약물의 용출시험의 장치와 방법, 용출액의 특징

경구로 투여되었을 때, 약물이 제형으로부터 방출되어 가용화되는 특성을 평가하는 시험으로, 생체 외에서 시험하여 생체내에서 어떻게 작용할 것인지 예측할 수 있다. 약물은 제형이 붕해 되어 방출되어 소화관으로 투과되면 흡수되는 것이기 때문에, 경구 투여 약물을 예측할 때 중요하다. 체내에서 약물이 어떻게 되는지 추측하는 것이 궁극적인 목적이므로 사람의 위장관과 비슷하게 조건을 최대한 맞춰야 한다. 예로 pH 6.8의 용액으로 장액을 비슷하게 구현하고, pH 1.2의 용액으로 위액을 비슷하게 구현한다. 또 소화관은 연동운동을 하여 약물의 방출에 영향을 주기 때문에, 용출시험 시 교반 하는 것이 중요하다. 추가로 지질이나 효소, 계면활성제를 용출액에 첨가하여 체내 환경과 유사하게 맞추도록 해야 한다. 이렇게 하는 용출시험은 의약품의 생체이용률에 영향을 미치는 변수를 알아내는 데에도 쓰이지만, 각 batch에서 만들어진 의약품이 다 균일한지 확인하는 품질관리의 일환으로도 사용된다. 또 용출시험은 약제학적 분류체계(BCS; biopharmaceutics classification system)에 의해 분류된 속방성 제제의 생물학적동등성시험을 대체할 수 있다.

 

 

용출기

제형의 특성에 따라 7가지의 용출기 중 적절한 하나를 선택하여 용출시험을 한다. 용출기는 basket(회전검체통), paddle(패들), reciprocating cylinder(왕복실린더), flow-through cell, paddle over disk, cylinder, reciprocating holder로 7가지이다. 7가지의 용출기 중 가장 많이 사용되는 것은 basket(회전검체통), paddle(패들)이고, 특이한 용출시험 방법이 필요한 경우가 아니면 대부분 이 2가지 중 하나를 이용한다. 약물의 특성에 따라 선택이 달라지는데, 서방형이나 캡슐 등은 회전검체통법을, 정제는 패들법을 고려하지만, 난용성 약물이나 다단위 제형(multiple dosage form)은 좋지 않은 선택이다. 이 두 방법은 실험 중에 용출액의 pH를 변화시키는 것이 불가능하다는 단점이 있다. 왕복실린더법은 용출액 pH를 변화시킬 수 있다는 장점이 있고, 서방형 제제의 용출시험에 잘 사용될 수 있다. Flow-through cell은 약물에 지속적으로 용출액을 통과시키며 교반도 해주는 방법으로, 난용성 약물의 용출시험에 유용하다. Reciprocating disk는 오로스 제형 같은, 붕해 되지 않는 서방형 제제나 경피 패치제의 용출시험에 유용하고, paddle over disk와 cylinder도 경피 패치제의 용출시험에 유용하다.

 

용출기는 일정 시간마다 적합성 시험(PVT; dissolution performance verification test)을 해야 한다.

회전검체통과 패들의 적합성 시험에는 붕해 되지 않는 살리실산 표준 정제, 붕해 되는 프레드니솔론 표준 정제가 사용되고, 이것을 표준 캘리브레이터(USP dissolution calibrators)라 한다. 시험 시 용출률이 범위 안에 들면 통과된다.

 

속방성 제형을 용출 시험할 경우에 설정하는 교반 속도는 보통 회전검체통법에서 100rpm, 패들법에서 50rpm이다. 서방성 제형을 시험할 경우 교반 속도는 더 빠르게 설정하지만 너무 빠르면 분별력이 떨어지기 때문에 150 rpm이상으로 넘어가지 않도록 한다. 현탁제제는 속방정 제형으로 하는 경우보다 더 낮은 속도가 권장된다.

 

 

용출액

용출액은 보통 900㎖로 사용되지만, 때때로 500-1000㎖ 사이로 변경할 수 있다. 하지만 어떤 경우 150㎖를 택하는 경우도 있고, 4000㎖를 택하는 경우도 있다. 난용성 약물의 용해도를 증가시키기 위해 계면활성제를 넣은 경우는 용출액이 많아야 한다. 다른 경우도 용출액의 용량이 커야 한다. 변형된 Noyes-Whitney 식에서는 약물의 용출 속도는 용출계수에 비례하며, 약물의 포화농도에서 어떤 한 시점에서 용출액에서의 약물 농도를 뺀 값에 비례한다. 따라서 용출시험을 시작한 시점에서는 용출액에서의 약물 농도가 0이기 때문에 용출 속도는 가장 빠르다. 하지만 시간이 지날수록 용출액에서의 약물 농도가 점점 커지기 때문에 용출 속도가 느려진다. 그래서 결론적으로 이런 현상을 감소시키기 위해 되도록이면 용출액의 부피를 크게 하여, 용출액에서의 약물농도의 영향을 미미하게 만드는 것이 좋다. 이렇게 하는 것을 sink condition이라고 하는데, 보통 약물을 완전히 녹이는데 필요한 용출액의 최소 3배 이상, 평균 5-10배로 하면 된다.

하지만 약물의 함량이 매우 적을 때는 되도록이면 용출액의 부피를 작게 하는 것이 좋다. 약물의 농도가 높아질수록 약물의 분석이 더 용이해지기 때문이다.

 

용출액의 종류는 pH를 다르게 하여 생체내 조건과 비슷하게 한다. 위와 비슷한 것은 pH가 1.2인 용출액이며 HCl과 NaCl을 이용하여 제조된다. 인산 완충액이나 acetate 또는 citrate 완충용액으로 pH 4인 용액이 쓰이기도 한다. Sodium acetate 완충액이나 시트르산 또는 인산 완충액으로 pH 4.5 용액이 쓰일 수도 있다. pH 6.0, 6.8 용액도 쓰일 수 있다.

 

 

용출시험을 할 때, 대조약과 시험약에서 각각 12개의 검체를 이용한다. 어떤 시점에서의 용출률로 용출 패턴을 구하고, 각 시점에서의 용출률이 비슷하다면 두 제제의 용출은 유사하다고 판단할 수 있다.