制剂与药物输送

用于制剂与药物输送的AFA技术

当前，制药行业发现的新化学实体（NCE）中，绝大多数（>80%）存在溶解度差或亲脂性问题；市场上约40%的现有药物同样如此。因此，由于NCE的溶解性差、生物半衰期短、生物利用度低、不良反应显著以及稳定性问题，这给药物研发带来了重大挑战。

AFA技术能够处理多种不同的结构体系，以帮助克服溶解度难题。使用基于AFA的系统，可以在低处理温度下制备脂质体和乳剂，且无需使用有机溶剂。这使得能够对温度或溶剂敏感的API（如肽类或蛋白质）进行包封，而这些API在传统的制备过程中可能会被破坏或失活。因此，过去被认为不可行的API，现在也可以被纳入研发考虑范围。

何为AFA技术？

自适应聚焦声学（AFA）是一项先进的声学技术，通过聚焦超声波破碎仪实现对样品的机械处理。该技术采用高度可控的聚焦高频声能脉冲，可在温控与非接触环境中，高效且重复性地完成样品处理。

 将声能精准聚焦于样品容器内的离散焦域

 所需能量输入极低，可避免普通超声波处理器因能量过剩而产生的有害影响，如破坏性热量、实验变异性和样品过度处理

利用AFA超声波能量进行样品处理，其原理是通过控制样品容器内数百万空化气泡的生成与溃灭。声波在穿过溶液时会产生局部压力波动，进而促使溶解气体形成数十万计微观空化气泡。这些气泡随之经历生长、振荡和溃灭的过程。自适应聚焦声学AFA能量学技术能够对由此产生的剪切力实现精准控制。

应用领域

AFA技术应用优势：AFA可进行调节以适应多种应用场景下的样品处理——从低功率的温和溶液混合，到更高功率的应用如脂质体构建及纳米悬浮液的研磨制备。

高通量筛选的化合物溶解：AFA提供自动化平台，可在筛选分配前驱动可能已沉淀或沉降的化合物重新进入溶液，从而确保分配操作的准确性与均一性。

药代动力学研究：适用于多种组织类型（例如脑组织、肌肉、角膜等）的匀浆化处理与萃取，为药代动力学分析制备样本。

动物研究制剂制备：自动制备用于动物给药的悬浮液/制剂，消除不同操作人员及实验地点带来的变异，显著降低变异系数（CV值从10%-15%大幅降至每次给药间低于0.5%）。

加速混合过程：可在数分钟甚至数秒内驱动制剂达到平衡状态，将复杂包合物（如环糊精）所需的混合时间从数天急剧缩短至数分钟。

早期毒理学研究：通过直接研磨法制备小规模（100 µL 至 18 mL）纳米悬浮液，使得在极有限物料与极短时间内开展早期剂量反应研究成为可能。

纳米颗粒制备：通过研磨或受控结晶技术制备小分子纳米颗粒；并可实现脂质体、PLGA颗粒及纳米乳剂的构建。

AFA技术优势

 产品规格一致可控

-采用自动化、计算机控制的处理流程

 100% 回收率

-即使物料有限亦可完成制剂制备，无物料浪费

 非接触式处理

-彻底杜绝污染风险

 保持关键质量属性

 卓越的工艺可扩展性

-处理规模可从100 µL扩展至集成PAT反馈的连续工艺流

 可按温度调控的工艺

-支持低温环境（4°C）下的样品处理

制剂与药物递送应用
微粉化技术
• 提升生物利用度
• 在溶解度筛选过程中大幅减少活性药物成分的降解
• 实现可重复方案的标准化与自动化

AFA技术助力快速推进至首次人体试验

脂质体

• 乳剂

• AFA纳米颗粒

• 无共溶剂

-无需有机溶剂即可制备脂质或疏水性化合物制剂

• 无热损伤

-低温（如4°C）环境下完成制剂制备

• 无污染

-在密闭、无菌、一次性容器中进行制备

• 非接触式

-实现稀有昂贵物料的100%全回收

纳米悬浮液

“自上而下”的研磨法

“自下而上”的结晶法

• 使得在物料有限的情况下开展早期毒理学研究成为可能

-实现100%物料回收

-在无菌无污染的容器中完成

• 达到业界最佳粒径水平

-无研磨珠污染风险

• 加速剂量范围探索研究

-显著减少复杂制剂开发的时间与物料消耗

独特递送系统与静脉注射制剂

溶解应用
•对已沉降的制剂进行重悬处理
•增强分子边界层的溶剂/溶质相互作用
•大幅提升溶解速率
•在高通量筛选中实现化合物的自动化重悬浮

结晶工艺对比

•加速成核并缩短诱导时间
•维持晶型
•控制粒径

聚焦式超声发生器

AFA 聚焦式超声发生器能够以高度可调的方式高效、精准地释放超声波能量，能够对传递至样本的声波脉冲的能量密度进行编程控制。这种对声学特性的调节能够控制粒子的大小/形状形成。聚焦式超声发生器具有极高的稳定性，能够提供可重复的配方制备过程。

中试与生产型聚焦超声波破碎仪

✓ 采用钝化处理316不锈钢结构

✓ 防爆模块化设计（不锈钢防滴漏机箱）

✓ 实现100%样本完全密封

✓ 卓越的样本温控性能

✓ 即将符合cGMP生产规范

AFA 流动处理容器：连续流处理级

AFA 流动处理容器

• 流体接触表面为电抛光 316 不锈钢

• 采用 Dean 涡流冷却设计的高热通量热交换器

• 样本温度控制范围：4–40 °C

• 入口/出口温度监控

• 流体接触表面为 316 不锈钢

热电偶

• 用于实时样本温度监测的在线温度测量

REFERENCES

1. Tanner W, Lehle L. Biochim Biophys Acta. 906, 81-99 (1987).

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