิด
โดยทั่วไปเกลือของสารอินทรีย์ละลายในน้ำได้ดีกว่าสารอินทรีย์เดียวกันที่เป็นด่างในทางกลับกัน สารอินทรีย์ ที่เป็นด่างจะละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ (organic solvent) รวมทั้งแอลกอฮอล์ได้ดีกว่าเกลือของสารอินทรีย์นั้น แนวทางในการทำนายขีดการละลายที่ใช้มากที่สุดอาจได้แก่ "like dissolves like" ซึ่งหมายถึง ตัวทำละลายที่มี โครงสร้างทางเคมีคล้ายคลึงกับตัวถูกละลาย จะละลายเข้ากันได้มากที่สุด ดังนั้น สารอินทรีย์ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ ได้ดีกว่าในน้ำ อย่างไรก็ตาม สารอินทรีย์อาจละลายในน้ำได้ดี ถ้าสารนั้นมีกลุ่มที่มีขั้ว (ploar group) ที่สามารถ เกิดพันธะไอโดรเจนกับน้ำได้ การที่สารอินทรีย์มีกลุ่มที่มีขั้วจำนวนมากขึ้น ขีดการละลายของสารอินทรีย์ในน้ำก็จะ เพิ่มมากขึ้น

ตารางที่ 1 แสดงค่าขีดการละลายของสาร
ค่าขีดการละลาย ปริมาณตัวทำละลายที่ใช้ต่อตัวถูกละลาย 1 ส่วน
Very soluble น้อยกว่า 1 ส่วน
Freely soluble ตั้งแต่ 1-10 ส่วน
soluble ตั้งแต่ 10-30 ส่วน
Sparingly soluble ตั้งแต่ 30-100 ส่วน
Slightly soluble ตั้งแต่ 100-1,000 ส่วน
Very slightly soluble ตั้งแต่ 1,000-10,000 ส่วน
Practically insoluble or insoluble มากกว่า 10,000 ส่วนขึ้นไป

3.7 การซึมผ่านเนื้อเยื่อ

ในปัจจุบันการศึกษาก่อนการตั้งสูตรตำรับจะรวมถึงการประเมินเบื้องต้นเกี่ยวกับบริเวณที่โมเลกุลของยาซึมผ่าน เนื้อเยื่อของร่างกาย อาจใช้เทคนิค everted intestinal sac ในการประเมินลักษณะการดูดซึมของตัวยา โดยเอา ชิ้นส่วนของลำไส้จากสัตว์มาแล้วเติมสารละลายของยาลงไป วัดอัตราการซึมผ่านเนื้อเยื่อลำไส้ การประเมินวิธีนี้สามารถ ใช้ได้ทั้งการศึกษาการซึมผ่านแบบ passive และ active transport

3.8 ความคงสภาพ

การประเมินความคงสภาพทางเคมีและกายภาพของตัวยา เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในการตั้งสูตรตำรับ การ ศึกษานี้ต้องใช้ตัวอย่างยาที่บริสุทธิ์ หากมีสิ่งที่ปนเปื้อนอาจทำให้การประเมินผิดพลาดได้ การศึกษาความคงสภาพใน ขั้นตอนนี้รวมถึง ความคงสภาพของยาเมื่อใส่สารอื่น ๆ ด้วย
การศึกษาโดยเริ่มจากการหาข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีของยา จะช่วยให้ผู้ตั้งสูตรตำรับทราบถึงปฏิกิริยา หรือทำนายการเสื่อมสลายที่เกิดขึ้นได้
ความไม่คงสภาพทางเคมีของยาอาจเกิดขึ้นได้หลายแบบ เนื่องจากยาที่ใช้ประกอบด้วยสูตรโครงสร้าางทางเคมี ต่าง ๆ ได้แก่ alcohols, phenols, aldehydes, ketones, esters, ethers, กรด, เกลือ, alkaloids, glycosides และอื่น ๆซึ่งแต่ละชนิดประกอบด้วยกลุ่มทางเคมีที่ทำให้เกิดความไม่คงสภาพทางเคมี ปฏิกิริยาที่พบมากที่สุดคือ hydrolysis และ oxidation
Hydrolysis คือ ขบวนการที่โมเลกุลของยาทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีส่วน ประกอบทางเคมีต่าง ๆ กัน
ขบวนการ Hydrolysis อาจเป็นสาเหตุสำคัญที่สุด ซึ่งทำให้ยาเสื่อมสลาย เนื่องจากยาส่วนใหญ่เป็น esters หรือมีส่วนประกอบของ amides, lactones และ lactams ซึ่งจะเกิด hydrolysis ได้ง่าย
ส่วนขบวนการ oxidation จะเกิดกับยากลุ่มต่าง ๆ รวมทั้ง aldehydes, alcohols phenols, น้ำตาล, alkaloids.ไขมัน และน้ำมันที่ไม่อิ่มตัว ปฏิกิริยา oxidation เกี่ยวข้องกับการสูญเสียอิเลคตรอนจากอะตอม หรือโมเลกุล และมีอะตอมหรือโมเลกุลที่รับอิเลคตรอน
ในการตั้งสูตรตำรับต้องลดหรือป้องกันการเสื่อมสลายของยาอันเนื่องจากปฏิกิริยา hydrolysis และ oxidation และอื่น ๆ

[<-กลับ] [กลับไป GMP] [กลับไปหน้าแรกกองควบคุมยา]