
在生物制藥與健康管理領域,胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)憑借其獨特的生理功能成為研究熱點,而噴霧干燥技術則為其制劑開發(fā)提供了高效的制備方案。本文將從GLP-1的基礎認知入手,梳理其核心應用行業(yè),結合具體案例解析噴霧干燥技術在GLP-1制備中的應用,幫助非專業(yè)人士快速理解相關技術要點與產(chǎn)業(yè)價值。
GLP-1全稱為胰高血糖素樣肽-1,是一種由腸道內分泌L細胞及腦干孤束核神經(jīng)元在進食后分泌的肽類激素,由30或31個氨基酸組成,屬于腸促胰島素家族。其核心生理功能具有顯著的“葡萄糖依賴性”:當血糖升高時,可促進胰腺β細胞分泌胰島素,同時抑制α細胞分泌胰高血糖素,從而精準降低血糖;此外,還能延緩胃排空、通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制食欲,實現(xiàn)體重調節(jié),同時對心血管、腎臟等器官具有一定保護作用。 需要注意的是,天然GLP-1在體內易被二肽基肽酶-4(DPP-IV)降解,半衰期僅1-2分鐘,口服生物利用度極低,因此工業(yè)生產(chǎn)中多通過基因重組技術制備其受體激動劑(如司美格魯肽、利拉魯肽),通過結構修飾增強抗酶解能力、延長半衰期,滿足臨床應用需求。
GLP-1的應用場景集中于健康醫(yī)療領域,核心覆蓋兩大行業(yè),同時帶動相關配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展:
1. 醫(yī)藥行業(yè)(核心應用領域) 這是GLP-1最主要的應用領域,核心適應癥包括2型糖尿病、肥胖癥,同時在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、心血管疾病、慢性腎病等領域的應用已進入臨床試驗階段。例如,司美格魯肽作為長效GLP-1受體激動劑,每周僅需皮下注射1次即可有效控制血糖,同時實現(xiàn)10%-15%的年平均減重,還能降低2型糖尿病合并心血管疾病患者的不良事件風險。目前,該類藥物已形成注射劑、口服制劑等多種劑型,全球市場規(guī)模預計2030年將突破1000億美元。
2. 食品與膳食補充劑行業(yè)(延伸應用領域) 隨著GLP-1類藥物的普及,食品行業(yè)針對性開發(fā)了“GLP-1友好型”產(chǎn)品。這類產(chǎn)品以高蛋白、小份量、高膳食纖維為核心特點,旨在幫助服藥人群在抑制食欲的前提下保障營養(yǎng)均衡,減少肌肉流失、緩解胃腸不適。例如,Conagra Brands在健康食品線標注GLP-1友好標簽,GNC開設GLP-1專屬專區(qū)銷售蛋白奶昔、維生素補充劑,雀巢推出專為GLP-1用戶設計的減重產(chǎn)品線。此外,能促進體內GLP-1分泌的功能性成分(如小檗堿、黏液阿克曼氏菌益生菌)也成為膳食補充劑的研發(fā)熱點。
那艾儀器噴霧干燥機制備GLP-1的典型案例
噴霧干燥技術是將液態(tài)物料通過霧化器分散成微小液滴,與熱空氣快速接觸實現(xiàn)瞬間干燥的制備技術,具有干燥速度快、產(chǎn)品純度高、易于規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢,尤其適合GLP-1這類熱敏性生物活性物質的制劑制備。以下是三個不同應用方向的典型案例:
一:噴霧冷凍干燥制備GLP-1可吸入多孔顆粒
解決GLP-1注射給藥的依從性問題,開發(fā)肺部遞送的干粉吸入制劑(DPI),利用肺部巨大吸收面積和避免首過代謝的優(yōu)勢,實現(xiàn)非侵入性給藥。 ### 工藝參數(shù) 采用噴霧冷凍干燥(SFD)技術,以L-亮氨酸和海藻糖為復合輔料;霧化方式為二流體霧化,干燥過程采用氮氣保護;最終制備的顆粒經(jīng)掃描電鏡(SEM)表征為高度多孔結構,比表面積達5.676 m2/g,密度僅0.03 g/mL。 ### 結果與應用價值 產(chǎn)品收率高達90%,空氣動力學性能優(yōu)異:質量中值空氣動力學直徑(MMAD)為3.7±0.01 μm,細顆粒分數(shù)(FPF)達60.5±0.5%,符合肺部沉積要求;體外細胞毒性試驗表明,顆粒對肺泡上皮細胞無顯著毒性,為2型糖尿病的非注射治療提供了可行方案。
二:噴霧干燥制備司美格魯肽吸入粉霧劑
針對司美格魯肽現(xiàn)有注射劑、口服制劑存在的冷藏儲存需求、生物利用度低等問題,開發(fā)更便捷的吸入干粉制劑,保留藥物降血糖和減重活性的同時提升患者依從性。 ### 工藝參數(shù) 采用那艾微型噴霧干燥設備,噴嘴直徑0.7 mm,進料速率3.5 mL/min,入口溫度135℃,抽吸力90%;原料為司美格魯肽,輔料選用L-亮氨酸和BioHale?海藻糖二水合物,料液固含量0.8% w/v;通過反相高效液相色譜(RP-HPLC)、尺寸排阻色譜(SEC)等手段監(jiān)控產(chǎn)品質量。 ### 結果與應用價值 制備的粉末水分含量低于4% w/w,司美格魯肽含量接近理論值,未檢測到聚集體形成和化學降解,活性保留完整;其中采用特定緩沖液(SMG_P)制備的顆粒為2-3 μm的皺縮微粒,細顆粒分數(shù)(FPF)達60%,肺泡沉積潛力高;該案例驗證了噴霧干燥技術在GLP-1吸入制劑開發(fā)中的可行性,為跨學科優(yōu)化制劑配方和工藝參數(shù)提供了參考。
三:超低溫噴霧干燥規(guī)模化生產(chǎn)司美格魯肽原料藥
實現(xiàn)GLP-1類藥物從實驗室研發(fā)到噸級工業(yè)化生產(chǎn)的轉化,保障大規(guī)模生產(chǎn)過程中藥物活性和純度,滿足注射用原料藥的GMP標準要求。 ### 工藝參數(shù) 采用那艾5型超低溫噴霧干燥機,進風溫度嚴格控制在35-50℃,結合閉式循環(huán)系統(tǒng)和氮氣保護;霧化方式為二流體噴嘴,壓縮空氣壓力0.6-0.8 MPa,料液流速5-10 L/h;干燥塔規(guī)格為直徑2.5 m、高度8 m,配備脈沖反吹系統(tǒng)減少粘壁;產(chǎn)品粒徑控制在D50=30-50 μm,松密度0.4-0.6 g/mL。 ### 結果與應用價值 產(chǎn)品收粉率≥97%,活性保留率≥95%,純度≥99.5%,微生物限度≤10 CFU/g,完全符合WHO-GMP認證標準;該工藝實現(xiàn)了司美格魯肽原料藥的規(guī)模化生產(chǎn),為下游注射劑、口服制劑的產(chǎn)業(yè)化提供了穩(wěn)定的原料保障,顯著降低了生產(chǎn)成本。
總結 GLP-1作為一種具有多效生理功能的肽類物質,已成為醫(yī)藥行業(yè)治療代謝性疾病的核心靶點,同時帶動食品行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新。噴霧干燥技術憑借其快速干燥、低溫保護、易于規(guī)模化的優(yōu)勢,有效解決了GLP-1熱敏性、易降解的制備難題,在吸入制劑開發(fā)、原料藥規(guī)模化生產(chǎn)等場景中展現(xiàn)出不可替代的價值。未來,隨著制劑技術的不斷優(yōu)化和應用場景的拓展,GLP-1類產(chǎn)品的市場潛力將進一步釋放,噴霧干燥等核心制備技術也將迎來更精準的工藝升級。