以高剪切率的黏度測量精準預估藥物注射時需要的力度
 

背景知識: 

在蛋白質藥品領域,藥劑往往被設計為自注射劑型(self-injection)並且主要會往下面兩個面向開發: 

  1. 持續釋放性(sustainable release) 

  1. 皮下注射(subcutaneous injection) 

當上述兩者同時滿足,蛋白質藥的濃度將不可逆的提升,最終促使藥劑的黏度(viscosity)提升,而這將增加給藥推針的困難度,因為高黏度的藥品將需要以更強的的給藥力道推動注射器,因此如何設計給藥注射系統將會影響注射的效果。
 

在高剪切速率下的藥物注射性及黏度: 

當透過小針頭(例如27號針頭)注射的藥物,且注射時間為10秒時,其在針頭內的剪切速率估計為160,000 s-1。值得注意的是,在這個剪切速率下,藥物的黏度可能會顯著不同於在較低剪切速率下的黏度。  

圖一、剪切速率對蛋白質藥品的黏度影響 

根據上圖顯示,測試藥物在剪切速率為100,000 1/s時的黏度只有在剪切速率為10,000 1/s時的一半。因此,為了準確推估注射力,應該要能模擬在針頭內部的剪切速率下的樣品黏度。 

使用 m-VROC™ 黏度計可以進行準確的黏度測量並估計準確的注射力,因為該儀器可以高精度地測量黏度於剪切速率為90,000~200,000 s-1的範圍內(即針頭內的剪切速率範圍)。 

 

圖二、液流行為於注射針筒中的示意圖  
 

使用RheoSense黏度計來去除注射性研究中的猜測: 

m-VROC™可以進行剪切速率高達200,000 s-1的黏度測量,並且可以通過直接而準確地推估注射力,消除早期配方開發中的猜測工作,從而提高注射性研究的準確性。 

下表顯示了使用在針頭內部剪切速率下測得的黏度來估計注射力,與累積數據相一致的情況。 
 
 

上表中推估的注射力與報告的注射力之間的差異通常是由於活塞與筒管之間的滑動力(摩擦力),這會因注射器不同而有所波動,也會因不同藥品而有所不同。 


總結: 

藥物發展的早期,如何評估給藥方式是一件十分重要的事,因為給藥的力道及方式將大幅影響藥物的使用效率,更別提不論是哪種生物藥、胜肽藥通常都是設計為注射給藥的劑型。 

如上文所示,注射藥物的力道與在針筒內的剪切速率下測得的黏度十分相關,通過使用m-VROC™,我們可以以非常少量的樣品體積去模擬注射藥品時的剪切速率條件進行黏度的測量,這將對研究者開發藥物劑型時提供強力的幫助。 

觀看其他儀器