例, 參 考 美 國 FDA 之 指 引 草 案 及 科 學 文 獻 報 告, 從 化 學 製 造 管 制 之 觀 點, 探 討 法 規 訂 定 之 科 學 根 據 另 外, 本 文 包 括 對 目 前 已 上 市 之 奈 米 醫 藥 品 舉 例 說 明, 並 參 考 美 國 FDA 奈 米 工 作

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1 奈 米 法 規 科 學 研 究 報 告 以 微 脂 體 藥 品 為 例 談 奈 米 藥 品 之 化 學 製 造 管 制 及 法 規 科 學 評 估 醫 藥 品 查 驗 中 心 基 礎 醫 學 組 化 學 製 造 管 制 小 組 摘 要 隨 著 奈 米 科 技 之 發 展, 奈 米 尺 度 之 醫 藥 品 逐 漸 增 加 為 建 立 法 規 審 查 之 科 學 依 據, 本 研 究 報 告 以 化 學 製 造 管 制 之 觀 點, 探 討 奈 米 尺 度 醫 藥 品 之 特 性 目 前 FDA 核 准 上 市 屬 奈 米 尺 度 的 藥 品 中, 以 微 脂 體 之 比 例 最 高, 且 使 用 經 驗 最 長 因 此 以 微 脂 體 藥 品 為 例, 說 明 其 物 化 性 質 與 品 質 之 關 聯 用 以 評 估 品 質 之 特 性, 可 包 括 微 脂 體 之 形 態 淨 電 荷 微 脂 體 小 泡 中 包 覆 藥 物 之 體 積 粒 徑 大 小 ( 平 均 值 及 分 佈 情 形 ) 相 轉 換 溫 度 光 譜 資 料 藥 物 主 成 分 由 微 脂 體 藥 品 中 之 體 外 釋 放 情 形 滲 透 壓 性 質 及 光 散 射 指 標 等 微 脂 體 之 傳 統 製 備 法, 雖 然 較 容 易, 但 多 需 使 用 高 量 有 機 溶 媒 且 生 產 規 模 小 改 良 後 之 製 備 法, 如 超 流 體 逆 相 揮 發 法, 安 定 性 較 高 有 提 高 生 產 規 模 之 潛 力 組 成 方 面, 脂 質 之 種 類 量 及 品 質, 可 能 影 響 包 覆 率 粒 徑 大 小 安 定 性 等 此 外, 脂 質 分 解 產 物 為 界 面 活 性 劑, 可 能 干 擾 脂 雙 層, 造 成 藥 物 滲 出 或 粒 徑 大 小 改 變 其 餘 之 奈 米 藥 品 尚 包 括 以 奈 米 微 晶 技 術 增 加 溶 解 度 之 藥 物 奈 米 氧 化 鐵 顯 影 劑 微 胞 奈 米 粒 子 以 白 蛋 白 包 覆 之 抗 癌 藥 等 由 化 學 製 造 管 制 之 觀 點 而 言, 醫 藥 品 之 安 全 和 有 效 性, 奠 基 於 嚴 謹 之 品 質 要 求 奈 米 醫 藥 品 種 類 繁 多, 所 蘊 含 之 理 論 各 異 因 此, 除 了 一 般 性 要 求 之 外, 必 須 針 對 個 別 醫 藥 品 之 特 性 進 行 探 究, 例 如 奈 米 產 品 表 面 特 性 之 測 試 與 管 控, 包 括 粒 徑 形 狀 表 面 電 荷 分 散 狀 態 表 面 積 表 面 組 成 物 理 化 學 性 質 如 密 度 溶 解 度 導 電 度 光 學 性 質 等 測 量 時 機 則 包 括 製 備 完 成 後 投 予 時 及 與 生 物 有 機 體 產 生 相 互 作 用 時, 並 須 注 意 是 否 干 擾 內 毒 素 污 染 之 試 驗 其 所 考 量 之 原 則, 除 確 保 品 質 外, 乃 以 影 響 安 全 和 有 效 之 因 素 者 為 重 一 前 言 奈 米 科 技 之 進 步 日 新 月 異, 應 用 奈 米 科 技 製 成 或 屬 奈 米 尺 度 之 醫 療 產 品 逐 漸 增 加 美 國 FDA 之 奈 米 工 作 小 組, 於 2007 年 之 報 告 中, 所 關 注 的 科 學 議 題 包 括 瞭 解 奈 米 尺 度 材 料 與 生 物 系 統 之 相 互 作 用, 以 及 含 奈 米 尺 度 材 料 產 品 之 安 全 性 和 品 質 評 估 方 法 的 適 當 性 以 化 學 製 造 管 制 之 角 度 而 言, 由 於 引 進 奈 米 科 技 使 材 料 之 尺 寸 進 入 奈 米 尺 度 時, 材 料 本 身 之 性 質, 例 如 磁 性 電 性 光 學 活 性 結 構 完 整 性 化 學 及 生 物 活 性 等, 都 可 能 產 生 大 幅 改 變, 進 而 影 響 產 品 之 安 全 性 和 有 效 性 評 估 和 分 析 方 法 也 因 尺 度 變 化 而 須 隨 之 調 整, 例 如 使 用 電 子 顯 微 鏡 取 代 光 學 顯 微 鏡, 才 能 進 行 觀 察 因 此, 本 研 究 報 告 以 化 學 製 造 管 制 之 觀 點, 探 討 奈 米 尺 度 醫 藥 品 之 特 性, 以 期 提 供 法 規 審 查 之 科 學 依 據 及 評 估 考 量 重 點 之 建 議 二 主 旨 在 目 前 已 上 市 之 奈 米 尺 度 醫 藥 品 中, 最 早 核 准 之 微 脂 體 藥 品 占 大 多 數 美 國 FDA 亦 在 2002 年 公 佈 微 脂 體 藥 品 之 指 引 草 案 本 研 究 報 告 旨 在 以 微 脂 體 藥 品 為 1

2 例, 參 考 美 國 FDA 之 指 引 草 案 及 科 學 文 獻 報 告, 從 化 學 製 造 管 制 之 觀 點, 探 討 法 規 訂 定 之 科 學 根 據 另 外, 本 文 包 括 對 目 前 已 上 市 之 奈 米 醫 藥 品 舉 例 說 明, 並 參 考 美 國 FDA 奈 米 工 作 小 組 之 工 作 報 告, 歐 盟 委 員 會 (European commission, SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks)) 等 之 報 告 及 相 關 科 學 文 獻 論 述 等, 提 出 評 估 化 學 製 造 管 制 方 面 的 考 量 建 議 三 本 文 < 一 > 微 脂 體 產 品 ( 一 ) 起 源 概 況 1965 年,Bangham 和 其 同 事 首 先 觀 察 且 發 表 微 脂 體 之 生 成 性 質 及 其 與 生 物 細 胞 之 關 聯 (Bangham et al., 1965) 其 後, 微 脂 體 在 各 領 域 之 研 究 便 蓬 勃 展 開, 包 括 將 其 用 以 模 擬 細 胞 膜 包 覆 藥 物 或 顯 影 劑 遞 送 大 分 子 化 妝 品 用 途 及 食 品 科 技 等 微 脂 體 的 生 成, 乃 藉 由 磷 脂 質 在 水 相 中, 自 發 性 組 合 (spontaneous self-assembly) 為 小 泡 (vesicle), 因 而 形 成 一 個 被 脂 質 膜 環 繞 的 水 相 空 間 大 多 數 研 究 所 探 討 的 微 脂 體 為 球 形, 然 而 亦 有 螺 旋 狀 (helical)(lin et al., 1982) 紡 錘 狀 (spindle-shaped)(chiruvolu et al., 1994) 螺 旋 管 狀 (helical tubular)(ishiyama et al., 2002) 管 狀 (tubular)(xu et al., 2009) 等 形 狀 之 微 脂 體 微 脂 體 與 自 然 細 胞 十 分 相 似, 具 生 體 可 分 解 性 尤 其 是 低 水 溶 性 的 藥 物, 可 被 微 脂 體 包 覆 而 遞 送 此 外, 微 脂 體 亦 可 避 免 藥 物 迅 速 分 解, 可 改 變 所 遞 送 藥 物 於 體 內 之 分 佈, 並 能 控 制 所 包 覆 藥 物 之 釋 放 (Allen and Moase, 1996) 理 想 的 微 脂 體 具 有 高 包 覆 率 (entrapment efficiency) 狹 窄 的 粒 徑 分 佈 長 期 安 定 性 及 保 護 藥 物 避 免 分 解 之 特 質 廣 泛 應 用 微 脂 體 於 人 體 之 主 要 困 難 在 於 其 安 定 性 量 產 時 之 高 成 本 有 機 溶 媒 殘 留 之 毒 性 及 低 包 覆 率 以 下 針 對 微 脂 體 藥 品 做 進 一 步 之 說 明 ( 二 ) 組 成 描 述 (Description and Composition) 構 成 微 脂 體 藥 品 的 成 分 包 括 藥 物 主 成 分 (drug substance) 脂 質 及 其 他 賦 形 劑 厭 水 性 高 之 藥 物 主 成 分, 通 常 嵌 合 於 微 脂 體 之 脂 質 雙 層 膜 (lipid bilayer) 內 厭 水 性 低 者, 則 存 在 於 微 脂 體 內 部 之 水 相 腔 室 中 最 常 用 之 脂 質 為 磷 脂 質 (phospholipid), 例 如 電 中 性 之 phosphatidylcholine 或 是 帶 負 電 荷 之 phosphatidic acid 及 phosphatidylglycerol 等, 分 別 具 有 厭 水 端 和 親 水 端 若 需 使 微 脂 體 帶 正 電 荷, 可 添 加 stearylamine 除 了 電 荷 性 質 之 外, 磷 脂 質 長 碳 鏈 部 分 之 特 性, 特 別 是 雙 鍵 數, 可 影 響 其 所 形 成 脂 質 膜 之 基 本 特 性, 如 相 轉 換 表 現 (phase behavior) 及 彈 性 (elasticity) 等 (Jesorka and Orwar, 2008) 而 表 面 化 學 官 能 基 屬 性, 亦 影 響 其 於 生 體 內 之 作 用 及 表 現 例 如 若 欲 提 高 微 脂 體 在 體 內 的 安 定 性 以 及 延 長 循 環 時 間, 可 以 藉 由 添 加 生 體 相 容 性 之 親 水 性 聚 合 物 如 poly(ethylene glycol)(peg) 而 達 成 (Chrai et al., 2002; Torchilin et al., 1995) 研 究 顯 示, 帶 有 厭 水 性 anchoring chain 之 multiloop PEG 2

3 鏈, 或 混 合 延 長 程 度 不 等 的 PEG 鏈, 比 線 狀 (linear) 鏈 或 單 一 長 度 之 PEG 鏈, 對 微 脂 體 之 保 護 作 用 較 強 (Auguste et al., 2003; Sadzuka et al., 2002) 亦 常 利 用 癌 細 胞 表 面 過 份 表 現 某 些 抗 原 或 受 體 (receptor) 之 特 性, 而 使 微 脂 體 表 面 結 合 特 定 分 子, 以 進 行 目 標 遞 送 (Sofou, 2007) 此 外, 若 添 加 膽 固 醇, 其 會 併 入 脂 質 膜 中, 減 少 脂 質 排 列 的 缺 失, 此 種 結 構 較 疏 鬆 排 列 之 脂 質 雙 層 膜 不 易 被 調 理 素 (opsonin) 滲 入 (penetration) 和 吸 收 (absorption)(boni et al., 2002) 脂 質 之 量 及 比 例 對 微 脂 體 藥 品 亦 相 當 重 要, 因 此 在 FDA guidance 中, 規 定 須 列 明 製 劑 中 脂 質 含 量 相 對 於 藥 物 主 成 分 之 莫 耳 比 例 (molar ratio) 和 重 量 百 分 比 (percentage by weight) 脂 質 之 量 亦 須 以 毫 克 每 毫 升 (mg/ml) 或 毫 克 每 瓶 (mg/vial) 表 示 ( 三 ) 物 理 化 學 性 質 (Physicochemical Properties) 由 於 微 脂 體 之 物 理 化 學 性 質 與 微 脂 體 藥 品 品 質 密 切 相 關, 因 此 必 須 確 立 用 以 評 估 其 特 性 之 檢 驗 方 法 FDA guidance 建 議 可 用 於 評 估 微 脂 體 藥 品 之 特 性, 包 括 微 脂 體 之 形 態 ( 包 括 單 層 或 多 層 ; lamellarity) 淨 電 荷 微 脂 體 小 泡 中 包 覆 藥 物 之 體 積 粒 徑 大 小 ( 平 均 值 及 分 佈 情 形 ) 相 轉 換 溫 度 (phase transition temperature) 光 譜 資 料 藥 物 主 成 分 由 微 脂 體 之 體 外 釋 放 滲 透 壓 性 質 及 光 散 射 指 標 (light scattering index) 等 這 些 特 性 亦 常 被 用 於 將 微 脂 體 分 類, 例 如 以 形 態 和 粒 徑 大 小 可 將 微 脂 體 大 致 區 分 為 small unilamellar vesicle (SUV; 單 層 ; ~0.02 µm-~0.2 µm) large unilamellar vesicle (LUV; 單 層 ; ~0.2 µm-~1 µm) giant unilamellar vesicle (GUV; 單 層 ; >1 µm) multilamellar vesicle (MLV; 5-25 層 ; >0.5 µm) 等 (Jesorka and Orwar, 2008) 其 他 可 用 於 品 質 管 制 的 評 估 項 目 尚 包 括 ph 值 磷 脂 質 濃 度 磷 脂 質 組 成 膽 固 醇 組 成 主 成 分 濃 度 殘 留 有 機 溶 劑 及 重 金 屬 磷 脂 質 水 解 磷 脂 質 自 氧 化 (autoxidation) 情 形 膽 固 醇 自 氧 化 情 形 主 成 分 分 解 情 形 外 觀 無 菌 度 內 毒 素 測 試 等 (Zuidam et al., 2003a) ( 四 ) 製 備 法 及 製 程 管 控 之 說 明 (Description of Manufacturing Process and Process Controls) 製 備 法 製 備 條 件 及 生 產 規 模 之 改 變 對 微 脂 體 影 響 甚 劇 因 此, 在 研 發 過 程 中, 必 須 找 出 關 鍵 性 製 程 步 驟, 並 且 加 以 評 估 FDA guidance 中 提 及, 當 製 程 改 變 之 幅 度 超 過 已 核 准 之 容 許 範 圍 時, 應 將 其 改 變 和 所 實 施 之 管 控 措 施 呈 報 FDA 另 外, 由 於 微 脂 體 藥 品 之 物 理 化 學 複 雜 性, 使 得 滅 菌 的 過 程 相 對 困 難 例 如 使 產 品 通 過 濾 膜 時, 微 脂 體 藥 品 之 成 分 可 能 影 響 生 物 附 著 於 濾 膜 上 的 作 用 力, 結 果 使 生 物 透 過 濾 膜, 未 達 滅 菌 效 果 因 此, 針 對 個 別 產 品 之 確 效, 必 須 顯 示 所 使 用 濾 膜 具 有 使 微 生 物 滯 留 吸 附 之 能 力 關 於 微 脂 體 之 製 備 方 式, 大 致 可 分 為 傳 統 製 備 法, 及 其 改 良 方 法 (Meure et al., 2008) 以 下 將 概 要 說 明 各 主 要 製 備 法 3

4 傳 統 製 備 法 傳 統 製 備 法 通 常 需 要 使 用 有 機 溶 媒, 如 此 一 來, 可 能 影 響 所 包 覆 藥 物 之 化 學 結 構, 亦 可 能 因 此 產 生 毒 性 (Mozafari et al., 2005) 主 要 傳 統 製 備 法 包 括 : <1> Bangham 法 (Bangham method) 此 法 是 最 常 使 用 的 方 法 之 一, 又 稱 為 手 搖 法 (hand shaken method) 或 薄 膜 水 合 法 (thin film hydration method)(bangham et al., 1965a; Bangham et al., 1965b; New, 1990) 首 先 將 脂 質 溶 於 有 機 溶 媒, 接 著 移 除 有 機 溶 媒 ( 如 揮 發 法 ) 以 形 成 脂 質 膜 此 移 除 的 過 程, 需 要 數 小 時 在 真 空 下 進 行, 相 當 耗 時 最 後 須 用 水 相, 配 合 搖 動 將 脂 質 膜 分 散 ( 水 合 ), 形 成 球 狀 構 造 以 此 法 製 成 之 微 脂 體 大 小 約 為 數 個 微 米 雖 然 作 法 容 易, 但 其 包 覆 率 低 移 除 有 機 溶 媒 困 難 需 均 質 化 且 生 產 規 模 小 Ran 和 Yalkowsky (Ran and Yalkowsky, 2002) 以 非 燃 性 無 致 癌 性 之 吸 入 型 麻 醉 劑 halothane 取 代 有 機 溶 媒, 所 得 微 脂 體 大 小 大 約 為 nm, 且 包 覆 率 和 安 定 性 皆 高 <2> 洗 滌 劑 消 耗 法 (Detergent depletion method) 此 法 以 溫 和 的 步 驟 可 製 作 多 種 類 的 小 泡 (vesicle) 且 均 質 性 高 此 法 主 要 先 形 成 含 洗 滌 劑 和 脂 質 的 微 胞 (micelle), 之 後 再 除 去 洗 滌 劑 以 生 成 微 脂 體 形 成 微 胞 的 方 式, 可 利 用 含 洗 滌 劑 之 溶 液 將 脂 質 水 合, 或 是 將 脂 質 及 洗 滌 劑 由 有 機 溶 液 中 乾 燥 再 加 入 水 溶 液 洗 滌 劑 和 脂 質 結 合, 使 厭 水 性 部 分 無 法 與 水 溶 液 產 生 交 互 作 用, 因 而 形 成 微 胞 而 非 小 泡 之 後, 再 以 稀 釋 透 析 管 柱 層 析 或 吸 附 之 方 式 去 除 洗 滌 劑, 形 成 小 泡 (Brunner et al., 1976; Lasch et al., 2003; New, 1990) 雖 然 稀 釋 為 最 簡 單 之 操 作 方 式, 但 最 後 生 成 之 微 脂 體 濃 度 低, 不 易 包 覆 厭 水 性 化 合 物, 且 殘 餘 之 洗 滌 劑 須 以 其 他 方 法 去 除 以 洗 滌 劑 消 耗 法 方 式 製 備 微 脂 體 時, 微 脂 體 之 大 小 和 均 質 性, 與 移 除 洗 滌 劑 之 速 度 及 洗 滌 劑 和 磷 脂 質 的 原 始 比 例 有 關 (New, 1990) 此 法 相 當 費 時, 且 微 胞 平 衡 緩 慢 另 外, 在 去 除 洗 滌 劑 時, 也 可 能 將 任 何 小 且 親 水 性 之 物 質 移 除 <3> 注 射 法 (Injection methods) 1973 年,Batzri 和 Korn (Batzri and Korn, 1973) 提 出 利 用 乙 醇 注 射 法 製 備 微 脂 體 之 方 法 此 法 須 先 將 脂 質 溶 於 有 機 相 中, 接 著 將 脂 質 溶 液 以 細 針 注 入 水 相 中, 使 脂 質 分 散 形 成 微 脂 體 雖 然 過 程 簡 易, 但 有 些 脂 質 不 易 溶 於 乙 醇, 且 可 能 形 成 不 均 一 之 微 脂 體, 亦 可 能 有 乙 醇 殘 留 若 以 乙 醚 取 代 乙 醇, 由 於 乙 醚 與 水 相 不 互 溶, 在 加 熱 過 程 中 可 被 去 除 然 而 注 射 耗 時, 因 為 若 注 射 過 快, 容 易 因 乙 醚 提 早 揮 發 而 造 成 管 嘴 堵 塞 或 生 成 多 層 小 泡 (multilamellar vesicle, MLV)(Deamer and Bangham, 1976; Deamer, 1978) Hauschild 等 人 (Hauschild et al., 2005) 運 用 噴 墨 印 表 機 改 進 乙 醇 注 射 法, 如 此 一 來, 所 形 成 之 單 層 小 泡 (small unilamellar vesicle, SUV) 其 直 徑 約 在 nm 4

5 間, 不 僅 粒 徑 分 佈 範 圍 狹 窄, 亦 能 有 效 包 覆 藥 物 <4> 逆 相 揮 發 法 (Reverse phase evaporation method) 此 法 最 早 由 Szoka 和 Papahadjopoulos (Szoka and Papahadjopoulos, 1978) 提 出, 以 反 式 微 胞 (inverted micelles) 為 基 礎, 意 即 生 成 被 脂 質 環 繞 之 水 滴, 且 分 散 於 有 機 相 中 首 先 將 脂 質 溶 於 有 機 相, 再 加 入 少 量 水 相 後, 利 用 超 音 波 震 盪 使 形 成 反 式 微 胞 之 後 使 用 旋 轉 揮 發 器 (rotary evaporator) 移 除 足 量 有 機 溶 劑 後, 便 形 成 含 有 小 泡 之 水 溶 液 <5> 乳 劑 法 (Emulsion method) 此 法 與 水 / 油 乳 劑 之 生 成 有 關 首 先, 將 少 量 水 溶 液 加 入 大 量 含 有 脂 質 且 與 水 不 互 溶 之 有 機 相 接 著, 劇 烈 震 盪 使 水 相 以 微 滴 方 式 分 佈 於 油 相 間 此 時, 脂 質 以 單 分 子 層 之 形 態 排 列 於 水 相 和 油 相 之 交 界, 脂 質 的 多 寡 與 油 滴 的 大 小 息 息 相 關 (New, 1990) 之 後, 將 此 乳 劑 溶 液 加 入 大 量 水 溶 液 中 並 震 盪, 形 成 雙 乳 劑 (double emulsion; water-in-oil-in-water emulsion) 此 時, 脂 質 亦 以 單 分 子 層 之 形 態 排 列 於 水 相 和 油 相 之 交 界, 因 此, 可 利 用 如 氮 氣 之 穿 透 將 有 機 相 去 除, 而 形 成 單 層 微 脂 體 (Frokjaer, 1990) 生 成 後 之 處 置 (Post-formation processing) 以 上 述 方 法 製 備 微 脂 體, 可 能 生 成 多 層 小 泡 (multilamellar vesicle), 可 再 經 過 處 理, 改 變 其 大 小 層 數 或 均 一 度, 以 使 其 符 合 需 要 最 常 用 的 方 法 包 括 震 盪 (sonication) 擠 壓 (extrusion) 和 高 壓 均 質 化 (high pressure homogenization)(new, 1990; Lasch et al., 2003), 利 用 機 械 力 量 破 壞 多 層 小 泡, 使 其 生 成 small membrane patch, 進 而 成 為 單 層 小 泡 以 主 要 傳 統 製 備 法 量 產 微 脂 體 之 優 缺 點 比 較 列 於 表 一 : 表 一 主 要 傳 統 製 備 法 量 產 微 脂 體 之 優 缺 點 比 較 傳 統 製 備 法 優 點 缺 點 Bangham 法 製 程 簡 單 需 大 量 有 機 溶 媒 需 劇 烈 震 搖 生 成 粒 徑 大 耗 時 滅 菌 困 難 洗 滌 劑 消 耗 法 製 程 簡 單 均 質 性 佳 易 控 制 粒 徑 大 小 需 大 量 有 機 溶 媒 洗 滌 劑 殘 留 耗 時 包 覆 率 低 產 量 低 滅 菌 困 難 乙 醇 / 乙 醚 注 射 法 製 程 簡 單 有 機 溶 媒 殘 留 乙 醚 系 統 因 提 早 揮 發 (pre-evaporation) 易 造 成 管 嘴 堵 塞 (nozzle blockage) 耗 時 滅 菌 困 難 噴 墨 注 射 法 製 程 簡 單 易 控 制 粒 徑 大 小 及 均 質 性 佳 具 量 產 及 高 包 覆 率 之 潛 力 低 能 量 過 程 有 機 溶 媒 殘 留 藥 物 安 定 性 低 滅 菌 困 難 5

6 逆 相 揮 發 法 設 計 簡 單 包 覆 率 合 理 因 使 用 大 量 有 機 溶 媒 故 不 適 合 包 覆 脆 弱 分 子 耗 時 滅 菌 困 難 乳 劑 法 製 程 簡 單 生 成 多 泡 微 脂 體 (multivesicular liposome) 以 便 遞 送 多 種 因 安 定 性 問 題 而 無 法 合 併 使 用 之 藥 物 的 潛 力 需 大 量 有 機 溶 媒 需 劇 烈 震 搖 滅 菌 困 難 改 良 製 備 法 近 年 來 為 改 良 傳 統 製 備 法 之 缺 失, 多 種 方 法 應 運 而 生, 簡 述 如 下 : <1> 單 相 溶 液 冷 凍 乾 燥 法 (Freeze drying of monophase solutions) Li 和 Deng (Li and Deng, 2004) 所 設 計 製 作 之 乾 燥 微 脂 體, 可 在 密 封 容 器 內 長 久 保 存 將 磷 脂 質 溶 在 t-butyl alcohol 及 水 和 蔗 糖 中, 接 著 作 冷 凍 乾 燥 此 過 程 包 括 先 將 樣 品 在 -40 C 下 冷 凍 8 小 時, 接 著 在 同 溫 下 乾 燥 48 小 時, 最 後 在 25 C 下 乾 燥 10 小 時, 十 分 耗 時 提 高 蔗 糖 濃 度, 可 降 低 微 脂 體 的 大 小 和 分 散 度 所 生 成 之 微 脂 體 大 小 在 nm 間 <2> 微 流 體 通 道 法 (Microfluidic channel method) Jahn 等 人 (Jahn et al., 2007) 發 展 微 流 體 通 道 法 以 控 制 微 脂 體 長 方 形 的 微 流 體 通 道, 以 矽 晶 圓 (silicon wafer) 製 作 深 100 µm 寬 46 或 64 µm 奈 米 接 口 (nanoport) 黏 合 於 矽 晶 圓 的 背 側, 並 經 由 254 µm 毛 細 管 連 接 至 注 射 器 將 脂 質 溶 液 注 入 微 流 體 通 道 之 中 央 通 道, 而 水 相 溶 液 則 在 兩 側 通 道, 與 中 央 通 道 交 會 調 整 流 速 比 例 則 可 使 液 相 之 界 面 產 生 不 同 的 剪 切 力, 因 而 形 成 微 脂 體 利 用 此 法 可 製 作 平 均 幾 何 半 徑 為 29 nm 之 微 脂 體 <3> 膜 接 觸 器 法 (Membrane contactor method) Charcosset 等 人 (Charcosset et al., 2005) 利 用 膜 接 觸 器, 設 計 之 可 製 作 固 態 脂 質 奈 米 微 粒 新 製 程, 亦 可 製 作 量 產 微 脂 體 在 高 於 脂 質 熔 點 的 溫 度 下, 將 脂 質 相 擠 壓 ( 可 使 用 氮 氣 ) 使 通 過 具 特 定 孔 洞 大 小 的 膜 所 形 成 之 固 態 脂 質 奈 米 微 粒, 其 粒 徑 大 小 約 為 nm, 並 以 在 膜 艙 (module) 內 再 循 環 之 水 相 冷 流 收 集 微 粒 <4> 加 熱 法 (Heating method) 加 熱 法 (Mozafari, 2005) 需 使 用 含 有 3 vol% glycerol 之 水 溶 液 將 磷 脂 質 水 合, 並 將 溫 度 提 高 至 60 C 或 120 C 使 用 glycerol 的 目 的, 在 於 其 為 水 溶 性, 且 能 作 為 等 張 劑, 以 增 加 脂 質 小 泡 的 安 定 性, 避 免 凝 集 (coagulation) 或 沉 澱 可 在 一 開 始 溫 度 較 脂 質 之 轉 換 溫 度 高 時 加 入 藥 物, 或 是 製 備 微 脂 體 完 成 後, 在 室 溫 下 加 入 對 熱 敏 感 之 物 質 如 DNA 由 於 使 用 高 溫, 沒 有 滅 菌 的 考 量 同 時, 並 不 會 6

7 造 成 脂 質 分 解 <5> 緻 密 氣 體 技 術 (Dense gas techniques) 緻 密 氣 體 (dense gas) 意 指 臨 近 臨 界 點 的 物 質, 不 僅 具 有 似 液 體 之 溶 解 能 力 (solvent power), 亦 有 似 氣 體 之 mass transport properties 最 常 使 用 的 是 非 燃 性 無 毒 性 無 腐 蝕 性 且 不 昂 貴 之 二 氧 化 碳 同 時, 由 於 其 臨 界 參 數 低 (31.1 C; 73.8 bar), 如 低 臨 界 溫 度 可 使 耗 能 量 低, 且 可 用 於 對 熱 敏 感 的 物 質 使 用 此 種 技 術, 可 取 代 大 量 有 機 溶 媒 的 使 用, 並 改 善 分 離 純 化 縮 小 微 脂 體 大 小 及 滅 菌 過 程 (Anton et al., 1994; Otake et al., 2001) 利 用 緻 密 氣 體 技 術 製 備 微 脂 體 之 方 法 包 括 :(1) 超 流 體 注 射 及 解 壓 縮 法 (Supercritical fluid injection and decompression method)( 如 圖 一 );(2) 超 流 體 微 脂 體 法 (Supercritical fluid liposome method)( 如 圖 二 );(3) 超 流 體 逆 相 揮 發 法 (Supercritical reverse phase evaporation process)( 如 圖 三 );(4) 將 膨 漲 液 體 去 壓 入 水 相 法 (Depressurization of an expanded solution into aqueous media)( 如 圖 四 ) 圖 一 注 射 及 解 壓 縮 法 示 意 圖 (Castor and Chu, 1998) 圖 二 超 流 體 微 脂 體 法 示 意 圖 (Imura et al., 2003) 7

8 圖 三 超 流 體 逆 相 揮 發 法 示 意 圖 (Castor and Chu, 1996) 圖 四 將 膨 漲 液 體 去 壓 入 水 相 法 示 意 圖 (Meure, 2004) 第 一 個 利 用 緻 密 氣 體 技 術 製 備 微 脂 體 之 方 法 為 超 流 體 注 射 及 解 壓 縮 法 超 流 體 注 射 法 將 脂 質 有 機 溶 劑 (organic co-solvent) 及 壓 縮 氣 體 之 混 合 物, 經 管 嘴 注 入 水 相 溶 液 中 超 流 體 解 壓 縮 法 則 混 合 脂 質 有 機 溶 劑 (organic co-solvent) 壓 縮 氣 體 及 水 相 溶 液, 一 起 經 過 管 嘴 解 壓 縮 所 生 成 之 微 脂 體 無 菌 粒 徑 小 且 粒 徑 分 佈 範 圍 窄 又 無 溶 媒 殘 留 (Castor, 1994; Castor and Chu, 1998) Frederiksen 等 人 於 1994 年 開 發 之 超 流 體 微 脂 體 法, 與 Castor 及 Chu 等 人 之 注 射 法 相 似, 主 要 差 異 在 於 使 溶 液 在 毛 細 管 中 與 水 相 接 觸, 迅 速 擴 張, 避 免 形 成 泡 沫 此 法 可 以 生 成 粒 徑 大 小 於 nm 間 之 單 層 小 泡, 但 包 覆 率 僅 約 20% (Anton et al., 1994; Frederiksen et al., 1994; Frederiksen et al., 1997) Otake 等 人 (Otake et al., 2001) 所 研 發 之 超 流 體 逆 相 揮 發 法, 其 過 程 雖 與 解 壓 縮 法 相 似, 然 而 解 壓 縮 法 乃 利 用 經 過 管 嘴 噴 灑 的 方 式, 有 別 於 此 法 由 裝 載 混 合 物 質 體 積 不 等 之 容 器 釋 放 壓 縮 氣 體 其 所 使 用 的 二 氧 化 碳 量 少 於 超 流 體 微 脂 體 法, 且 包 覆 率 較 高, 但 機 制 較 複 雜, 粒 徑 亦 較 大 近 來,Otake 等 人 (Otake et al., 2006) 對 此 法 作 了 進 一 步 之 改 良, 以 去 除 有 機 溶 劑 之 使 用 脂 質 和 水 相 溶 液 混 合 後, 利 用 二 氧 化 碳 加 壓, 在 60 C 及 250 bar 下, 生 成 二 氧 化 碳 / 水 乳 劑 40 分 鐘 後, 減 壓 生 成 微 脂 體 儘 管 利 用 緻 密 氣 體 技 術 已 大 幅 改 善 微 脂 體 製 程, 仍 可 能 因 為 物 質 在 高 溫 高 壓 8

9 下 之 溶 解 度 問 題, 堵 塞 噴 嘴 或 儀 器 其 他 部 分, 甚 至 因 共 同 有 機 溶 劑 (organic co-solvent) 及 其 餘 修 飾 劑 之 殘 留 而 產 生 隱 憂 Meure (Meure, 2004) 提 出 將 膨 漲 液 體 去 壓 入 水 相 之 方 法, 以 期 能 以 單 一 步 驟 且 壓 力 小 於 60 bar 下 生 成 微 脂 體 ( nm), 並 同 時 去 除 有 機 溶 劑 以 主 要 改 良 製 備 法 量 產 微 脂 體 之 優 缺 點 比 較 如 表 二 : 表 二 主 要 改 良 製 備 法 量 產 微 脂 體 之 優 缺 點 比 較 改 良 製 備 法 優 點 缺 點 單 相 溶 液 冷 凍 乾 燥 法 可 處 理 乾 燥 微 脂 體 低 有 機 溶 媒 殘 留 耗 時 滅 菌 困 難 提 高 安 定 性 微 流 體 通 道 法 控 制 粒 徑 大 小 可 製 作 直 徑 達 29 nm 之 小 泡 不 適 合 大 體 積 製 造 使 用 有 機 溶 媒 微 流 體 通 道 取 得 不 易 且 昂 貴 膜 接 觸 器 法 控 制 粒 徑 大 小 過 程 簡 單 不 需 使 用 有 機 溶 媒 高 溫 膜 阻 塞 滅 菌 困 難 加 熱 法 超 流 體 注 射 及 解 壓 縮 法 製 備 方 法 簡 單 不 需 使 用 有 機 溶 媒 當 場 滅 菌 可 提 高 生 產 規 模 控 制 粒 徑 大 小 有 當 場 滅 菌 可 能 性 低 有 機 溶 媒 消 耗 量 使 用 高 溫 若 大 規 模 生 產 不 符 合 成 本 效 益 成 本 高 低 產 量 須 使 用 高 壓 達 350 bar 超 流 體 微 脂 體 法 有 當 場 滅 菌 可 能 性 低 有 機 溶 媒 消 耗 量 成 本 高 低 產 量 且 低 包 覆 率 須 使 用 高 壓 改 良 / 超 流 體 逆 相 揮 發 法 將 膨 漲 液 體 去 壓 入 水 相 法 不 須 使 用 管 嘴 (nozzle) 利 用 一 步 驟 於 閉 鎖 式 容 器 生 產 (one-step closed vessel production) 快 速 製 程 有 提 高 生 產 規 模 之 潛 力 去 除 乙 醇 提 高 安 定 性 製 程 快 速 且 簡 單 有 提 高 生 產 規 模 之 潛 力 低 溫 製 程 當 場 移 除 有 機 溶 媒 殘 留 達 250 bar 成 本 高 須 使 用 高 壓 達 200 bar 成 本 高 ( 五 ) 賦 形 劑 管 控 (Control of Excipients) 製 備 微 脂 體 之 賦 形 劑, 尤 其 是 脂 質 之 品 質 和 純 度, 對 微 脂 體 藥 品 之 品 質 有 相 當 程 度 的 影 響 因 此, 美 國 FDA 對 於 脂 質 資 料 之 要 求, 其 詳 細 程 度 與 主 成 分 近 似 除 了 例 行 性 要 求 物 理 化 學 性 質 安 定 性 資 料 製 造 廠 商 名 稱 及 廠 址 製 程 及 管 制 不 純 物 資 料 及 規 格 等, 在 組 成 描 述 方 面, 若 使 用 之 脂 質 為 一 常 見 合 成 或 半 合 成 之 產 物 如 dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC), 提 供 利 用 標 準 光 譜 方 法 分 析 之 結 構 鑑 定 資 料 即 可 但 若 是 天 然 脂 質 之 混 合 物, 如 egg lecithin, 則 個 別 脂 質 之 組 成 比 例 及 脂 肪 酸 之 比 例 皆 須 說 明 在 製 造 方 面, 若 是 天 然 脂 質, 其 生 物 來 源 出 產 國 供 應 商 及 規 格 皆 需 提 供 9

10 若 是 合 成 之 脂 質, 所 有 起 始 物 之 製 造 廠 及 規 格 皆 需 提 供 合 成 步 驟 萃 取 及 純 化 過 程 須 詳 細 描 述 並 須 提 供 起 始 物 原 料 及 反 應 物 之 規 格, 以 及 關 鍵 性 製 程 及 中 間 產 物 之 管 制 層 析 純 化 步 驟, 包 括 收 集 過 程 和 樣 品 層 析 圖 均 須 提 供 製 作 合 成 或 半 合 成 脂 質 時, 若 含 影 響 acyl 側 鏈 位 置 之 專 一 性 之 製 程 管 控, 則 須 說 明 之 另 外, 用 以 確 保 動 物 性 蛋 白 質 及 病 毒 移 除 之 步 驟 亦 須 加 以 描 述 規 格 方 面, 關 於 脂 質 部 分 其 檢 驗 方 法 步 驟 及 容 許 範 圍 ( 允 收 標 準 ; acceptance criteria) 須 有 完 整 描 述, 並 說 明 對 照 標 準 品 之 製 備 品 質 管 制 及 儲 存 條 件 其 分 析 方 法 需 經 過 確 效, 規 格 內 必 須 包 含 安 定 性 指 標 分 析 方 法 (stability-indicating assay) 及 不 純 物 分 析 合 成 或 半 合 成 脂 質 之 含 量 測 定 及 不 純 物 測 試, 可 經 由 對 照 標 準 品 之 比 較 而 得 天 然 脂 質 之 規 格 必 須 得 以 確 保 其 所 製 作 之 成 品 的 品 質, 故 須 確 立 關 鍵 性 影 響 因 子, 例 如 不 飽 和 度, 並 將 其 納 入 規 格 中 訂 定 之 安 定 性 部 分, 脂 質 本 身 之 架 儲 期 及 儲 存 條 件, 須 經 安 定 性 試 驗 加 以 確 定 並 應 執 行 虐 待 試 驗 ( 高 溫 光 照 酸 鹼 度 和 氧 氣 ) 以 掌 握 分 解 情 形 用 以 儲 存 或 運 送 之 容 器 及 包 裝 材 料 亦 須 加 以 描 述, 並 提 供 相 關 之 安 定 性 資 料 ( 六 ) 產 品 管 控 (Control of Drug Product) 就 產 品 規 格 而 言, 除 可 參 考 國 際 協 合 組 織 針 對 一 般 性 藥 物 產 品 所 訂 定 之 建 議 (International Conference on Harmonisation guidance for industry Q6A) 外, 美 國 FDA 並 建 議, 對 產 品 品 質 具 關 鍵 影 響 之 物 化 性 質 亦 應 列 入 規 格 之 項 目 中 一 些 額 外 項 目 亦 可 列 入 評 估, 包 括 包 覆 及 未 包 覆 藥 物 主 成 分 之 含 量 測 定 與 脂 質 相 關 之 分 解 產 物 脂 質 成 分 之 含 量 測 定 及 藥 物 主 成 分 由 微 脂 體 釋 放 之 體 外 試 驗 ( 七 ) 安 定 性 (Stability) 在 製 備 或 儲 存 過 程 中, 微 脂 體 可 能 產 生 化 學 分 解 反 應 或 物 理 性 之 變 化 前 者 如 磷 脂 質 之 氧 化 水 解 而 造 成 結 構 改 變 後 者 如 聚 集 (aggregation) 脂 雙 層 融 合 (fusion) 包 覆 藥 物 滲 出 等 (Zuidam et al., 2003b) 因 此, 安 定 性 試 驗 所 應 囊 括 的 項 目, 包 含 微 脂 體 本 身 及 整 體 微 脂 體 藥 品 之 物 化 安 定 性 進 行 虐 待 試 驗 時, 亦 應 針 對 整 體 微 脂 體 藥 品 及 不 含 藥 物 之 微 脂 體 進 行 測 試 微 脂 體, 特 別 是 粒 徑 較 小 的 單 層 小 泡 (SUV), 較 易 發 生 融 合 聚 集 或 是 所 包 覆 之 藥 物 在 儲 存 過 程 中 滲 出 等 上 述 之 現 象 亦 和 所 使 用 之 脂 質 種 類 相 關 因 此, 測 試 項 目 應 能 評 估 微 脂 體 的 完 整 性 及 粒 徑 大 小 包 覆 藥 物 及 脂 質 化 學 安 定 性 等 ( 八 ) 綜 合 比 較 為 闡 述 上 述 重 要 因 子 對 產 品 特 性 可 能 造 成 之 影 響, 以 下 利 用 文 獻 報 告 之 個 案 結 果 說 明 之 利 用 Bangham 法 及 D(+)-glucose 作 為 模 式 藥, 以 長 碳 鏈 碳 數 不 同 之 飽 和 磷 脂 質 製 備 微 脂 體 時, 其 包 覆 率 如 圖 五 (a) 所 示 長 碳 鏈 碳 數 由 長 至 短 分 別 是 L-α-distearoylphosphatidylcholine (DSPC, C18:0) L-α-dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC, C16:0) L-α-dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC, 10

11 C14:0) 及 L-α-dilauroylphosphatidylcholine (DLPC, C12:0) 雖 然 包 覆 率 隨 長 碳 鏈 碳 數 增 加 而 提 昇, 然 而 最 高 亦 僅 約 6% 若 利 用 不 飽 和 磷 脂 質 製 備, 例 如 圖 五 (b) 之 L-α-dioleoylphosphatidylcholine (DOPC, C18:1) 1-palmitoyl-2- oleoylphosphatidylcholine (POPC, C16:0-C18:1) 及 L-α-dielucoylphosphatidylcholine (DEPC, C22:1) 包 覆 率 由 高 至 低 的 順 序 分 別 為 DOPC>POPC>DEPC, 前 二 者 之 包 覆 率 明 顯 較 以 飽 和 磷 脂 質 製 備 者 高 此 差 異 主 要 來 自 於 磷 脂 質 之 排 列 當 磷 脂 質 處 於 液 相 結 晶 期 (liquid crystal phase) 時, 其 尺 寸 和 體 積 較 其 處 於 膠 狀 期 (gel phase) 時 大 (Komatsu and Okada, 1997), 包 覆 率 較 高 舉 例 而 言,DOPC 之 相 轉 換 溫 度 (phase transition temperature) 為 -22 C,DEPC 則 為 13 C 此 實 驗 之 測 試 溫 度 為 5 C, 故 前 者 處 於 液 相 結 晶 期, 後 者 處 於 膠 狀 期, 可 解 釋 前 者 為 何 有 較 高 之 包 覆 率 (Sakai et al., 2008) (a) (b) 圖 五 以 Bangham 法 製 備 微 脂 體 時, 所 使 用 之 飽 和 磷 脂 質 (a) 或 不 飽 和 磷 脂 質 (b) 對 包 覆 率 之 影 響 (Sakai et al., 2008) 利 用 超 流 體 逆 相 揮 發 法 及 D(+)-glucose 作 為 模 式 藥, 以 長 碳 鏈 碳 數 不 同 之 飽 和 磷 脂 質 製 備 微 脂 體 時, 其 包 覆 率 如 圖 六 (a), 相 較 於 傳 統 之 Bangham 法 高 出 許 多 由 於 超 流 體 逆 相 揮 發 法 可 生 成 單 層 且 內 部 水 相 空 間 較 大 之 微 脂 體, 故 其 有 較 高 之 包 覆 率 (Otake et al., 2001) 與 Bangham 法 不 同 的 是, 此 特 例 中, 使 用 DSPC 者 之 包 覆 率 反 較 使 用 長 碳 鏈 碳 數 較 短 之 DPPC 者 低 Sakai 等 人 推 測, 由 於 在 進 行 超 流 體 逆 相 揮 發 法 製 備 微 脂 體 時, 將 溫 度 設 於 60 C DPPC 之 相 轉 換 溫 度 為 41 C, 而 DSPC 則 為 58 C, 故 此 時 DSPC 之 相 轉 換 可 能 尚 未 完 全, 因 而 造 成 其 包 覆 率 較 低 以 不 飽 和 磷 脂 質 製 備 微 脂 體 時, 其 包 覆 率 則 如 圖 六 (b) 所 示 (a) (b) 圖 六 (a) 以 超 流 體 逆 相 揮 發 法 製 備 微 脂 體 時, 所 使 用 之 飽 和 磷 脂 質 (a) 或 不 飽 和 磷 脂 質 (b) 對 包 覆 率 之 影 響 (Sakai et al., 2008) 11

12 ( 九 ) 產 品 舉 例 DOXIL (Doxorubicin HCl liposome injection) 美 國 FDA 於 1995 年 核 准 此 產 品, 廠 商 為 Ortho Biotech, 適 應 症 包 括 卵 巢 癌 (ovarian cancer) 後 天 免 疫 不 全 症 候 群 相 關 之 卡 波 西 氏 肉 瘤 (AIDS-related Kaposi s sarcoma) 多 發 性 骨 髓 瘤 (multiple myeloma) 用 於 治 療 卵 巢 癌 時, 每 四 週 給 予 50 mg/m 2, 最 少 四 個 療 程 治 療 後 天 免 疫 不 全 症 候 群 相 關 之 卡 波 西 氏 肉 瘤 時, 每 三 週 給 予 20 mg/m 2 治 療 多 發 性 骨 髓 瘤 時, 則 於 給 予 bortezomib 療 程 之 第 四 日 時, 給 予 30 mg/m 2 主 成 分 doxorubicin hydrochloride (HCl)( 如 圖 七 (a)), 包 覆 於 STEALTH liposomes( 如 圖 七 (b)) 中, 為 一 無 菌 半 透 明 紅 色 之 微 脂 體 分 散 液, 供 靜 脈 注 射 之 用 每 一 10 毫 升 或 30 毫 升 瓶 內 含 有 20 毫 克 或 50 毫 克 主 成 分, 濃 度 為 2 mg/ml,ph 值 則 為 6.5 載 體 (STEALTH liposome carrier) 之 組 成, 包 括 可 避 免 單 核 球 吞 噬 系 統 偵 測 之 N-(carbonyl-methoxypolyethylene glycol 2000)-1,2- distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine sodium salt (MPEG-DSPE)(3.19 mg/ml) 氫 化 飽 和 之 soy phosphatidylcholine (HSPC)(9.58 mg/ml) cholesterol (3.19 mg/ml) 另 外, 每 毫 升 產 品 亦 含 約 2 毫 克 之 ammonium sulfate histidine 為 緩 衝 溶 液 hydrochloric acid 及 / 或 sodium hydroxide 以 調 整 酸 鹼 度 sucrose 以 維 持 等 張 性 (a) (b) 圖 七 (a) 主 成 分 結 構 式 ;(b) STEALTH liposomes 示 意 圖 ( 仿 單 ) < 二 > 其 他 奈 米 醫 藥 品 之 案 例 簡 介 除 上 述 之 微 脂 體 藥 品 外, 目 前 美 國 FDA 核 准 上 市 之 藥 品, 依 不 同 技 術 平 臺 特 性 分 別 舉 例 如 後 ( 一 ) Emend (Aprepitant capsules) 應 用 奈 米 微 晶 技 術 (NanoCrystal Technology) 之 藥 品 如 Emend, 為 Merck 之 產 品, 於 2003 年 由 美 國 FDA 核 准 上 市, 並 於 2004 年 在 臺 灣 核 准 上 市 可 與 其 他 止 吐 藥 併 用, 以 預 防 化 療 引 起 之 噁 心 及 嘔 吐 建 議 口 服 劑 量 為 在 化 療 進 行 之 第 一 天, 進 行 治 療 前 一 小 時 給 予 125 mg, 第 二 及 第 三 天 早 晨 服 用 80 mg 此 藥 品 亦 可 在 手 術 麻 醉 前 三 小 時 內 給 予 40 mg, 以 預 防 術 後 噁 心 及 嘔 吐 其 主 成 分 aprepitant, 溶 解 度 極 低, 因 此 利 用 具 專 利 之 濕 式 研 磨 法, 減 少 粒 徑 大 小 此 技 術 ( 圖 八 (a)) 利 用 間 質 (media; 具 專 利 之 highly cross-linked polystyrene resin), 將 微 米 大 小 之 藥 品 結 晶, 在 以 水 相 為 基 礎 含 安 定 劑 之 溶 液 中 研 磨 成 奈 米 微 晶 ( 圖 八 (b)) Emend 12

13 膠 囊 內 除 主 成 分 外, 尚 含 sucrose microcrystalline cellulose hydroxypropyl cellulose sodium lauryl sulfate 所 添 加 之 安 定 劑, 讓 生 成 之 奈 米 粒 子 在 包 覆 於 微 晶 纖 維 素 顆 粒 的 同 時 或 包 覆 完 成 後, 避 免 發 生 聚 集 的 現 象 (a) 圖 八 (a) 研 磨 法 示 意 圖 ;(b) 奈 米 微 晶 示 意 圖 (Merisko-Liversidge et al., 2003) (b) ( 二 ) Feridex I.V. (Ferumoxides injectable solution) 此 產 品 由 AMAG Pharmaceuticals, Inc. 向 FDA 申 請, 於 1996 年 通 過 其 為 一 無 菌 黑 色 至 紅 棕 色 之 液 劑, 含 有 包 覆 葡 萄 聚 糖 (dextran) 之 超 順 磁 氧 化 鐵 膠 體, 以 靜 脈 注 射 之 方 式 作 為 磁 振 照 影 之 顯 影 劑 主 成 分 ferumoxides 為 一 非 化 學 計 量 之 magnetite, 平 均 分 子 式 (average formula) 為 FeO 1.44 每 毫 升 產 品 含 有 11.2 毫 克 之 鐵 及 61.3 毫 克 之 甘 露 醇 (mannitol),ph 值 在 5 至 9 之 間, 另 外 亦 含 mg/ml 之 葡 萄 聚 糖 和 mg/ml 之 檸 檬 酸 根 (citrate) 滲 透 壓 (osmolality) 大 約 為 340 mosm/kg, 比 重 為 1.04 建 議 之 劑 量 和 投 予 方 式 為 將 相 當 於 0.56 mg/kg 鐵 之 產 品, 加 入 100 毫 升 之 5% 葡 萄 糖 溶 液 中 稀 釋, 並 通 過 5 µm 之 濾 膜 輸 注 30 分 鐘 圖 九 為 其 繞 射 圖 譜 ( 含 與 其 他 類 似 物 之 比 較 ) 粒 徑 分 佈 及 葡 萄 聚 糖 吸 附 於 超 順 磁 氧 化 鐵 膠 體 上 之 模 式 圖 (a) (b) (c) 圖 九 (a) 繞 射 圖 譜 ;(b) 粒 徑 分 佈 ;(c) 葡 萄 聚 糖 吸 附 於 超 順 磁 氧 化 鐵 膠 體 上 之 模 式 圖 (Jung and Jacobs, 1995; Jung, 1995) ( 三 ) Estrasorb (Estradiol topical emulsion) 此 產 品 由 Graceway Pharmaceuticals, LLC 向 FDA 申 請, 於 2003 年 通 過 藉 由 適 當 比 例 之 大 豆 油 (soybean oil) 水 polysorbate 80 乙 醇, 形 成 含 微 胞 奈 米 粒 子 之 乳 劑 當 其 局 部 施 予 用 以 治 療 更 年 期 症 候 群 時, 此 乳 劑 在 角 質 層 和 表 皮 層 有 13

14 如 貼 布 一 般, 緩 慢 釋 出 含 藥 粒 子, 減 少 estradiol 在 血 中 濃 度 之 波 動 (Simon, 2006) 一 天 使 用 兩 包, 可 提 供 約 0.05 mg 之 estradiol 至 全 身 循 環 此 產 品 所 使 用 之 技 術 稱 為 微 胞 奈 米 粒 子 (micellar nanoparticles) 技 術, 首 先 合 併 至 少 一 種 油 類 ( 如 椰 子 油 玉 米 油 大 豆 油 等 ) 穩 定 劑 ( 界 面 活 性 劑 如 Tween 60 Tween 80 (polysorbate 80)) 及 啟 動 劑 (initiator; 如 乙 醇 或 甲 醇 ) 在 初 步 混 合 之 後, 再 將 水 或 是 合 適 的 緩 衝 溶 液 快 速 注 射 入 此 混 合 物 可 使 用 之 儀 器 包 括 reciprocating syringe instrumentation continuous flow instrumentation 或 high speed mixing equipment 利 用 此 技 術 製 作 含 estradiol 之 產 品 時, 需 先 將 estradiol 溶 於 乙 醇 中, 注 入 水 之 步 驟 會 促 使 estradiol 在 微 胞 奈 米 粒 子 上 生 成 薄 片 結 構 (sheet-like form) 以 電 子 顯 微 鏡 觀 察 時, 粒 徑 大 多 小 於 200 nm (Wright, 1997) ( 四 ) Abraxane for Injectable Suspension (Paclitaxel protein-bound particles for injectable suspension) 此 產 品 將 paclitaxel 以 白 蛋 白 (albumin) 包 覆, 平 均 粒 徑 大 小 約 為 130 nm ( 如 圖 十 ) 其 為 白 色 至 黃 色 無 菌 之 凍 晶 乾 燥 粉 末, 在 靜 脈 注 射 前 須 以 20 毫 升 之 0.9% 氯 化 鈉 注 射 液 (USP) 配 製, 使 成 為 每 毫 升 含 5 毫 克 之 paclitaxel 懸 浮 液 每 一 個 單 次 使 用 的 瓶 內 含 有 100 毫 克 之 paclitaxel 及 約 900 毫 克 之 人 類 白 蛋 白 此 產 品 內 不 含 有 機 溶 劑 主 成 分 paclitaxel 因 具 微 小 管 穩 定 作 用 (microtubule stabilization), 用 於 治 療 轉 移 型 乳 癌 患 者, 其 建 議 劑 量 為 每 三 週 給 予 260 mg/m 2 圖 十 以 白 蛋 白 (albumin) 包 覆 paclitaxel 之 示 意 圖 及 以 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡 觀 察 之 結 果 ( 由 於 paclitaxel 之 厭 水 性 高, 早 期 須 利 用 polyethoxylated castor oil (Cremophor EL) 和 乙 醇 作 為 溶 劑 所 製 成 之 產 品 (Taxol ; CrEL-paclitaxel) 容 易 引 起 過 敏 反 應 必 須 預 先 給 予 類 固 醇 (corticosteroid) 和 抗 組 織 胺 (antihistamine) 以 減 少 過 敏 反 應 之 風 險 需 要 特 殊 之 注 射 裝 置 以 避 免 接 觸 di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) 且 注 射 時 間 長 (3 小 時 ) 使 用 Abraxane for Injectable Suspension 則 因 不 需 Cremophor EL, 可 避 免 上 述 缺 點 (Kratz, 2008; Hawkins et al., 2008) 此 種 利 用 白 蛋 白 包 覆 之 技 術, 由 American Bioscience, Inc. (Abraxis BioScience, Inc. 之 前 身 ) 所 開 發,2005 年 於 FDA 通 過 其 在 水 溶 液 中 將 藥 物 與 白 蛋 白 混 合, 利 用 高 壓 使 其 經 噴 嘴 (jet) 而 生 成 接 近 奈 米 尺 寸 之 粒 子 (Kratz, 2008) 目 前 例 用 類 似 方 法 正 在 進 行 臨 床 試 驗 者 尚 14

15 包 括 nab-docetaxel (ABI-008) 及 nab-rapamycin (ABI-009)(Abraxis BioScience, Inc.) < 三 > 奈 米 醫 藥 品 化 學 製 造 管 制 之 法 規 考 量 建 議 何 謂 奈 米, 其 定 義 目 前 實 尚 在 爭 議 中 (SCENIHR, 2009) 根 據 ISO/TS 27687:2008, 奈 米 體 (nano-object) 定 義 為 至 少 有 一 維 在 nm 之 間 除 了 以 粒 徑 界 定 奈 米 物 質 之 外, 亦 可 利 用 比 表 面 積 (specific surface area (e.g. m 2 /g)) 之 概 念, 將 奈 米 物 質 定 義 為 比 表 面 積 超 過 60 m 2 /g 者 ( 此 值 為 具 單 位 密 度 (unit density) 之 100 nm 固 態 球 體 的 比 表 面 積 )(SCENIHR, 2009) 奈 米 體 依 形 狀 可 分 為 :(1) 奈 米 板 (nanoplate): 一 奈 米 體 有 一 維 屬 奈 米 尺 度 ;(2) 奈 米 纖 維 (nanofiber): 一 奈 米 體 有 二 維 皆 屬 奈 米 尺 度, 可 再 區 分 為 中 空 之 奈 米 管 (nanotube) 及 實 心 之 奈 米 棒 (nanorod);(3) 奈 米 粒 子 (nanoparticle): 三 維 皆 屬 奈 米 尺 度 奈 米 體 常 會 併 入 較 大 之 基 質 中 而 稱 為 奈 米 物 質 (nanomaterial) 奈 米 體 可 懸 浮 於 氣 相 中 如 奈 米 氣 霧 劑 (nanoaerosol) 懸 浮 於 液 相 中 如 膠 體 (colloid) 或 奈 米 水 懸 膠 體 (nanohydrosol) 嵌 入 基 質 中 如 奈 米 複 合 物 (nanocomposite)(niosh, 2009) 上 述 之 定 義 乃 是 以 初 始 之 粒 子 架 構 作 為 出 發 點 然 而, 奈 米 物 質 可 能 以 單 一 粒 子 之 形 式 存 在, 亦 可 能 以 結 團 或 聚 集 (agglomerate/aggregate) 的 方 式 呈 現, 而 導 致 分 類 定 義 上 之 混 淆 (SCENIHR, 2009) 所 謂 結 團 (agglomerate), 係 指 一 群 粒 子 因 某 些 較 弱 之 作 用 力 而 互 相 靠 攏, 包 括 凡 得 瓦 力 靜 電 力 或 表 面 張 力, 通 常 尚 能 維 持 高 表 面 積 對 體 積 之 比 值 而 聚 集 (aggregate) 則 指 一 群 粒 子 因 較 強 之 作 用 力 而 互 相 聚 集, 包 括 共 價 作 用 力 或 金 屬 鍵 結, 亦 有 可 能 維 持 高 表 面 積 對 體 積 之 比 值 (SCENIHR, 2007) 目 前,ISO/TC 229 委 員 會 正 在 積 極 將 奈 米 粒 子 進 行 分 類 和 定 義, 以 利 後 續 之 研 究 規 範 及 整 合 奈 米 研 究 尚 在 蓬 勃 發 展 中, 因 此 用 以 作 為 評 估 奈 米 物 質 特 性 等 偵 測 之 方 法, 必 須 隨 著 研 發 進 展 而 進 行 更 新 確 效 及 標 準 化 此 外, 對 奈 米 物 質 特 性 進 行 測 量 的 時 機, 包 括 製 備 完 成 後 (as received) 給 予 藥 物 時 (as dose; as exposed) 及 與 生 物 有 機 體 產 生 相 互 作 用 時 (SCENIHR, 2009; Powers et al., 2006) 例 如 奈 米 物 質 進 入 組 織 液 時, 可 能 會 被 蛋 白 質 或 其 他 生 物 分 子 包 覆, 而 影 響 其 行 為 因 此, 對 於 任 何 之 奈 米 物 質, 首 先 必 須 先 對 其 物 質 特 性 進 行 分 析 和 管 控, 以 便 於 後 續 試 驗 之 進 行 及 各 試 驗 結 果 間 之 比 較 以 下 針 對 與 安 全 性 和 有 效 性 相 關 之 重 要 特 性 分 別 說 明 之 ( 一 ) 特 性 評 估 粒 徑 粒 徑 分 佈 表 面 積 和 孔 隙 度 (porosity) 粒 子 系 統 僅 極 少 數 為 完 全 之 球 形, 亦 極 少 為 單 一 分 佈 (monodisperse) 因 此 常 用 一 等 價 球 體 (equivalent sphere) 之 模 式 概 念 代 表 之, 所 表 示 之 粒 徑, 為 此 相 當 球 體 之 直 徑 例 如 以 體 積 與 原 樣 品 相 當 之 球 體 之 直 徑 (volume diameter) 代 表 分 15

16 佈 情 形 之 表 示, 會 因 比 較 之 基 準 設 定 改 變 而 變 化, 如 圖 十 一 量 測 粒 徑 時, 可 配 合 多 種 方 法, 如 同 時 利 用 光 散 射 法 (light scattering) 和 電 子 顯 微 鏡, 較 能 掌 握 全 貌 此 外, 粒 徑 和 粒 徑 分 佈, 常 在 製 備 完 成 時 和 進 行 毒 理 試 驗 時 大 不 相 同, 必 須 進 行 了 解 (Powers et al., 2006) 圖 十 一 粒 徑 分 佈 以 數 量 面 積 或 體 積 計 算 而 得 之 分 佈 圖 (Powers et al., 2006) 當 粒 徑 變 小 時, 表 面 積 對 體 積 之 比 例 增 加 幅 度 相 當 大, 通 常 使 得 內 生 毒 性 (intrinsic toxicity) 提 高 (Donaldson et al., 2004) 表 面 積 可 指 外 在 的 幾 何 表 面 積, 若 物 質 是 多 孔 性 者, 表 面 積 亦 指 內 部 者 其 表 示 法 建 議 以 比 表 面 積 (specific surface area (e.g. m 2 /g)) 表 示 通 常 可 利 用 氣 體 吸 附 法 如 BET (Brunauer, Emmett, Teller) 法 加 以 量 測 形 狀 研 究 指 出, 新 穎 的 奈 米 碳 管 (carbon nanotube) 材 料, 兼 具 奈 米 粒 子 和 傳 統 纖 維 之 特 性, 其 產 生 之 毒 性, 可 能 與 氧 化 壓 力 (oxidative stress) 和 發 炎 反 應 (inflammation) 有 關 (Donaldson et al., 2006) 此 外, 其 與 石 棉 (asbestos) 引 起 類 似 之 致 癌 變 化, 被 認 為 與 其 幾 何 形 狀 有 關 (Takagi et al., 2008) 以 大 鼠 肺 泡 之 巨 噬 細 胞 (rat alveolar macrophage) 為 觀 察 對 象, 纖 維 狀 之 二 氧 化 鈦 粒 子 ( 長 2.1 µm; 寬 0.14 µm) 之 細 胞 毒 性 比 球 狀 奈 米 級 之 二 氧 化 鈦 粒 子 (0.059 µm) 大 (Hirano et al., 2000) 因 此, 形 狀 亦 為 評 估 奈 米 材 料 或 產 品 的 重 要 考 量 之 一 分 散 狀 態 (state of dispersion)/ 結 團 (agglomerate)/ 聚 集 (aggregate) 分 散 狀 態 指 奈 米 系 統 中, 初 始 ( 單 一 ) 粒 子 相 對 於 結 團 者 之 數 量 或 質 量 (Powers et al., 2006) 奈 米 尺 度 下, 粒 子 間 的 交 互 作 用 來 自 凡 得 瓦 力 極 性 及 靜 電 力 或 共 價 作 用 力 粒 子 間 是 否 聚 集, 端 看 其 間 之 交 互 作 用 力, 且 和 其 所 處 液 相 之 黏 度 和 極 化 程 度 (polarizability) 有 關 因 此, 若 將 表 層 (surface layer) 進 行 修 飾, 便 能 影 響 聚 集 之 發 生 相 關 之 影 響 因 素 包 括 表 面 能 量 (surface energy) 電 荷 和 水 合 (solvation)(scenihr, 2006) 將 ph 值 離 子 強 度 濃 度 改 變, 可 能 顯 著 影 響 分 散 狀 態 然 而, 此 性 質 雖 然 重 要, 卻 難 以 量 化, 通 常 可 藉 由 與 理 想 狀 態 或 基 礎 狀 態 比 較 粒 子 分 佈 之 改 變 而 加 以 評 估 (Powers et al., 2006) 藉 由 評 估 此 項 特 質, 得 16

17 以 了 解 奈 米 物 質 及 其 製 劑 安 定 性 之 變 化 表 面 化 學 表 面 化 學 包 括 催 化 性 質 (catalytic property) 表 面 電 荷 (surface charge/zeta potential) 表 面 吸 附 和 去 吸 附 (surface adsorption and desorption) 表 面 組 成 (surface composition) 表 面 能 量 (surface energy) 及 表 面 活 性 (surface reactivity) 等 奈 米 產 品 表 面 特 性 之 改 變, 影 響 其 與 生 體 間 的 交 互 作 用 例 如 以 polyethylene glycol(peg) 及 polyvinyl alcohol(pva) 修 飾 微 脂 體 後, 可 延 長 其 於 體 內 之 循 環, 並 且 改 變 分 佈 狀 態 (Shehata et al., 2008) 又 如 帶 正 電 之 奈 米 微 粒, 會 破 壞 腦 血 管 屏 蔽 (blood-brain barrier) 造 成 毒 性, 但 中 性 者 或 低 濃 度 之 帶 負 電 者 卻 否 (Lockman et al., 2004) 因 此, 除 了 一 般 性 對 藥 品 之 法 規 要 求 外, 奈 米 產 品 表 面 特 性 之 測 試 與 管 控, 為 化 學 製 造 管 制 方 面 最 重 要 之 議 題 之 一 其 他 物 理 化 學 性 質 (physical and chemical properties) 其 他 物 理 化 學 性 質 包 含 之 粒 子 特 性 相 當 廣 泛, 如 元 素 組 成 (elemental composition) 密 度 (density) 結 晶 結 構 (crystal structure) 化 學 活 性 (chemical reactivity) 溶 解 度 (solubility) 及 物 理 常 數 (physical constants) 如 導 電 度 (conductivity) 熔 點 (melting point) 硬 度 (hardness) 及 光 學 性 質 (optical property) 等 其 中, 產 品 本 身 之 化 學 組 成, 為 必 然 之 影 響 因 子 例 如 雖 同 為 奈 米 粒 子, 但 對 內 皮 細 胞 而 言, 在 polyvinyl chloride TiO 2 SiO 2 Co 和 Ni 中, 僅 有 Co 會 引 起 毒 性 反 應 (Peters et al., 2004) 而 溶 解 度 或 是 生 體 可 分 解 性 (biodegradability) 亦 為 影 響 毒 性 及 排 除 之 重 要 因 素 (AFSSAPS, 2008) ( 二 ) 其 他 考 量 無 菌 性 一 般 常 用 以 偵 測 是 否 受 到 內 毒 素 污 染 之 試 驗 為 Limulus amebocyte lysate (LAL) test, 然 而 卻 可 能 受 到 奈 米 產 品 之 干 擾, 而 呈 現 錯 誤 之 結 果 (McNeil, 2009) 圖 十 二 中 各 樣 品 皆 含 0.4 EU/ml 之 內 毒 素 標 準 品, 然 而 僅 有 樹 狀 聚 合 物 (dendrimer) 之 奈 米 產 品 結 果 接 近 真 實, 含 金 之 奈 米 產 品 測 出 含 量 過 低, 而 含 聚 合 物 之 奈 米 產 品 測 出 含 量 過 高 圖 十 二 奈 米 產 品 干 擾 LAL test 之 實 例 (McNeil, 2009) 17

18 滅 菌 方 法 Terminal sterilization 及 aseptic processing 為 製 備 無 菌 製 劑 時 最 常 見 之 處 置 方 式 然 而, 高 溫 可 能 導 致 奈 米 產 品 物 理 化 學 特 性 改 變, 例 如 影 響 粒 徑 大 小 此 外, sterile filtration 不 適 用 於 粒 徑 大 小 超 過 200 nm 之 廣 義 的 奈 米 醫 藥 品, 可 能 造 成 濾 膜 阻 塞 或 是 產 生 吸 附 的 問 題 研 究 比 較 autoclaving 和 gamma irradiation 對 以 beta-cyclodextrin 製 備 之 nanosphere 和 nanocapsule 物 理 化 學 特 性 的 影 響, 認 為 gamma irradiation 為 較 可 行 之 滅 菌 方 式 (Memisoglu-Bilensoy et al., 2006) 另 一 以 polybutylcyanoacrylate nanoparticles 為 研 究 對 象 者 亦 有 類 似 的 結 果 (Maksimenko et al., 2008) 儘 管 如 此, 仍 有 研 究 顯 示 其 造 成 遞 送 系 統 如 聚 合 物 之 分 解, 亦 可 能 產 生 毒 性 分 解 產 物 (Sintzel et al., 1997), 因 此 在 選 擇 滅 菌 方 法 時, 必 須 依 藥 物 及 製 劑 的 特 性 審 慎 評 估 分 析 方 法 可 用 以 評 估 奈 米 醫 藥 品 之 分 析 方 法 包 括 :(1) 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡 (transmission electron microscopy, TEM), 可 觀 察 奈 米 產 品 之 內 部 結 構 ;(2) 高 解 析 電 子 顯 微 鏡 (high-resolution electron microscopy, HREM);(3) 掃 瞄 式 電 子 顯 微 鏡 (scanning electron microscopy), 可 觀 測 奈 米 產 品 之 表 面 形 態 ;(4) 紅 外 線 光 譜 (infrared spectroscopy) 及 核 磁 共 振 光 譜 (nuclear magnetic resonance spectroscopy), 用 以 研 究 化 學 功 能 及 分 子 架 構 ;(5) 原 子 力 顯 微 鏡 (atomic force microscopy, AFM) 及 掃 瞄 穿 隧 式 顯 微 鏡 (scanning tunneling microscopy, STM), 提 供 原 子 級 解 析 力 之 結 構 和 電 子 資 料 ;(6)X 光 繞 射 (X-ray diffraction);(7) 感 應 偶 合 電 漿 質 譜 儀 (inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS);(8) 原 子 吸 收 光 譜 儀 (atomic absorption spectrometry, AAS);(9)BET (Brunauer, Emmett, Teller) 法 ;(10) 動 態 光 散 射 儀 (dynamic light scattering) 對 照 標 準 品 (Reference nanomaterials) 對 照 標 準 品 須 證 實 具 有 足 夠 的 均 一 度 及 穩 定 性 目 前 已 有 部 分 標 準 化 之 奈 米 對 照 標 準 品 ( 例 如 金 奈 米 粒 子 來 自 the National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, MD, USA, 矽 (silica) 來 自 the European Commission, Institute for Reference Materials and Measurements (IRMM), Joint Research Centre (JRC), Geel, Belgium), 主 要 用 以 校 正 量 測 粒 徑 的 儀 器 對 照 標 準 品 之 製 備 和 使 用 可 分 為 兩 階 段 (SCENIHR, 2009), 其 一 為 測 試 對 照 標 準 品 之 物 理 化 學 性 質 均 一 度 及 穩 定 性, 其 二 則 為 依 待 測 樣 品 配 製 方 式 處 理 後, 對 其 內 生 性 質 再 次 之 測 定 製 備 過 程 之 安 全 維 護 奈 米 物 質 可 藉 由 呼 吸 道 皮 膚 接 觸 或 吞 食 而 進 入 人 體 動 物 實 驗 的 結 果 顯 示, 同 等 質 量 之 不 溶 性 奈 米 粒 子 比 化 學 組 成 相 似 但 較 大 之 粒 子, 更 易 造 成 肺 部 發 18

19 炎 及 腫 瘤 形 成 且 由 於 物 質 奈 米 化 後 催 化 性 質 之 改 變, 可 能 產 生 預 期 之 外 的 反 應 此 外, 對 環 境 之 危 害 程 度 亦 尚 在 研 究 中 因 此, 為 避 免 奈 米 物 質 在 製 備 過 程 中, 產 生 對 健 康 及 環 境 之 影 響, 必 須 採 取 適 當 的 人 員 防 護 措 施 抽 樣 檢 測 評 估 及 清 潔 和 廢 棄 物 之 管 控 (NIOSH, 2009) 四 結 語 隨 著 奈 米 科 技 的 進 步, 許 多 創 新 的 產 品 應 運 而 生 雖 然, 許 多 奈 米 尺 度 的 物 質 並 非 新 穎 的 產 品, 例 如 1995 年 核 准 上 市 之 微 脂 體, 已 使 用 相 當 長 的 時 間 美 國 FDA 表 示 (Culliton, 2008), 直 到 對 奈 米 物 質 有 更 深 入 之 了 解 之 前,FDA 將 沿 用 過 去 之 審 查 模 式 來 評 估 相 關 產 品 之 安 全 性 和 有 效 性 未 來 運 用 奈 米 科 技 製 成 之 醫 藥 品, 可 能 會 逐 漸 增 加, 其 產 生 的 效 益 和 危 害, 將 有 賴 行 政 及 法 規 單 位 藉 由 整 合 科 學 研 究 之 最 新 成 果, 進 行 審 慎 評 估 由 化 學 製 造 管 制 之 觀 點 而 言, 醫 藥 品 之 安 全 和 有 效 性, 奠 基 於 嚴 謹 之 品 質 要 求 奈 米 醫 藥 品 種 類 繁 多, 所 蘊 含 之 理 論 各 異 因 此, 除 了 一 般 性 之 要 求 之 外, 必 須 針 對 個 別 醫 藥 品 之 特 性 進 行 探 究, 其 所 考 量 之 原 則, 除 確 保 品 質 外, 乃 以 影 響 安 全 和 有 效 之 因 素 者 為 重 五 參 考 文 獻 Allen TM and Moase EH Therapeutic opportunities for targeted liposomal drug delivery. Adv. Drug Delivery Rev. 21: Anton K, Van Hoogevest P, Frederiksen L Preparation of a liposome dispersion containing an active agent by compression-decompression. EP Auguste DT, Prud homme RK, Ahl PL, Meers P, Kohn J Association of hydrophobically-modified poly(ethylene glycol) with fusogenic liposomes. Biochim. Biophys. Acta 1616: Bangham AD, Standish MM, Watkins JC. 1965a. Diffusion of univalent ions across lamellae of swollen phospholipids. J. Mol. Biol. 13: Bangham AD, Standish MM, Weissmann G. 1965b. The action of steroids and streptolysin S on the permeability of phospholipid structures to cations. J. Mol. Biol. 13: Batzri S and Korn ED Single bilayer liposomes prepared without sonication. Biochim. Biophys. Acta. 298: Boni L, Wu F, Fennimore R, Batenjany MM Preparation of large liposomes by infusion into an aqueous polymer solution. WO Brunner J, Skrabal P, Hauser H Single bilayer vesicles prepared without sonication. Physico-chemical properties. Biochim. Biophys. Acta. 455: Castor TP Methods and apparatus for liposomes preparation. WO Castor TP, and Chu L Methods and apparatus for making liposomes containing hydrophobic drugs. WO

20 Castor TP and Chu L Methods and apparatus for making liposomes containing hydrophobic drugs. US Charcosset C, El-Harati A, Fessi H Preparation of solid lipid nanoparticles using a membrane contactor. J. Control. Release. 108: Chiruvolu S, Warriner HE, Naranjo E, Idziak SHJ, Raedler JO, Plano RJ, Zasadzinski JA, Safinya CR A phase of liposomes with entangled tubular vesicles. Science 266: Chrai SS, Murari R, Ahmad I Liposomes (a review). Part two: drug delivery systems. BioPharm. 15:40,42 43,49 Culliton BJ Is special FDA regulation of nanomedicine needed? A conversation with Norris E. Alderson. Health Aff. 27:w315 w317 Deamer D and Bangham AD Large volume liposomes by an ether vaporization method. Biochim. Biophys. Acta. 443: Deamer DW Preparation and properties of ether-injection liposomes. Ann. N.Y. Acad. Sci. 308: Donaldson K, Stone V, Tran CL, Kreyling W, Borm PJA Nanotoxicology. Occup. Environ. Med. 61: Donaldson K, Aitken R, Tran L, Stone V, Duffin R, Forrest G, Alexander A Carbon nanotubes: a review of their properties in relation to pulmonary toxicology and workplace safety. Toxicol. Sci. 92:5 22 Frederiksen L, Anton K, Barratt BJ, Van Hoogevest P, Leuenberger H. Use of supercritical carbon dioxide for preparation of pharmaceutical formulations. 3rd International Symposium on Supercritical Fluids, vol. 3, Tome, Strasbourg, France, 1994, p Frederiksen L, Anton K, van Hoogevest P, Keller HR, Leuenberger H Preparation of liposomes encapsulating watersoluble compounds using supercritical carbon dioxide. J. Pharm. Sci. 86: French Health Products Safety Agency (AFSSAPS; Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé). Recommendations for toxicological evaluation of nanoparticle medicinal products, 2008 Frokjaer S. Double emulsion vesicles. In New RCC (ed.), Liposomes: a practical approach, Oxford University Press, New York, 1990, p Guidance for industry. Liposome drug products. Chemistry, manufacturing, and controls; human pharmacokinetics and bioavailability; and labeling documentation (draft guidance, 2002) Hauschild S, Lipprandt U, Rumplecker A, Borchert U, Rank A, Schubert R, Forster S Direct preparation and loading of lipid and polymer vesicles using inkjets. Small. 1:

21 Hawkins MJ, Soon-Shiong P, Desai N Protein nanoparticles as drug carriers in clinical medicine. Adv. Drug Deliv. Rev. 60: Hirano S, Anuradha CD, Kanno S Transcription of krox-20/egr-2 is upregulated after exposure to fibrous particles and adhesion in rat alveolar macrophages. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 23: Imura T, Gotoh T, Otake K, Yoda S, Takebayashi Y, Yokoyama S, Takebayashi H, Sakai H, Yuasa M, Abe M Control of physicochemical properties of liposomes using a supercritical reverse phase evaporation method. Langmuir 19: Ishiyama N, Hill CM, Bates IR, Harauz G The formation of helical tubular vesicles by binary monolayers containing a nickel-chelating lipid and phosphoinositides in the presence of basic polypeptides. Chem. Phys. Lipids 114: Jahn A, Vreeland WN, DeVoe DL, Locascio LE, Gaitan M Microfluidic directed formation of liposomes of controlled size. Langmuir. 23: Jung CW and Jacobs P Physical and chemical properties of superparamagnetic iron oxide MR contrast agents: ferumoxides, ferumoxtran, ferumoxsil. Magn. Reson. Imaging 13: Jung CW Surface properties of superparamagnetic iron oxide MR contrast agents: ferumoxides, ferumoxtran, ferumoxsil. Magn. Reson. Imaging 13: Jesorka A and Orwar O Liposomes: technologies and analytical applications. Annu. Rev. Anal. Chem. 1: Komatsu H and Okada S Effects of ethanol on permeability of phosphatidylcholine/cholesterol mixed liposomal membranes. Chem. Phys. Lipids 85:67 74 Kratz F Albumin as a drug carrier: design of prodrugs, drug conjugates and nanoparticles. J. Control. Release 132: Lasch J, Weissig V, Brandl M. Preparation of liposomes. In Torchilin VP and Weissig V (eds.), Liposomes: a practical approach, Oxford University Press, New York, 2003, p Li C and Deng Y A novel method for the preparation of liposomes: freeze drying of monophase solutions. J. Pharm. Sci. 93: Lin KC, Weis RM, McConnell HM Induction of helical liposomes by Ca 2+ -mediated intermembrane binding. Nature 296: Lockman PR, Koziara JM, Mumper RJ, Allen DD Nanoparticle surface charges alter blood brain barrier integrity and permeability. J. Drug Target. 12: Maksimenko OO, Pavlov EP, Tushov ÉG, Molin AA, Stukalov YV, Prudskova TN, 21

22 Sveshnikov PG, Kreuter J, Gel perina SÉ Radiation sterilization of medicinal formulations of doxorubicin bound to poly(butylcyanoacrylate)nanoparticles. 42: McNeil SE Nanoparticle therapeutics: a personal perspective. Nanomed. Nanobiotechnol. 1: Memisoglu-Bilensoy E and Hincal AA Sterile, injectable cyclodextrin nanoparticles: effects of gamma irradiation and autoclaving. Int. J. Pharm. 311: Merisko-Liversidge E, Liversidge GG, Cooper ER Nanosizing: a formulation approach for poorly-water-soluble compounds. Eur. J. Pharm. Sci. 18: Meure LA The development of a novel process for the formation of liposomes: depressurisation of an expanded solution into aqueous media (DESAM), PhD Thesis, University of New South Wales, Sydney, Australia Meure LA, Foster NR, Dehghani F Conventional and dense gas techniques for the production of liposomes: a review. AAPS PharmSciTech. 9: Mozafari MR Liposomes: an overview of manufacturing techniques. Cell. Mol. Biol. Lett. 10: Nanotechnology-a report of the U.S. food and drug administration nanotechnology task force, July 25, 2007 New RCC. Preparation of liposomes. In New RCC (ed.), Liposomes: a practical approach, Oxford University Press, New York, 1990, p NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health). Approaches to safe nanotechnology-managing the health and safety concerns associated with engineered nanomaterials, 2009 Otake K, Imura T, Sakai H, Abe M Development of a new preparation method of liposomes using supercritical carbon dioxide. Langmuir 17: Otake K, Shimomura T, Goto T, Imura T, Furuya T, Yoda S, Takebayashi Y, Sakai H, Abe M Preparation of liposomes using an improved supercritical reverse phase evaporation method. Langmuir 22: Peters K, Unger RE, Kirkpatrick CJ, Gatti AM, Monari E Effects of nanoscaled particles on the endothelial cell function in vitro: studies on viability, proliferation and inflammation. J. Mat. Sc.: Mat. In Med. 15: Powers KW, Brown SC, Krishna VB, Wasdo SC, Moudgil BM, Roberts SM Research strategies for safety evaluation of nanomaterials. Part VI. Characterization of nanoscale particles for toxicological evaluation. Toxicol. Sci. 90: Ran Y and Yalkowsky SH Halothane a novel solvent toward liposomal formulations for an anticancer agent (AMPB). AAPS Annual Meeting and Exposition, Toronto, Canada 22

23 Sadzuka Y, Nakade A, Hirama R, Miyagishima A, Nozawa Y, Hirota S, Sonobe T Effects of mixed polyethyleneglycol modification on fixed aqueous layer thickness and antitumor activity of doxorubicin containing liposome. Int. J. Pharm. 238: Sakai H, Gotoh T, Imura T, Sakai K, Otake K, Abe M Preparation and properties of liposomes composed of various phospholipids with different hydrophobic chains using a supercritical reverse phase evaporation method. J. Oleo Sci. 57: SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks). The appropriateness of existing methodologies to assess the potential risks associated with engineered and adventitious products of nanotechnologies, adopted by the SCENIHR during the 10 th plenary meeting of 10 March 2006 after public consultation. SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks). Opinion on the appropriateness of the risk assessment methodology in accordance with the technical guidance documents for new and existing substances for assessing the risks of nanomaterials, adopted by the SCENIHR during the 19 th plenary meeting on June 2007 after public consultation. SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks). Risk assessment of products of nanotechnologies, 19 January 2009 Shehata T, Ogawara K, Higaki K, Kimura T Prolongation of residence time of liposome by surface-modification with mixture of hydrophilic polymers. Int. J. Pharm. 359: Simon JA Estradiol in micellar nanoparticles: the efficacy and safety of a novel transdermal drug-delivery technology in the management of moderate to severe vasomotor symptoms. Menopause 13: Sintzel MB, Merkli A, Tabatabay C, Gurny R Influence of irradiation sterilization on polymers used as drug carriers a review. Drug Dev. Ind. Pharm. 23: Sofou S Surface-active liposomes for targeted cancer therapy. Nanomedicine 2: Szoka Jr. F and Papahadjopoulos D Procedure for preparation of liposomes with large internal aqueous space and high capture by reverse-phase evaporation. P. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 75: Takagi A, Hirose A, Nishimura T, Fukumori N, Ogata A, Ohashi N, Kitajima S, Kanno J Induction of mesothelioma in p53+/ mouse by intraperitoneal application of multi-wall carbon nanotube. J. Toxicol. Sci. 33: Torchilin VP and Trubetskoy VS Which polymers can make nanoparticulate 23

24 drug carriers long-circulating? Adv. Drug Delivery Rev. 16: Wright DC Micellar nanoparticles. US Xu P, Tan G, Zhou J, He J, Lawson LB, McPherson GL, John VT Undulating tubular liposomes through incorporation of a synthetic skin ceramide into phospholipid bilayers. Langmuir 25: Zuidam NJ, de Vrueh R, Crommelin DJA. Characterization of liposomes. In Torchilin VP and Weissig V (eds.), Liposomes: a practical approach, Oxford University Press, New York, 2003a, p Zuidam NJ, van Winden E, de Vrueh R, Crommelin DJA. Stability, storage, and sterilization of liposomes. In Torchilin VP and Weissig V (eds.), Liposomes: a practical approach, Oxford University Press, New York, 2003b, p

25 委 員 審 查 意 見 綜 合 表 及 回 覆 日 期 : 年 月 日 以 微 脂 體 藥 品 為 例 談 奈 米 藥 品 之 化 學 製 造 管 制 及 法 規 科 學 評 估 委 員 ( 依 姓 名 筆 劃 順 序 ) 意 見 及 回 覆 如 下 : 林 文 貞 委 員 1. CDE 稿 件 p.6:<5>dense gas techniques 項 下 的 (1), (2), (3), (4) 四 種 製 備 方 法 之 原 理 是 一 樣 的, 因 此 建 議 可 將 四 種 製 備 方 法 相 同 處 合 併 敍 述, 而 後 再 就 各 方 法 的 改 進 處 或 優 點 提 出 說 明 即 可 2. CDE 稿 件 p.11: 綜 合 比 較 項 下 所 列 舉 的 實 驗 結 果 於 其 它 文 獻 亦 有 相 同 發 現 或 結 論 嗎? 建 議 所 列 舉 的 例 子 儘 可 能 以 一 般 科 學 學 理 能 解 釋 的 例 子 較 為 合 適 但 若 認 為 該 篇 文 獻 內 容 仍 有 列 舉 之 意 義, 則 對 實 驗 結 果 的 解 釋 宜 更 詳 盡 合 理, 否 則 易 造 成 誤 解 3. CDE 稿 件 p.11:( 九 ) 所 列 舉 之 醫 藥 相 關 奈 米 產 品 儘 可 能 完 整, 並 建 議 補 充 產 品 上 市 時 間 廠 商 給 藥 途 徑 用 途 用 量 等 資 訊 4. CDE 稿 件 p.15:( 一 ) 特 性 評 估 項 下 建 議 補 充 含 藥 奈 米 製 劑 的 特 性 評 估 相 關 資 料 5. CDE 稿 件 p.17:( 二 ) 其 他 考 量 項 下 建 議 補 充 奈 米 製 劑 滅 菌 方 法 之 相 關 資 料 6. 其 他 建 議 請 參 見 CDE 稿 件 內 文 CDE-CMC 小 組 回 覆 1. 依 要 求 重 新 整 合 緻 密 氣 體 技 術 段 落 (p.7~9) 2. 此 段 落 ( 綜 合 比 較 )(p.10~11) 主 要 為 闡 述 前 述 重 要 因 子 對 產 品 特 性 可 能 造 成 之 影 響, 而 利 用 文 獻 報 告 之 個 案 結 果 說 明 之 為 避 免 造 成 誤 解, 已 依 要 求 加 入 補 充 說 明, 以 解 釋 文 獻 報 告 之 實 驗 結 果 3. 依 要 求 補 充 產 品 上 市 時 間 廠 商 給 藥 途 徑 用 途 用 量 等 資 訊 (p.12~15) 4. 由 於 特 性 評 估 方 面 包 含 奈 米 材 料 及 製 劑 合 併 陳 述, 故 擬 保 留 原 段 落 5. 奈 米 製 劑 滅 菌 方 法 方 面, 依 要 求 於 其 他 考 量 項 目 中 加 入 段 落 說 明 滅 菌 方 法 (p.18) 6. 其 他 建 議 部 分 依 要 求 修 改 楊 重 熙 委 員 1. 以 双 脂 質 層 (phospholipid bilayer) 為 主 要 組 成 的 微 脂 體 (Liposomes) 為 一 已 經 FDA 核 准 用 於 某 些 藥 物 為 載 體 的 次 微 米 粒 子 2. 近 年 來, 由 於 奈 米 科 技 的 興 起, 特 別 是 在 奈 米 尺 度 觀 ( 量 ) 測 工 具 的 進 步, 對 於 奈 米 尺 度 的 粒 子 的 物 理 化 學 材 料 性 質 鑑 定, 日 益 精 進 3. 本 篇 報 告 詳 述 了 以 微 脂 體 為 載 體 的 發 展 現 況 : 含 法 規 面 物 化 材 料 性 質 鑑 定 面 以 及 實 務 應 用 面 ; 報 告 內 容 層 次 分 明 清 晰, 極 具 參 考 應 用 價 值 4. 為 因 應 現 代 奈 米 量 測 技 術 精 進, 可 考 慮 針 對 (a) 形 狀 ;(b) 尺 寸 ;(c) 表 面 性 質 做 更 清 楚 描 述 ; 特 別 是 表 面 性 質 除 表 面 電 荷 外, 加 註 如 : 化 學 官 能 基 屬 性 ; 親 水 屬 ( 如 PEG) 長 度 ; 等

26 結 論 : 報 告 撰 寫 詳 盡 清 晰 ; 唯 對 微 脂 體 之 表 面 物 理 化 學 性 質 可 做 更 清 楚 之 描 述 與 定 義 CDE-CMC 小 組 回 覆 謝 謝 委 員 的 肯 定, 並 依 要 求 在 本 文 < 一 > 之 段 落 ( 一 ) 中 (p.2), 加 入 對 微 脂 體 形 狀 的 描 述 在 段 落 ( 二 ) 中 (p.2~3) 加 入 對 微 脂 體 表 面 化 學 官 能 基 屬 性 和 影 響 之 討 論, 包 括 帶 有 厭 水 性 anchoring chain 之 multiloop PEG 鏈, 或 混 合 延 長 程 度 不 等 的 PEG 鏈, 比 線 狀 (linear) 鏈 或 單 一 長 度 之 PEG 鏈, 對 微 脂 體 之 保 護 作 用 較 強 及 亦 常 利 用 癌 細 胞 表 面 過 份 表 現 某 些 抗 原 或 受 體 (receptors) 之 特 性, 而 使 微 脂 體 表 面 結 合 特 定 分 子, 以 進 行 目 標 遞 送 等 另 外, 在 段 落 ( 三 ) 中 (p.3), 加 入 微 脂 體 以 尺 寸 分 類 之 說 明 鄭 慧 文 委 員 1. 建 議 移 除 紅 線 部 份, 減 少 形 容 詞 的 部 份 2. 建 議 移 除 三 本 文 之 < 一 > 中 的 ( 一 )~( 八 )p.2~11 本 研 究 報 告 為 法 規 科 學 研 究 為 主 旨, 雖 以 liposome 為 例, 但 無 需 對 liposome 做 全 面 而 概 略 式 的 簡 介 3. p.15 倒 數 第 三 行 中 的 內 生 毒 素 所 指 為 何? 結 論 : 整 體 而 言, 本 份 文 件 準 備 充 實, 顯 見 擬 稿 人 花 了 許 多 時 間 與 精 力, 努 力 工 作 之 後 才 有 此 份 文 件, 然 事 先 如 能 有 更 多 討 論 與 規 畫, 將 更 能 使 這 份 文 件 具 參 考 價 值 CDE-CMC 小 組 回 覆 1. 依 要 求 刪 除 2. 在 目 前 已 上 市 之 奈 米 尺 度 醫 藥 品 中, 大 多 數 為 微 脂 體 藥 品, 而 FDA 亦 在 2002 年 公 佈 微 脂 體 藥 品 之 指 引 草 案 為 了 使 讀 者 有 具 體 之 案 例 依 循, 可 從 化 學 製 造 管 制 各 方 面 探 討 奈 米 尺 度 醫 藥 品 的 特 性, 因 而 選 擇 概 要 性 介 紹 研 究 最 完 整 之 微 脂 體 藥 品 以 供 參 考, 故 擬 保 留 此 段 落 3. 於 內 生 毒 性 後 補 充 (intrinsic toxicity) 以 說 明 之 蘇 宗 粲 委 員 1. 本 法 規 科 學 研 究 報 告, 以 美 國 已 有 Draft Guidance 之 Liposome 藥 品 為 例 是 一 很 合 適 的 切 入 點 2. 美 國 之 Draft Guidance 是 2002 年 8 月 published, 在 2009 年 推 測 已 有 更 多 資 訊, 若 能 補 充 之 則 更 佳 3. 針 對 本 報 告 之 主 題 奈 米 醫 藥 品 化 學 製 造 管 制 之 法 規 考 量 建 議, 在 微 脂 體 部 份, 建 議 分 析 國 內 是 否 有 不 同 之 製 程, 針 對 不 同 製 程, 是 否 需 有 不 同 之 化 學 製 造 管 制 改 變 製 程 亦 應 有 report 規 範 我 國 的 法 規 建 議 宜 分 析 與 美 國 之 差 異 性, 我 們 本 土 特 性 及 應 強 調 之 重 點, 法 規 對 製 造 商 造 成 之 cost 之 考 量, 建 議 皆 為 可 加 強 之 重 點 4. 經 由 微 脂 體 藥 品 之 經 驗, 對 其 他 奈 米 藥 物 建 議 提 出 更 有 系 統 之 看 法, 包 括 一

27 般 要 求 和 個 別 要 求, 期 能 對 我 們 制 定 奈 米 藥 物 法 規 有 更 好 的 思 考 方 向 結 論 : 1. 本 報 告 以 微 脂 體 藥 品 為 切 入 點 佳 2. 對 化 學 製 造 管 制 及 法 規 科 學 評 估, 建 議 可 有 更 具 體 之 建 議 CDE-CMC 小 組 回 覆 1. 謝 謝 委 員 的 肯 定 2. 由 於 FDA 尚 未 將 其 於 2002 年 出 版 之 草 案 定 案, 尚 無 新 資 料 得 以 補 充, 將 密 切 注 意 之 3. 目 前 國 內 自 行 研 發 之 微 脂 體 藥 品 數 量 仍 相 當 有 限, 其 製 程 多 以 傳 統 手 搖 法 為 基 礎 再 加 以 改 進 關 於 改 變 製 程 應 該 有 所 規 範 之 描 述, 已 依 要 求 補 充 FDA 之 規 範 於 本 文 < 一 > 之 ( 四 ) 製 備 法 及 製 程 管 控 之 說 明 段 落 中 (p.3), 供 政 府 未 來 制 定 相 關 法 規 時 之 參 考 奈 米 藥 品 由 於 其 特 殊 性, 研 發 成 本 相 對 提 高, 本 土 特 性 及 成 本 考 量 實 為 一 重 要 之 議 題 本 研 究 報 告 期 能 以 綜 合 國 外 的 法 規 研 究 現 況 及 科 學 文 獻 報 告, 列 出 目 前 普 遍 認 為 必 須 評 估 之 重 點, 以 提 供 參 考 依 據 然 法 規 對 製 造 商 所 造 成 之 研 發 成 本 問 題, 恐 需 政 府 未 來 制 定 法 規 之 相 關 單 位 進 行 審 慎 評 估 4. 由 於 奈 米 藥 品 之 個 別 差 異 和 複 雜 性, 目 前 FDA 之 審 查 現 況, 乃 維 持 其 原 先 之 審 查 架 構, 以 個 案 考 量 方 式, 並 未 制 定 明 確 之 個 別 規 範 供 依 循 在 分 析 比 較 FDA 歐 盟 委 員 會 (European commission, SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks)) 等 之 報 告 及 相 關 科 學 文 獻 論 述 後, 匯 整 與 化 學 製 造 管 制 相 關 之 部 份, 列 於 本 文 < 三 > 奈 米 醫 藥 品 化 學 製 造 管 制 之 法 規 考 量 建 議 段 落 中 (p.15~19), 以 供 參 考 關 於 目 前 已 上 市 之 奈 米 醫 藥 品 部 份, 則 以 案 例 方 式 說 明 在 研 究 比 較 之 後, 亦 傾 向 建 議 在 現 階 段 採 取 類 似 FDA 之 個 案 考 量 方 式 審 查, 惟 須 密 切 觀 察 最 新 研 究 進 展 及 各 國 趨 勢, 以 便 調 整 及 因 應 結 論 : 目 前 已 依 專 家 委 員 意 見, 針 對 以 微 脂 體 藥 品 為 例 談 奈 米 藥 品 之 化 學 製 造 管 制 及 法 規 科 學 評 估 進 行 修 正 未 來 也 將 持 續 注 意 國 際 上 奈 米 醫 藥 品 的 相 關 研 究 及 風 險 評 估 報 告, 並 與 國 內 相 關 單 位 保 持 密 切 的 學 術 性 合 作 必 要 時, 提 供 學 術 性 建 議 給 衛 生 主 管 機 關 本 人 與 本 次 審 查 過 程 中, 確 審 查 委 員 簽 章 : 實 遵 守 保 密 及 利 益 迴 避 同 意 書 之 行 為 規 範, 並 無 發 生 利 益 衝 突 之 情 事, 亦 將 確 實 遵 守 保 密 責 任