การละลาย (Dissolution)
                                                                                            อ.ภญ. ศุภกัญญา ตันตระบัณฑิตย
                                                                                             ดร.ภญ.ปลันธนา เลิศสถิตธนกร

         ยาเตรียมเกือบทุกรูปแบบ ยกเวนยาน้ําใส ตัวยาสําคัญจะตองละลายอยูในตัวทําละลายที่อยูในบริเวณที่ยาจะเกิดการดูดซึม เชน
น้ําลาย หรือของเหลวในกระเพาะและลําไส จึงจะถูกดูดซึมเขาสูรางกายได เพราะฉะนั้นการละลายของตัวยา (dissolution) โดย
เฉพาะตัวยาที่อยูในสถานะของแข็งและกึ่งแข็ง จึงมีผลตอการดูดซึมและการออกฤทธิ์ของยา
         เมื่อยาเม็ดอยูในทางเดินอาหาร เม็ดยาจะแตกตัว (disintegration) เปนกลุมอนุภาคที่ประกอบดวยอนุภาคเล็กๆจับกลุมกันอยู
(granule) จากนั้นกลุมอนุภาคจะแยกตัว (deaggregation) กลายเปนอนุภาคเดี่ยว (fine particle) ซึ่งอนุภาคเดี่ยวจะเกิดการละลายใน
ของเหลวที่มีอยูในทางเดินอาหารจนอยูในรูปสารละลาย (solution) แลวถูกดูดซึมจากทางเดินอาหารเขาสูระบบหมุนเวียนโลหิตตอไป
ดังแสดงในรูปที่ 1




                                     รูปที่ 1 ขั้นตอนการละลายของยาเตรียมรูปแบบของแข็ง

การละลายของอนุภาคของแข็ง
         การละลายของของแข็งในของเหลวจะเกี่ยวของกับการถายเทสสารจากรูปของแข็งเปนรูปของเหลว วิธีการในการ ถายเท
สสารแบงเปน 2 ขั้นตอน คือ ปฏิกิริยาระหวางผิว (interfacial reaction) ซึ่งเปนการปลอยโมเลกุล ตัวถูกละลายออก ากสารใน
สถานะของแข็งจนไดเปนโมเลกุลของตัวถูกละลายอิ่มตัวในตัวทําละลาย จากนั้นโมเลกุลของ ตัวถูกละลายเหลานั้นจะถูกสงไปยังตัวทํา
ละลายกลางโดยอาจสงดวยวิธีการแพร (diffusion) หรือการพา (convection) ก็ได ซึ่งจะเกิดการเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเขมขนของ
ตัวถูกละลายมากไปยังบริเวณที่มีความเขมขนเจือจาง
         เมื่อนําผงยาไปกระจายตัวในตัวทําละลาย สามารถอธิบายไดดวย diffusion layer model ดังแสดงในรูปที่ 2 คือ แตละอนุภาค
ของผงยาจะตองถูกลอมรอบดวยตัวทําละลายเปนชั้นบางๆ เรียกกวา stagnant layer หรือ diffusion layer ชั้นนี้จะยึดติดกับ
อนุภาคตลอดไมวาอนุภาคจะเกิดการเคลื่อนที่ไปที่ใดก็ตาม มีความหนาเทากับ h ความเขมขนของสารในตําแหนงที่ติดกับผิวอนุภาค (Cs)
คือความเขมขนอิ่มตัวของสารในตัวทําละลายชนิดนั้นนั่นเอง และในตําแหนงที่หางจากผิวอนุภาคออกมา ความเขมขนของสารในชั้น
ของเหลวจะลดลงเรื่อยๆจนกระทั้งเมื่อถึงผิวนอกของ diffusion layer จะเปนชั้นของตัวทําละลายกลางที่เปนเนื้อเดียวกัน ความเขมขนของ
สารจะคงที่และเทากันทุกสวน ซึ่งจะเทากับความเขมขนของสารในตัวทําละลายทั้งหมด ณ เวลานั้น (Cb) ความแตกตางระหวางความ
เขมขนของทั้งสองตําแหนง จะมีอิทธิพลตออัตราเร็วในการละลาย คือ ถาความเขมขนตางกันมาก อัตราเร็วในการละลายก็จะสูงตามไป
ดวย นอกจากนี้การคนมีผลตอความหนาของชั้น diffusion layer โดยเมื่อคนสารละลายดวย ความเร็วมากๆ ความหนาของชั้นนี้จะบางลง
แตถาคนเบาๆชั้นนี้ก็จะหนา


                                                                                                                             1
รูปที่ 2 Diffusion layer model

Noyes-Whitney relationship
       Noyes และ Whitney ไดสรางสมการเพื่ออธิบายอัตราการละลายของอนุภาคของแข็ง ดังนี้
                                 dM     DS
                                     = ( )(Cs − C b )                             (1)
                                  dt    h
กําหนดให       M       =        ปริมาณสารที่ละลาย (mg หรือ mmole)
                t       =        เวลา (วินาที)
                D       =        Diffusion coefficient (cm2/sec)
                S       =        พื้นที่ผิวของอนุภาค (cm2)
                h       =        ความหนาของชั้น diffuse layer
                Cs      =        ความเขมขนของสารที่ผิวอนุภาค หรือคาการละลายของสาร
                Cb      =        ความเขมขนของสารในสารละลาย

       เมื่อตองการทราบการเปลี่ยนแปลงความเขมขนของสารละลายที่เวลาตางๆ (dC/dt) จะตองเพิ่มตัวแปรปริมาตร (V, cm3) ลงไป
ในสมการ
                                 dC    DS
                                    = ( )(Cs − C b )                              (2)
                                 dt    Vh

         ในกรณีท่ความเขมขนของสารในสารละลาย (Cb) ต่ํากวาคาการละลายของสาร (Cs) มาก เรียกสภาวะเชนนี้วา sink condition
                 ี
คาของตัวแปร Cb จะถือวานอยมากจนตัดทิ้งได
                                 dM     DSCs
                                     =(      )                                    (3)
                                  dt     h
        เมื่อทําการอินทิเกรทสมการ (3) จะทําใหสามารถหาปริมาณสารที่ละลาย ณ เวลาตางๆได
                                        DSCs
                                 M=(         )t                                   (4)
                                         h

        ความเขมขนของสารละลาย ณ เวลาตางๆ
                                       DSCs
                                 C=(        )t                                    (5)
                                        Vh
         จากสมการ (4) เมื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธระหวางปริมาณสารที่ละลายกับเวลา ในสภาวะ sink condition จะไดกราฟ
เสนตรง แตในสภาวะ non-sink condition จะไดกราฟเสนโคงที่มีความชันลดลงเรื่อยๆเมื่อเวลาผานไป (อัตราเร็วในการละลายลดลง)


                                                                                                                      2
รูปที่ 3 ความสัมพันธระหวางปริมาณสารที่ละลายกับเวลา ในสภาวะ sink condition และ non-sink condition

ตัวอยาง
           จงหาอัตราการละลายของตัวยาที่มีคุณสมบัติ ดังนี้
                   surface area = 2.5x103 cm2
                   saturated solubility = 0.35 mg/ml (at 25 oC)
                   diffusion coefficient = 1.75 x 10-7 cm2/s
                   thickness of diffusion layer = 1.25 μm
                   conc. of drug in bulk = 2.1 x 10-4 mg/ml




Hixson-Crowell cube-root relationship
        จากสมการของ Noyes และ Whitney จะถือวาพื้นที่ผิว (S) คงที่ตลอดกระบวนการละลาย ซึ่งจะเปนจริงสําหรับรูปแบบยาเตรียม
บางประเภทเทานั้น เชน แผนแปะผิวหนัง (transdermal patch) แตในขณะที่อนุภาคของยาจากยาเม็ด แคปซูล หรือยาน้ําแขวนตะกอน จะ
มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆเมื่อยาเกิดการละลาย ซึ่งทําใหพื้นที่ผิวลดลงตามไปดวย ทําใหสมการของ Noyes-Whitney equation ไมถูกตองใน
ทุกสถานการณ ดวยเหตุนี้ Hixson และ Crowell จึงไดปรับปรุงสมการของ Noyes และ Whitney ไดดังนี้
                                               M1/3 − M1/3 = Kt
                                                0      t



กําหนดให           M0      =         น้ําหนักสารที่เวลาเริ่มตน
                    Mt      =         น้ําหนักสารที่เวลาใด
                    K       =         cube-root dissolution rate constant
           สมการนี้จะถูกตองเมื่ออนุภาคของสารมีขนาดใกลเคียงกัน

                                                                                                                         3
ปจจัยที่มีผลตออัตราการละลายของยา
1. คุณสมบัติของยา
           1.1 การแตกตัวของยา
           ตัวยาที่มีคุณสมบัติเปนเกลือที่แตกตัวในน้ําไดดีจะเกิดการละลายไดเร็ว แตอยางไรก็ตามการละลายของสารประเภทนี้จะขึ้นอยู
กับความเขมขนของ counter-ion หรือคา ionic strength ของตัวทําละลายดวย ถาตัวทําละลายมีคา ionic strength สูง อัตราเร็วในการ
ละลายก็จะลดต่ําลง นอกจากนี้การละลายยังขึ้นกับคา pH ของสภาวะแวดลอมดวย เชน ในกระเพาะอาหารจะมี pH 1.5-3.0 สวนในลําไส
เล็กตอนตนมี pH 5.0-7.0 ตัวยาที่เปนดางออนจะละลายไดดีในสภาวะที่เปนกรดในกระเพาะอาหาร เนื่องจากยาจะแตกตัวเปนไอออนไดดี
ซึ่งตรงกันขามกับยาที่เปนกรดออนจะละลายไดดีท่ลําไสเล็ก แตสิ่งสําคัญประการหนึ่งคือยาจะละลายไดดีเมื่อเกิดการแตกตัว แตรางกายจะ
                                                    ี
ดูดซึมยาที่อยูในรูปที่ไมแตกตัวไดดีกวา เพราะฉะนั้นยาที่เปนดางออนจะละลายไดดีที่กระเพาะอาหาร แตจะไปถูกดูดซึมไดดีที่ลําไสเล็ก
           1.2 ขนาดและพื้นที่ผิวของอนุภาคยา
           จากสมการของ Noyes-Whitney แสดงใหเห็นวาอัตราเร็วการละลายจะแปรผันตรงกับพื้นที่ผิวของอนุภาคยา ถาอนุภาคมีขนาด
เล็กลงจะทําใหพื้นที่ผิว (effective surface area) เพิ่มขึ้น ซึ่งก็จะทําใหอัตราเร็วการละลายเพิ่มขึ้นนั่นเอง กรณีของยาที่ละลายน้ําไดนอย
การลดขนาดอนุภาคจะเพิ่มอัตราเร็วการละลายไดอยางมีนัยสําคัญ และทําใหคาชีวประสิทธิผลมากขึ้นตามไปดวย ตัวอยางของยาประเภท
นี้ เชน nitrofurantoin, griseofulvin, chloramphenicol
           1.3 รูพรุนของอนุภาค (porosity of solid particles)
           อัตราเร็วของการละลายจากพื้นที่ผิวภายในรูพรุนจะต่ํากวาอัตราเร็วจากพื้นที่ผิวภายนอก เพราะระยะทางสําหรับการแพรจะไกล
กวาและนานกวา แตถารูพรุนมีขนาดเล็กกวาขนาดของโมเลกุลของตัวทําละลาย รูพรุนจะไมมผลตออัตราเร็วในการละลาย เนื่องจากตัวทํา
                                                                                              ี
ละลายจะไมสามารถผานเขาไปไดในรูพรุนนั้นได
           1.4 สารพหุสัณฐาน (polymorphism)
           สารบางชนิดมีหลายสัณฐาน ซึ่งจะมีรูปผลึกแตกตางกันไปเปนผลใหเกิดความแตกตางของอัตราการละลาย ถาเลือกรูปผลึกที่
ละลายน้ําไดดีมาเตรียมตํารับก็จะไดตํารับที่ละลายเร็วและดูดซึมไดดี ผงยาที่เปนแบบ crystalline จะละลายไดชากวาแบบ amorphous
เพราะจะตองใชพลังงานที่สูงกวาเพื่อทําลายแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล ผงยาที่ผานการทําใหแหงดวยวิธี freeze-dried จะเปนแบบ
amorphous และมีลักษณะที่ฟเบาจึงสามารถละลายน้ําไดเร็วมาก ผงยาที่อยูในรูปแบบ hydrate มักจะละลายไดดีกวารูปแบบ anhydrous
                                ู
2. สมบัติของตัวทําละลาย
           2.1 ความหนืดของตัวทําละลาย
           ถาตัวทําละลายมีความหนืดสูง จะทําใหอัตราการแพรของตัวถูกละลายชาลง และทําใหอัตราการละลายลดลงตามไปดวย
           2.2 สารลดแรงตึงผิว
           สารละลายที่มีสารลดแรงตึงผิวเปนองคประกอบ มีผลชวยเพิ่มอัตราการละลายอยางมาก โดยเฉพาะอยางยิ่งกรณีของผงยาที่
เปยกน้ํายาก เนื่องจากสารลดแรงตึงผิวจะลดแรงตึงผิวระหวางผิว (interfacial tension) ของอนุภาคผงยาและผิวของตัวทําละลาย ทําใหตัว
ทําละลายสามารถเกาะติดหรือเปยกผิวของอนุภาคของแข็งดีขึ้น และตัวทําละลายสามารถแทรกซึมเขาสูผิวอนุภาคผงยางายขึ้น อัตราการ
ละลายก็เพิ่มขึ้นดวย
           2.3 ชนิดและจํานวนโมเลกุลของตัวทําละลายที่จับกับโมเลกุลของยาในรูปโซลเวต
           ถาตัวทําละลายเปนน้ําเรียกวา         รูปไฮเดรต           เชน          ออกซีเฟนบิวทาโซนที่มีตัวทําละลายจับอยูในรูปโซลเวต
จะมีการละลายแตกตางกัน ดังแสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 อัตราการละลายของยาออกซีเฟนบิวทาโซนในรูปซอลเวตตางๆ
         Oxyphenbutazone ในรูปซอลเวตตางๆ                                 อัตราการละลาย (มก./นาที ตร.ซม)
Benzene solvate                                                                       21.05 + 0.02
Cyclohexane solvate                                                                   18.54 + 0.47
Anhydrous                                                                             14.91 + 0.47
Hemihydrate                                                                           17.01 + 0.78
Monohydrate                                                                            9.13 + 0.23
                                                                                                                                      4
3. รูปแบบยาเตรียม
            3.1 ยาเตรียมรูปแบบของแข็ง
            สําหรับยาเม็ดกระบวนการละลายจะขึ้นอยูกับการแตกตัว (disintergration) จนกลายเปนอนุภาคเล็กๆ ในตํารับยาเม็ดจะตองมี
การเติมสารชวยยึดเกาะ (binding agent) เพื่อใหผงยามีแรงยึดเกาะ สามารถจับกันเปนเม็ดเมื่อไดรับแรงตอก เชน polyvinylpyrrolidone,
sodium carboxymethylcellulose สารพวกนี้สามารถเพิ่มอัตราการละลายของตัวยาไดโดยกลไกที่ทําใหผงยาเปยกน้ําไดดีขึ้น สวนการใช
สารเพิ่มปริมาณในยาเม็ด (diluent) เชน starch หรือ lactose ก็สามารถเพิ่มอัตราการละลายของยาที่ไมชอบน้ําไดเชนกัน เพราะสารเพิ่ม
ปริมาณจะไปเพิ่มพื้นที่ผิว ทําใหยาสัมผัสกับตัวทําละลายไดมากขึ้น แตการใชสารหลอลื่น (lubricating agent) เชน stearic acid หรือ
magnesium stearate จะลดอัตราการละลายของยา เพราะสารเหลานี้มีคุณสมบัตไมชอบน้ํา จึงไปทําใหตัวทําละลายสัมผัสกับยาไดนอยลง
                                                                             ิ
            3.2 ยาน้ําแขวนตะกอนและอิมัลชั่น
            กรณีของยาน้ําแขวนตะกอน ขั้นตอนการละลายเปน rate-limiting step ของการดูดซึมยาในทางเดินอาหาร มีปจจัยสําคัญที่สงผล
ตอการละลายของยาจากยาน้ําแขวนตะกอน เชน การตกตะกอนและจับกลุมกันของผงยา จะทําใหขนาดอนุภาคของยาใหญขึ้น สงผลให
อัตราการละลายลดลง การเปลี่ยนรูปผลึกเมื่อเก็บยาน้ําแขวนตะกอนไวเปนเวลานาน อาจทําใหไดรูปผลึกที่มคุณสมบัติการละลายที่
                                                                                                             ี
แตกตางไปจากเดิมไดซึ่งมีแนวโนมที่จะละลายไดนอยลง
            ความหนืดของยาน้ําแขวนตะกอนและอิมัลชั่นจะมีผลตออัตราการละลาย เนื่องจากเมื่อความหนืดเพิ่มขึ้น สารจะเกิดการแพรได
นอยลง หรือมีคา diffusion coefficient นอยลงนั่นเอง ยาน้ําแขวนตะกอนสําหรับฉีดเขากลามเนื้อหรือฉีดใตผวหนังบางชนิดจะมีความหนืด
                                                                                                       ิ
สูง เพื่อที่เมื่อฉีดเขาไปแลวจะทําใหตัวยาละลายออกมาอยางชาๆและใหผลการรักษาตอเนื่องเปนเวลานาน
            3.3 ยาเตรียมกึ่งแข็ง
            ยาเตรียมประเภทยาเหน็บ ครีม เจล ขี้ผึ้ง ยาพื้น (Base) ของในตํารับประเภทนี้มีทั้งชนิดที่ชอบน้ําและไมชอบน้ํา เพราะฉะนั้น
การละลายของตัวยาจากตํารับจะขึ้นกับชนิดของยาพื้นดวย
4. สภาวะของรางกาย
            4.1 Gastric emptying and Intestinal transit time
            สิ่งตางๆที่รับประทานเขาไปจะใชเวลาในการเคลื่อนที่ผานกระเพาะอาหารนาน 15 นาทีจนถึง 2 ชั่วโมง ขึ้นอยูกับลักษณะของสิ่ง
ที่รับประทาน และขึ้นกับการมีหรือไมมของอาหารที่อยูในกระเพาะ ซึ่งระยะเวลาดังกลาวจะมีผลตอการละลายของยาเตรียมรูปแบบ
                                            ี
ของแข็ง เชน กรณีของตัวยาที่ละลายไดดีในสภาวะกรด ถาไดอยูในกระเพาะอาหารเปนเวลานานก็จะละลายไดเร็ว นอกจากนี้อาหารที่อยู
ในกระเพาะจะมีผลตอความหนืด ซึ่งมีผลตออัตราการละลายได
            ยาสวนมากจะถูกดูดซึมไดดีที่ลําไสเล็กสวน duodenum และ jejunum เพราะฉะนั้นระยะเวลาที่ยาอยูในลําไสเล็กสวนนี้ก็จะมีผล
ตอการละลายและปริมาณยาที่จะถูกดูดซึมดวย โดยปรกติแลวระยะเวลาที่วัตถุจะเคลื่อนที่ผานลําไสเล็กสวนนี้จะใชเวลา 1-4 ชั่วโมง
            4.2 ความเปนกรดดางในทางเดินอาหาร
            ในทางเดินอาหารแตละตําแหนงจะมีคา pH ที่แตกตางกันไป ซึ่งจะมีผลตอการละลายของยาที่เปนกรดออนหรือดางออน ใน
กระเพาะอาหารชวงที่ไมมีอาหารมีคาประมาณ 1.2 แตเมื่อรับประทานอาหารเขาไปจะเพิ่มเปน 3.5 หรือสูงกวาขึ้นกับชนิดและปริมาณ
อาหาร ยาที่เปนกรดออนจะละลายไมดีในสภาวะกรด แตยาที่เปนดางออนจะแตกตัวและละลายไดดีในสภาวะกรด
5. ความเขมขนของตัวยาในสารละลาย
            ถาความเขมขนของตัวถูกละลายมีปริมาณต่ํา อัตราเร็วการละลายจะสูง แตถาความเขมขนตัวถูกละลายเพิ่มขึ้น จะมีผลทําให
อัตราเร็วของการละลายลดต่ําลง ดังรูปที่ 4




                                                                                                                                 5
รูปที่ 4 ความสัมพันธระหวางอัตราการละลายและเปอรเซ็นตความเขมขนของตัวยา chlorpropamide urea ในสารละลาย

6. การคน
          แรงที่คนสารละลายจะชวยลดความหนาของฟลม (h) และยังชวยนําเอาตัวทําละลายใหมๆจาก bulk solution มาสัมผัสกับ
diffusion layer ดังนั้นแรงที่ใชคนหรือเขยาสารละลายจึงมีผลอยางมากตออัตราเร็วของการละลาย
7. อุณหภูมิ
          การเพิ่มอุณหภูมิจะชวยเพิ่มคาการละลายของสารบางอยางโดยการดูดความรอนไปใช (positive heat) ซึ่งมีผลใหเพิ่มอัตราเร็ว
ของการละลาย ในทางตรงขาม การลดอุณหภูมิอาจใชในการเพิ่มอัตราการละลายของสารบางชนิด โดยการคายความรอนออกมา
(negative heat)
8. การใชคลื่นที่มความถี่สูง
                    ี
          คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถสั่นสะเทือนผงยา ทําใหอนุภาคแตกตัวไดงาย และยังทําใหโมเลกุลของตัวถูกละลายเคลื่อนที่ไดเร็ว
สงผลใหอัตราเร็วการละลายเพิ่มขึ้น เครื่องสรางคลื่นเสียงความถี่สูงเรียกวาเครื่อง Ultra-sonicator

การทดสอบการละลาย (Dissolution testing)
           ในเภสัชตํารับเลมตางๆจะระบุวิธีการทดสอบการละลายของเภสัชภัณฑเอาไว การทดสอบการละลายเปนวิธีการทดสอบแบบ in
vitro เพื่อดูผลวาเมื่อรับประทานยาเขาสูรางกายแลว ยาเตรียมนั้นนาจะมีการละลายและดูดซึมเขาสูรางกายไดดีมากนอยเพียงใด เปน
วิธีการที่สะดวกและประหยัดกวาการทดสอบในรางกายมนุษยแบบ in vivo (การทดสอบภายในรางกาย) การทดสอบการละลายจะเปน
หัวขอหนึ่งในการควบคุมคุณภาพเภสัชภัณฑในรูปแบบของแข็ง เชน ยาเม็ด ยาเม็ดเคลือบ ยาแคปซูล ยาเหน็บ รวมไปถึงยาน้ําแขวน
ตะกอน และระบบนําสงยาแบบตางๆดวย หลักการทดสอบการละลาย คือ นํายาเตรียมไปละลายในของเหลวที่เตรียมขึ้นเพื่อจําลองแบบ
ของเหลวในทางเดินอาหาร (dissolution medium) และทําในสภาวะที่จําลองแบบใหคลายกับภายในทางเดินอาหาร




                                   รูปที่ 5 เครื่องมือทดสอบการละลาย (Dissolution apparatus)



                                                                                                                              6
เครื่องมือและวิธีการทดสอบการละลาย
           Apparatus 1 (Rotating basket)
           เปนชนิดที่ใชมากในเภสัชตํารับเพื่อวัดอัตราการละลายของยาเม็ด ยาแคปซูลหรือยาเหน็บที่มความหนา แนนต่ํา ซึ่งจะไมจมใน
                                                                                                           ี
dissolution medium รวมไปถึงยาที่ละลายไดชาดวย โดยจะบรรจุยาที่จะทดสอบ การละลายไวในตะกราทรงกระบอกทําจากโลหะปลอด
สนิมที่ตอกับแกนหมุน            มีความทนทานตอสารละลายกรดที่ใชระหวางการทดสอบ               ซึ่งจุมอยูในภาชนะกนกลมหรือกนแบนที่บรรจุ
dissolution medium ตะกราจะหมุน ดวยความเร็วรอบคงที่ อยางไรก็ตามสภาวะที่ใชในการทดสอบนี้อาจแตกตางกันไปสําหรับยาแตละตัว
ใหยดตาม monograph ของยาตัวนั้นๆเปนสําคัญ ตัวอยาง เชน 0.1 M HCl ปริมาตร 900 ml ที่ควบคุมอุณหภูมไวที่ 37°C ตะกราหมุน
     ึ                                                                                                             ิ
ดวยความเร็ว 100 รอบ/นาที ในระหวางการทดสอบจะมีการเก็บตัวอยางสารละลาย ณ เวลาที่ กําหนด กรองแลวนําไปวิเคราะหหาปริมาณ
ตัวยาที่ละลายออกมา
           Apparatus 2 (Paddle)
           มีลกษณะคลายกับ Apparatus 1 ยกเวนสวนของตะกราจะเปลี่ยนเปนใบพาย ใบพายจะถูกเคลือบดวยวัสดุที่เฉื่อยตอปฏิกิรยา
              ั                                                                                                                      ิ
เชน Teflon และจะไดรับออกแบบใหมรูปทรงที่เหมาะสม เพื่อให dissolution medium ที่ถูกกวนไหลอยางเปนระเบียบ ในการทดสอบยา
                                        ี
เม็ดใบพายจะหมุนดวยความเร็ว 50 รอบ/นาที สวนการทดสอบยาน้ําแขวนตะกอนจะหมุนดวยความเร็ว 25 รอบ/นาที ในการทดสอบดวย
Apparatus 2 ยาที่จะทดสอบจะตองจมอยูที่กนของภาชนะที่บรรจุ dissolution medium เพื่อผลการทดสอบที่ถูกตอง แตกรณีที่ยาไมจมน้ํา
เชน ยาแคปซูล จะตองใชเสนลวด platinum ถวงใหยาจม แลวเก็บตัวอยางสารละลาย ณ เวลาที่กาหนด กรอง และวิเคราะหปริมาณสาร
                                                                                                    ํ
           Apparatus 3 (Reciprocating cylinder)
           เครื่องมือประกอบดวยภาชนะแกวทรงกระบอกที่ใชบรรจุ dissolution medium มีความจุ 100-300 ml และภาชนะทรงกระบอกที่
เคลื่อนที่ข้นลงไดตามแนวดิ่งสําหรับบรรจุตัวอยางยาที่จะทดสอบ
            ึ                                                             เครื่องมือชนิดนี้นิยมใชทดสอบตํารับยาออกฤทธิ์นานที่เปนแบบ
microparticle
           Apparatus 4 (Flow-through cell)
           เครื่องมือประกอบดวย flow cell ที่เปนที่บรรจุตัวอยางยา จะมีการปลอย dissolution medium ใหไหลเขาผานตัวอยางยาที่อยูใน
flow cell ดวยอัตราเร็ว 4 – 16 ml/นาที เครื่องมือชนิดนี้ใชสําหรับทดสอบตํารับยาออกฤทธิ์นานหรือยาที่มีคาการละลายต่ํามาก
แลวเก็บตัวอยางสารละลายที่ผานออกมา ณ เวลาที่กําหนด กรอง และวิเคราะหหาปริมาณสาร
           Apparatus 5 (Paddle over disk)
           เครื่องมือชนิดนี้ใชทดสอบการละลายของยาเตรียมที่ใชภายนอกรางกาย เชน ครีม ยาขี้ผึ้ง รวมไปถึงระบบนําสงยาทางผิวหนังที่
เปนแผนแปะ โดยตัวอยางยาที่จะทําการทดสอบจะถูกยึดติดอยูกับตัวจับไวที่กนภาชนะที่บรรจุ dissolution medium ซึ่งยาจะสัมผัสกับ
dissolution medium เพียงดานเดียว และมีใบพายเหมือนกับ Apparatus 2 มีการควบคุมอุณหภูมิของ dissolution medium ไวที่ 32°C
และจะตองกําหนดใหพื้นที่ผิวของยาเทากันทุกครั้ง แลวจึงเก็บตัวอยาง สารละลาย ณ เวลาที่กําหนด กรอง และวิเคราะหหาปริมาณสาร
ดังนั้นในสภาวะการศึกษานี้สามารถวัดปริมาณยา ที่ละลายตอหนึ่งหนวยเวลา และปริมาณยาที่ละลายออกมาตอหนึ่งหนวยพื้นที่ผิวได
           Apparatus 6 (Rotating cylinder)
           ใชสําหรับทดสอบการละลายของระบบนําสงยาทางผิวหนัง เปนการดัดแปลงมาจาก Apparatus 1 โดยจะเปลี่ยนจากตะกราเปน
โลหะทรงกระบอกที่ใชเปนที่ยึดตัวอยางยาที่จะทดสอบ
           Apparatus 7 (Reciprocating holder)
           ประกอบดวยแกนที่เอาไวยึดตัวอยางยาที่จะทําการทดสอบ แกนยึดตัวอยางนี้จะจุมอยูในภาชนะบรรจุ dissolution medium
ปริมาตรตั้งแต 20 – 275 ml และจะเคลื่อนที่ขึ้นลงดวยความถี่ 30 ครั้ง/นาที ใชทดสอบระบบนําสงยาทางผิวหนัง




                                                                                                                                      7
รูปที่ 6 เครื่องมือทดสอบการละลายแบบตางๆตาม United State Pharmacopoeia

ความสําคัญของการทดสอบการละลาย
การควบคุมคุณภาพ
            ในเภสัชตํารับตางๆจะกําหนดใหการทดสอบการละลายเปนสวนหนึ่งในการควบคุมคุณภาพของเภสัชภัณฑ โดยเฉพาะอยางยิ่ง
ในยาเตรียมที่เปนของแข็ง โดยใน monograph ของยาแตละชนิดจะมีการกําหนดรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทดสอบการละลายของยา
ชนิดนั้นเอาไว ไดแก ชนิดของเครื่องมือ, ชนิดและปริมาณของ dissolution medium, อัตราเร็วในการหมุนของ basket หรือ paddle,
วิธการวิเคราะหปริมาณยาที่ละลาย
     ี
การละลาย การดูดซึม และชีวประสิทธิผล
            เมื่อยาเตรียมเขาไปถึงบริเวณที่จะเกิดการดูดซึม ยาเตรียมจะตองปลดปลอยตัวยาสําคัญออกมา จากนั้นรางกายจึงจะดูดซึมยา
เขาสูรางกายได ในกรณีของยาเตรียมชนิดรับประทาน เชน ยาเม็ด ขั้นตอนแรกยาเม็ดที่เปนของแข็งจะตองละลายจนอยูในรูปสารละลาย
กอน และขั้นตอนตอมายาที่อยูในรูปแบบสารละลายจะถูกดูดซึมจากทางเดินอาหารเขาสูระบบหมุนเวียนเลือด เพราะฉะนั้นความเร็วที่ยา
จะเขาสูกระแสเลือดจะถูกกําหนดโดยขั้นตอนที่ชากวาขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งที่กลาวมา ซึ่งเรียกวา Rate-limiting step
            สําหรับยาที่มีคุณสมบัติชอบน้ํา (hydrophilic) เชน ยาที่เปนเกลือที่ละลายน้ําไดดี การละลายน้ําของยาประเภทนี้จะเกิดขึ้นได
อยางรวดเร็ว เพราะฉะนั้นขั้นตอนที่เปน rate-limiting step คือขั้นตอนการดูดซึม บางกรณีสารละลายของตัวยาที่ยงไมถูกดูดซึมอาจถูก
                                                                                                                  ั
กําจัดออกไปจากบริเวณที่จะถูกดูดซึมกอนที่ยาจะถูกดูดซึมก็ได           เพราะการดูดซึมเกิดขึ้นไดชา     สวนยาที่มีคุณสมบัติไมชอบน้ํา
(hydrophobic) ขั้นตอนการละลายจะเปน rate-limiting step เพราะฉะนั้นคาชีวประสิทธิผล (bioavailability) หรือปริมาณยาที่ถูกดูดซึมเขา
สูรางกายของยาประเภทนี้จะถูกกําหนดโดยอัตราเร็วในการละลาย ซึ่งการปรับปรุงอัตราเร็วในการละลายของยาสามารถทําไดโดยการ
เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของตัวยาหรือสวนประกอบในตํารับยา เพื่อใหตํารับที่ไดมีคาชีวประสิทธิผลสูงที่สุด

                                                    บรรณานุกรม
ดวงดาว ฉันทศาสตร (2551). สารละลายและหลักการละลาย. บริษัท ประชาชน จํากัด: กรุงเทพฯ
The Official Compendia of Standards U.S.Pharmacopeia 24 and National Formulary 19 (2000). The United States
Pharmacopeia Convention, Inc.: Washington, D.C.




                                                                                                                                   8

Dissolution2555

  • 1.
    การละลาย (Dissolution) อ.ภญ. ศุภกัญญา ตันตระบัณฑิตย ดร.ภญ.ปลันธนา เลิศสถิตธนกร ยาเตรียมเกือบทุกรูปแบบ ยกเวนยาน้ําใส ตัวยาสําคัญจะตองละลายอยูในตัวทําละลายที่อยูในบริเวณที่ยาจะเกิดการดูดซึม เชน น้ําลาย หรือของเหลวในกระเพาะและลําไส จึงจะถูกดูดซึมเขาสูรางกายได เพราะฉะนั้นการละลายของตัวยา (dissolution) โดย เฉพาะตัวยาที่อยูในสถานะของแข็งและกึ่งแข็ง จึงมีผลตอการดูดซึมและการออกฤทธิ์ของยา เมื่อยาเม็ดอยูในทางเดินอาหาร เม็ดยาจะแตกตัว (disintegration) เปนกลุมอนุภาคที่ประกอบดวยอนุภาคเล็กๆจับกลุมกันอยู (granule) จากนั้นกลุมอนุภาคจะแยกตัว (deaggregation) กลายเปนอนุภาคเดี่ยว (fine particle) ซึ่งอนุภาคเดี่ยวจะเกิดการละลายใน ของเหลวที่มีอยูในทางเดินอาหารจนอยูในรูปสารละลาย (solution) แลวถูกดูดซึมจากทางเดินอาหารเขาสูระบบหมุนเวียนโลหิตตอไป ดังแสดงในรูปที่ 1 รูปที่ 1 ขั้นตอนการละลายของยาเตรียมรูปแบบของแข็ง การละลายของอนุภาคของแข็ง การละลายของของแข็งในของเหลวจะเกี่ยวของกับการถายเทสสารจากรูปของแข็งเปนรูปของเหลว วิธีการในการ ถายเท สสารแบงเปน 2 ขั้นตอน คือ ปฏิกิริยาระหวางผิว (interfacial reaction) ซึ่งเปนการปลอยโมเลกุล ตัวถูกละลายออก ากสารใน สถานะของแข็งจนไดเปนโมเลกุลของตัวถูกละลายอิ่มตัวในตัวทําละลาย จากนั้นโมเลกุลของ ตัวถูกละลายเหลานั้นจะถูกสงไปยังตัวทํา ละลายกลางโดยอาจสงดวยวิธีการแพร (diffusion) หรือการพา (convection) ก็ได ซึ่งจะเกิดการเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเขมขนของ ตัวถูกละลายมากไปยังบริเวณที่มีความเขมขนเจือจาง เมื่อนําผงยาไปกระจายตัวในตัวทําละลาย สามารถอธิบายไดดวย diffusion layer model ดังแสดงในรูปที่ 2 คือ แตละอนุภาค ของผงยาจะตองถูกลอมรอบดวยตัวทําละลายเปนชั้นบางๆ เรียกกวา stagnant layer หรือ diffusion layer ชั้นนี้จะยึดติดกับ อนุภาคตลอดไมวาอนุภาคจะเกิดการเคลื่อนที่ไปที่ใดก็ตาม มีความหนาเทากับ h ความเขมขนของสารในตําแหนงที่ติดกับผิวอนุภาค (Cs) คือความเขมขนอิ่มตัวของสารในตัวทําละลายชนิดนั้นนั่นเอง และในตําแหนงที่หางจากผิวอนุภาคออกมา ความเขมขนของสารในชั้น ของเหลวจะลดลงเรื่อยๆจนกระทั้งเมื่อถึงผิวนอกของ diffusion layer จะเปนชั้นของตัวทําละลายกลางที่เปนเนื้อเดียวกัน ความเขมขนของ สารจะคงที่และเทากันทุกสวน ซึ่งจะเทากับความเขมขนของสารในตัวทําละลายทั้งหมด ณ เวลานั้น (Cb) ความแตกตางระหวางความ เขมขนของทั้งสองตําแหนง จะมีอิทธิพลตออัตราเร็วในการละลาย คือ ถาความเขมขนตางกันมาก อัตราเร็วในการละลายก็จะสูงตามไป ดวย นอกจากนี้การคนมีผลตอความหนาของชั้น diffusion layer โดยเมื่อคนสารละลายดวย ความเร็วมากๆ ความหนาของชั้นนี้จะบางลง แตถาคนเบาๆชั้นนี้ก็จะหนา 1
  • 2.
    รูปที่ 2 Diffusionlayer model Noyes-Whitney relationship Noyes และ Whitney ไดสรางสมการเพื่ออธิบายอัตราการละลายของอนุภาคของแข็ง ดังนี้ dM DS = ( )(Cs − C b ) (1) dt h กําหนดให M = ปริมาณสารที่ละลาย (mg หรือ mmole) t = เวลา (วินาที) D = Diffusion coefficient (cm2/sec) S = พื้นที่ผิวของอนุภาค (cm2) h = ความหนาของชั้น diffuse layer Cs = ความเขมขนของสารที่ผิวอนุภาค หรือคาการละลายของสาร Cb = ความเขมขนของสารในสารละลาย เมื่อตองการทราบการเปลี่ยนแปลงความเขมขนของสารละลายที่เวลาตางๆ (dC/dt) จะตองเพิ่มตัวแปรปริมาตร (V, cm3) ลงไป ในสมการ dC DS = ( )(Cs − C b ) (2) dt Vh ในกรณีท่ความเขมขนของสารในสารละลาย (Cb) ต่ํากวาคาการละลายของสาร (Cs) มาก เรียกสภาวะเชนนี้วา sink condition ี คาของตัวแปร Cb จะถือวานอยมากจนตัดทิ้งได dM DSCs =( ) (3) dt h เมื่อทําการอินทิเกรทสมการ (3) จะทําใหสามารถหาปริมาณสารที่ละลาย ณ เวลาตางๆได DSCs M=( )t (4) h ความเขมขนของสารละลาย ณ เวลาตางๆ DSCs C=( )t (5) Vh จากสมการ (4) เมื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธระหวางปริมาณสารที่ละลายกับเวลา ในสภาวะ sink condition จะไดกราฟ เสนตรง แตในสภาวะ non-sink condition จะไดกราฟเสนโคงที่มีความชันลดลงเรื่อยๆเมื่อเวลาผานไป (อัตราเร็วในการละลายลดลง) 2
  • 3.
    รูปที่ 3 ความสัมพันธระหวางปริมาณสารที่ละลายกับเวลาในสภาวะ sink condition และ non-sink condition ตัวอยาง จงหาอัตราการละลายของตัวยาที่มีคุณสมบัติ ดังนี้ surface area = 2.5x103 cm2 saturated solubility = 0.35 mg/ml (at 25 oC) diffusion coefficient = 1.75 x 10-7 cm2/s thickness of diffusion layer = 1.25 μm conc. of drug in bulk = 2.1 x 10-4 mg/ml Hixson-Crowell cube-root relationship จากสมการของ Noyes และ Whitney จะถือวาพื้นที่ผิว (S) คงที่ตลอดกระบวนการละลาย ซึ่งจะเปนจริงสําหรับรูปแบบยาเตรียม บางประเภทเทานั้น เชน แผนแปะผิวหนัง (transdermal patch) แตในขณะที่อนุภาคของยาจากยาเม็ด แคปซูล หรือยาน้ําแขวนตะกอน จะ มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆเมื่อยาเกิดการละลาย ซึ่งทําใหพื้นที่ผิวลดลงตามไปดวย ทําใหสมการของ Noyes-Whitney equation ไมถูกตองใน ทุกสถานการณ ดวยเหตุนี้ Hixson และ Crowell จึงไดปรับปรุงสมการของ Noyes และ Whitney ไดดังนี้ M1/3 − M1/3 = Kt 0 t กําหนดให M0 = น้ําหนักสารที่เวลาเริ่มตน Mt = น้ําหนักสารที่เวลาใด K = cube-root dissolution rate constant สมการนี้จะถูกตองเมื่ออนุภาคของสารมีขนาดใกลเคียงกัน 3
  • 4.
    ปจจัยที่มีผลตออัตราการละลายของยา 1. คุณสมบัติของยา 1.1 การแตกตัวของยา ตัวยาที่มีคุณสมบัติเปนเกลือที่แตกตัวในน้ําไดดีจะเกิดการละลายไดเร็ว แตอยางไรก็ตามการละลายของสารประเภทนี้จะขึ้นอยู กับความเขมขนของ counter-ion หรือคา ionic strength ของตัวทําละลายดวย ถาตัวทําละลายมีคา ionic strength สูง อัตราเร็วในการ ละลายก็จะลดต่ําลง นอกจากนี้การละลายยังขึ้นกับคา pH ของสภาวะแวดลอมดวย เชน ในกระเพาะอาหารจะมี pH 1.5-3.0 สวนในลําไส เล็กตอนตนมี pH 5.0-7.0 ตัวยาที่เปนดางออนจะละลายไดดีในสภาวะที่เปนกรดในกระเพาะอาหาร เนื่องจากยาจะแตกตัวเปนไอออนไดดี ซึ่งตรงกันขามกับยาที่เปนกรดออนจะละลายไดดีท่ลําไสเล็ก แตสิ่งสําคัญประการหนึ่งคือยาจะละลายไดดีเมื่อเกิดการแตกตัว แตรางกายจะ ี ดูดซึมยาที่อยูในรูปที่ไมแตกตัวไดดีกวา เพราะฉะนั้นยาที่เปนดางออนจะละลายไดดีที่กระเพาะอาหาร แตจะไปถูกดูดซึมไดดีที่ลําไสเล็ก 1.2 ขนาดและพื้นที่ผิวของอนุภาคยา จากสมการของ Noyes-Whitney แสดงใหเห็นวาอัตราเร็วการละลายจะแปรผันตรงกับพื้นที่ผิวของอนุภาคยา ถาอนุภาคมีขนาด เล็กลงจะทําใหพื้นที่ผิว (effective surface area) เพิ่มขึ้น ซึ่งก็จะทําใหอัตราเร็วการละลายเพิ่มขึ้นนั่นเอง กรณีของยาที่ละลายน้ําไดนอย การลดขนาดอนุภาคจะเพิ่มอัตราเร็วการละลายไดอยางมีนัยสําคัญ และทําใหคาชีวประสิทธิผลมากขึ้นตามไปดวย ตัวอยางของยาประเภท นี้ เชน nitrofurantoin, griseofulvin, chloramphenicol 1.3 รูพรุนของอนุภาค (porosity of solid particles) อัตราเร็วของการละลายจากพื้นที่ผิวภายในรูพรุนจะต่ํากวาอัตราเร็วจากพื้นที่ผิวภายนอก เพราะระยะทางสําหรับการแพรจะไกล กวาและนานกวา แตถารูพรุนมีขนาดเล็กกวาขนาดของโมเลกุลของตัวทําละลาย รูพรุนจะไมมผลตออัตราเร็วในการละลาย เนื่องจากตัวทํา ี ละลายจะไมสามารถผานเขาไปไดในรูพรุนนั้นได 1.4 สารพหุสัณฐาน (polymorphism) สารบางชนิดมีหลายสัณฐาน ซึ่งจะมีรูปผลึกแตกตางกันไปเปนผลใหเกิดความแตกตางของอัตราการละลาย ถาเลือกรูปผลึกที่ ละลายน้ําไดดีมาเตรียมตํารับก็จะไดตํารับที่ละลายเร็วและดูดซึมไดดี ผงยาที่เปนแบบ crystalline จะละลายไดชากวาแบบ amorphous เพราะจะตองใชพลังงานที่สูงกวาเพื่อทําลายแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล ผงยาที่ผานการทําใหแหงดวยวิธี freeze-dried จะเปนแบบ amorphous และมีลักษณะที่ฟเบาจึงสามารถละลายน้ําไดเร็วมาก ผงยาที่อยูในรูปแบบ hydrate มักจะละลายไดดีกวารูปแบบ anhydrous ู 2. สมบัติของตัวทําละลาย 2.1 ความหนืดของตัวทําละลาย ถาตัวทําละลายมีความหนืดสูง จะทําใหอัตราการแพรของตัวถูกละลายชาลง และทําใหอัตราการละลายลดลงตามไปดวย 2.2 สารลดแรงตึงผิว สารละลายที่มีสารลดแรงตึงผิวเปนองคประกอบ มีผลชวยเพิ่มอัตราการละลายอยางมาก โดยเฉพาะอยางยิ่งกรณีของผงยาที่ เปยกน้ํายาก เนื่องจากสารลดแรงตึงผิวจะลดแรงตึงผิวระหวางผิว (interfacial tension) ของอนุภาคผงยาและผิวของตัวทําละลาย ทําใหตัว ทําละลายสามารถเกาะติดหรือเปยกผิวของอนุภาคของแข็งดีขึ้น และตัวทําละลายสามารถแทรกซึมเขาสูผิวอนุภาคผงยางายขึ้น อัตราการ ละลายก็เพิ่มขึ้นดวย 2.3 ชนิดและจํานวนโมเลกุลของตัวทําละลายที่จับกับโมเลกุลของยาในรูปโซลเวต ถาตัวทําละลายเปนน้ําเรียกวา รูปไฮเดรต เชน ออกซีเฟนบิวทาโซนที่มีตัวทําละลายจับอยูในรูปโซลเวต จะมีการละลายแตกตางกัน ดังแสดงในตารางที่ 1 ตารางที่ 1 อัตราการละลายของยาออกซีเฟนบิวทาโซนในรูปซอลเวตตางๆ Oxyphenbutazone ในรูปซอลเวตตางๆ อัตราการละลาย (มก./นาที ตร.ซม) Benzene solvate 21.05 + 0.02 Cyclohexane solvate 18.54 + 0.47 Anhydrous 14.91 + 0.47 Hemihydrate 17.01 + 0.78 Monohydrate 9.13 + 0.23 4
  • 5.
    3. รูปแบบยาเตรียม 3.1 ยาเตรียมรูปแบบของแข็ง สําหรับยาเม็ดกระบวนการละลายจะขึ้นอยูกับการแตกตัว (disintergration) จนกลายเปนอนุภาคเล็กๆ ในตํารับยาเม็ดจะตองมี การเติมสารชวยยึดเกาะ (binding agent) เพื่อใหผงยามีแรงยึดเกาะ สามารถจับกันเปนเม็ดเมื่อไดรับแรงตอก เชน polyvinylpyrrolidone, sodium carboxymethylcellulose สารพวกนี้สามารถเพิ่มอัตราการละลายของตัวยาไดโดยกลไกที่ทําใหผงยาเปยกน้ําไดดีขึ้น สวนการใช สารเพิ่มปริมาณในยาเม็ด (diluent) เชน starch หรือ lactose ก็สามารถเพิ่มอัตราการละลายของยาที่ไมชอบน้ําไดเชนกัน เพราะสารเพิ่ม ปริมาณจะไปเพิ่มพื้นที่ผิว ทําใหยาสัมผัสกับตัวทําละลายไดมากขึ้น แตการใชสารหลอลื่น (lubricating agent) เชน stearic acid หรือ magnesium stearate จะลดอัตราการละลายของยา เพราะสารเหลานี้มีคุณสมบัตไมชอบน้ํา จึงไปทําใหตัวทําละลายสัมผัสกับยาไดนอยลง ิ 3.2 ยาน้ําแขวนตะกอนและอิมัลชั่น กรณีของยาน้ําแขวนตะกอน ขั้นตอนการละลายเปน rate-limiting step ของการดูดซึมยาในทางเดินอาหาร มีปจจัยสําคัญที่สงผล ตอการละลายของยาจากยาน้ําแขวนตะกอน เชน การตกตะกอนและจับกลุมกันของผงยา จะทําใหขนาดอนุภาคของยาใหญขึ้น สงผลให อัตราการละลายลดลง การเปลี่ยนรูปผลึกเมื่อเก็บยาน้ําแขวนตะกอนไวเปนเวลานาน อาจทําใหไดรูปผลึกที่มคุณสมบัติการละลายที่ ี แตกตางไปจากเดิมไดซึ่งมีแนวโนมที่จะละลายไดนอยลง ความหนืดของยาน้ําแขวนตะกอนและอิมัลชั่นจะมีผลตออัตราการละลาย เนื่องจากเมื่อความหนืดเพิ่มขึ้น สารจะเกิดการแพรได นอยลง หรือมีคา diffusion coefficient นอยลงนั่นเอง ยาน้ําแขวนตะกอนสําหรับฉีดเขากลามเนื้อหรือฉีดใตผวหนังบางชนิดจะมีความหนืด ิ สูง เพื่อที่เมื่อฉีดเขาไปแลวจะทําใหตัวยาละลายออกมาอยางชาๆและใหผลการรักษาตอเนื่องเปนเวลานาน 3.3 ยาเตรียมกึ่งแข็ง ยาเตรียมประเภทยาเหน็บ ครีม เจล ขี้ผึ้ง ยาพื้น (Base) ของในตํารับประเภทนี้มีทั้งชนิดที่ชอบน้ําและไมชอบน้ํา เพราะฉะนั้น การละลายของตัวยาจากตํารับจะขึ้นกับชนิดของยาพื้นดวย 4. สภาวะของรางกาย 4.1 Gastric emptying and Intestinal transit time สิ่งตางๆที่รับประทานเขาไปจะใชเวลาในการเคลื่อนที่ผานกระเพาะอาหารนาน 15 นาทีจนถึง 2 ชั่วโมง ขึ้นอยูกับลักษณะของสิ่ง ที่รับประทาน และขึ้นกับการมีหรือไมมของอาหารที่อยูในกระเพาะ ซึ่งระยะเวลาดังกลาวจะมีผลตอการละลายของยาเตรียมรูปแบบ ี ของแข็ง เชน กรณีของตัวยาที่ละลายไดดีในสภาวะกรด ถาไดอยูในกระเพาะอาหารเปนเวลานานก็จะละลายไดเร็ว นอกจากนี้อาหารที่อยู ในกระเพาะจะมีผลตอความหนืด ซึ่งมีผลตออัตราการละลายได ยาสวนมากจะถูกดูดซึมไดดีที่ลําไสเล็กสวน duodenum และ jejunum เพราะฉะนั้นระยะเวลาที่ยาอยูในลําไสเล็กสวนนี้ก็จะมีผล ตอการละลายและปริมาณยาที่จะถูกดูดซึมดวย โดยปรกติแลวระยะเวลาที่วัตถุจะเคลื่อนที่ผานลําไสเล็กสวนนี้จะใชเวลา 1-4 ชั่วโมง 4.2 ความเปนกรดดางในทางเดินอาหาร ในทางเดินอาหารแตละตําแหนงจะมีคา pH ที่แตกตางกันไป ซึ่งจะมีผลตอการละลายของยาที่เปนกรดออนหรือดางออน ใน กระเพาะอาหารชวงที่ไมมีอาหารมีคาประมาณ 1.2 แตเมื่อรับประทานอาหารเขาไปจะเพิ่มเปน 3.5 หรือสูงกวาขึ้นกับชนิดและปริมาณ อาหาร ยาที่เปนกรดออนจะละลายไมดีในสภาวะกรด แตยาที่เปนดางออนจะแตกตัวและละลายไดดีในสภาวะกรด 5. ความเขมขนของตัวยาในสารละลาย ถาความเขมขนของตัวถูกละลายมีปริมาณต่ํา อัตราเร็วการละลายจะสูง แตถาความเขมขนตัวถูกละลายเพิ่มขึ้น จะมีผลทําให อัตราเร็วของการละลายลดต่ําลง ดังรูปที่ 4 5
  • 6.
    รูปที่ 4 ความสัมพันธระหวางอัตราการละลายและเปอรเซ็นตความเขมขนของตัวยาchlorpropamide urea ในสารละลาย 6. การคน แรงที่คนสารละลายจะชวยลดความหนาของฟลม (h) และยังชวยนําเอาตัวทําละลายใหมๆจาก bulk solution มาสัมผัสกับ diffusion layer ดังนั้นแรงที่ใชคนหรือเขยาสารละลายจึงมีผลอยางมากตออัตราเร็วของการละลาย 7. อุณหภูมิ การเพิ่มอุณหภูมิจะชวยเพิ่มคาการละลายของสารบางอยางโดยการดูดความรอนไปใช (positive heat) ซึ่งมีผลใหเพิ่มอัตราเร็ว ของการละลาย ในทางตรงขาม การลดอุณหภูมิอาจใชในการเพิ่มอัตราการละลายของสารบางชนิด โดยการคายความรอนออกมา (negative heat) 8. การใชคลื่นที่มความถี่สูง ี คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถสั่นสะเทือนผงยา ทําใหอนุภาคแตกตัวไดงาย และยังทําใหโมเลกุลของตัวถูกละลายเคลื่อนที่ไดเร็ว สงผลใหอัตราเร็วการละลายเพิ่มขึ้น เครื่องสรางคลื่นเสียงความถี่สูงเรียกวาเครื่อง Ultra-sonicator การทดสอบการละลาย (Dissolution testing) ในเภสัชตํารับเลมตางๆจะระบุวิธีการทดสอบการละลายของเภสัชภัณฑเอาไว การทดสอบการละลายเปนวิธีการทดสอบแบบ in vitro เพื่อดูผลวาเมื่อรับประทานยาเขาสูรางกายแลว ยาเตรียมนั้นนาจะมีการละลายและดูดซึมเขาสูรางกายไดดีมากนอยเพียงใด เปน วิธีการที่สะดวกและประหยัดกวาการทดสอบในรางกายมนุษยแบบ in vivo (การทดสอบภายในรางกาย) การทดสอบการละลายจะเปน หัวขอหนึ่งในการควบคุมคุณภาพเภสัชภัณฑในรูปแบบของแข็ง เชน ยาเม็ด ยาเม็ดเคลือบ ยาแคปซูล ยาเหน็บ รวมไปถึงยาน้ําแขวน ตะกอน และระบบนําสงยาแบบตางๆดวย หลักการทดสอบการละลาย คือ นํายาเตรียมไปละลายในของเหลวที่เตรียมขึ้นเพื่อจําลองแบบ ของเหลวในทางเดินอาหาร (dissolution medium) และทําในสภาวะที่จําลองแบบใหคลายกับภายในทางเดินอาหาร รูปที่ 5 เครื่องมือทดสอบการละลาย (Dissolution apparatus) 6
  • 7.
    เครื่องมือและวิธีการทดสอบการละลาย Apparatus 1 (Rotating basket) เปนชนิดที่ใชมากในเภสัชตํารับเพื่อวัดอัตราการละลายของยาเม็ด ยาแคปซูลหรือยาเหน็บที่มความหนา แนนต่ํา ซึ่งจะไมจมใน ี dissolution medium รวมไปถึงยาที่ละลายไดชาดวย โดยจะบรรจุยาที่จะทดสอบ การละลายไวในตะกราทรงกระบอกทําจากโลหะปลอด สนิมที่ตอกับแกนหมุน มีความทนทานตอสารละลายกรดที่ใชระหวางการทดสอบ ซึ่งจุมอยูในภาชนะกนกลมหรือกนแบนที่บรรจุ dissolution medium ตะกราจะหมุน ดวยความเร็วรอบคงที่ อยางไรก็ตามสภาวะที่ใชในการทดสอบนี้อาจแตกตางกันไปสําหรับยาแตละตัว ใหยดตาม monograph ของยาตัวนั้นๆเปนสําคัญ ตัวอยาง เชน 0.1 M HCl ปริมาตร 900 ml ที่ควบคุมอุณหภูมไวที่ 37°C ตะกราหมุน ึ ิ ดวยความเร็ว 100 รอบ/นาที ในระหวางการทดสอบจะมีการเก็บตัวอยางสารละลาย ณ เวลาที่ กําหนด กรองแลวนําไปวิเคราะหหาปริมาณ ตัวยาที่ละลายออกมา Apparatus 2 (Paddle) มีลกษณะคลายกับ Apparatus 1 ยกเวนสวนของตะกราจะเปลี่ยนเปนใบพาย ใบพายจะถูกเคลือบดวยวัสดุที่เฉื่อยตอปฏิกิรยา ั ิ เชน Teflon และจะไดรับออกแบบใหมรูปทรงที่เหมาะสม เพื่อให dissolution medium ที่ถูกกวนไหลอยางเปนระเบียบ ในการทดสอบยา ี เม็ดใบพายจะหมุนดวยความเร็ว 50 รอบ/นาที สวนการทดสอบยาน้ําแขวนตะกอนจะหมุนดวยความเร็ว 25 รอบ/นาที ในการทดสอบดวย Apparatus 2 ยาที่จะทดสอบจะตองจมอยูที่กนของภาชนะที่บรรจุ dissolution medium เพื่อผลการทดสอบที่ถูกตอง แตกรณีที่ยาไมจมน้ํา เชน ยาแคปซูล จะตองใชเสนลวด platinum ถวงใหยาจม แลวเก็บตัวอยางสารละลาย ณ เวลาที่กาหนด กรอง และวิเคราะหปริมาณสาร ํ Apparatus 3 (Reciprocating cylinder) เครื่องมือประกอบดวยภาชนะแกวทรงกระบอกที่ใชบรรจุ dissolution medium มีความจุ 100-300 ml และภาชนะทรงกระบอกที่ เคลื่อนที่ข้นลงไดตามแนวดิ่งสําหรับบรรจุตัวอยางยาที่จะทดสอบ ึ เครื่องมือชนิดนี้นิยมใชทดสอบตํารับยาออกฤทธิ์นานที่เปนแบบ microparticle Apparatus 4 (Flow-through cell) เครื่องมือประกอบดวย flow cell ที่เปนที่บรรจุตัวอยางยา จะมีการปลอย dissolution medium ใหไหลเขาผานตัวอยางยาที่อยูใน flow cell ดวยอัตราเร็ว 4 – 16 ml/นาที เครื่องมือชนิดนี้ใชสําหรับทดสอบตํารับยาออกฤทธิ์นานหรือยาที่มีคาการละลายต่ํามาก แลวเก็บตัวอยางสารละลายที่ผานออกมา ณ เวลาที่กําหนด กรอง และวิเคราะหหาปริมาณสาร Apparatus 5 (Paddle over disk) เครื่องมือชนิดนี้ใชทดสอบการละลายของยาเตรียมที่ใชภายนอกรางกาย เชน ครีม ยาขี้ผึ้ง รวมไปถึงระบบนําสงยาทางผิวหนังที่ เปนแผนแปะ โดยตัวอยางยาที่จะทําการทดสอบจะถูกยึดติดอยูกับตัวจับไวที่กนภาชนะที่บรรจุ dissolution medium ซึ่งยาจะสัมผัสกับ dissolution medium เพียงดานเดียว และมีใบพายเหมือนกับ Apparatus 2 มีการควบคุมอุณหภูมิของ dissolution medium ไวที่ 32°C และจะตองกําหนดใหพื้นที่ผิวของยาเทากันทุกครั้ง แลวจึงเก็บตัวอยาง สารละลาย ณ เวลาที่กําหนด กรอง และวิเคราะหหาปริมาณสาร ดังนั้นในสภาวะการศึกษานี้สามารถวัดปริมาณยา ที่ละลายตอหนึ่งหนวยเวลา และปริมาณยาที่ละลายออกมาตอหนึ่งหนวยพื้นที่ผิวได Apparatus 6 (Rotating cylinder) ใชสําหรับทดสอบการละลายของระบบนําสงยาทางผิวหนัง เปนการดัดแปลงมาจาก Apparatus 1 โดยจะเปลี่ยนจากตะกราเปน โลหะทรงกระบอกที่ใชเปนที่ยึดตัวอยางยาที่จะทดสอบ Apparatus 7 (Reciprocating holder) ประกอบดวยแกนที่เอาไวยึดตัวอยางยาที่จะทําการทดสอบ แกนยึดตัวอยางนี้จะจุมอยูในภาชนะบรรจุ dissolution medium ปริมาตรตั้งแต 20 – 275 ml และจะเคลื่อนที่ขึ้นลงดวยความถี่ 30 ครั้ง/นาที ใชทดสอบระบบนําสงยาทางผิวหนัง 7
  • 8.
    รูปที่ 6 เครื่องมือทดสอบการละลายแบบตางๆตามUnited State Pharmacopoeia ความสําคัญของการทดสอบการละลาย การควบคุมคุณภาพ ในเภสัชตํารับตางๆจะกําหนดใหการทดสอบการละลายเปนสวนหนึ่งในการควบคุมคุณภาพของเภสัชภัณฑ โดยเฉพาะอยางยิ่ง ในยาเตรียมที่เปนของแข็ง โดยใน monograph ของยาแตละชนิดจะมีการกําหนดรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทดสอบการละลายของยา ชนิดนั้นเอาไว ไดแก ชนิดของเครื่องมือ, ชนิดและปริมาณของ dissolution medium, อัตราเร็วในการหมุนของ basket หรือ paddle, วิธการวิเคราะหปริมาณยาที่ละลาย ี การละลาย การดูดซึม และชีวประสิทธิผล เมื่อยาเตรียมเขาไปถึงบริเวณที่จะเกิดการดูดซึม ยาเตรียมจะตองปลดปลอยตัวยาสําคัญออกมา จากนั้นรางกายจึงจะดูดซึมยา เขาสูรางกายได ในกรณีของยาเตรียมชนิดรับประทาน เชน ยาเม็ด ขั้นตอนแรกยาเม็ดที่เปนของแข็งจะตองละลายจนอยูในรูปสารละลาย กอน และขั้นตอนตอมายาที่อยูในรูปแบบสารละลายจะถูกดูดซึมจากทางเดินอาหารเขาสูระบบหมุนเวียนเลือด เพราะฉะนั้นความเร็วที่ยา จะเขาสูกระแสเลือดจะถูกกําหนดโดยขั้นตอนที่ชากวาขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งที่กลาวมา ซึ่งเรียกวา Rate-limiting step สําหรับยาที่มีคุณสมบัติชอบน้ํา (hydrophilic) เชน ยาที่เปนเกลือที่ละลายน้ําไดดี การละลายน้ําของยาประเภทนี้จะเกิดขึ้นได อยางรวดเร็ว เพราะฉะนั้นขั้นตอนที่เปน rate-limiting step คือขั้นตอนการดูดซึม บางกรณีสารละลายของตัวยาที่ยงไมถูกดูดซึมอาจถูก ั กําจัดออกไปจากบริเวณที่จะถูกดูดซึมกอนที่ยาจะถูกดูดซึมก็ได เพราะการดูดซึมเกิดขึ้นไดชา สวนยาที่มีคุณสมบัติไมชอบน้ํา (hydrophobic) ขั้นตอนการละลายจะเปน rate-limiting step เพราะฉะนั้นคาชีวประสิทธิผล (bioavailability) หรือปริมาณยาที่ถูกดูดซึมเขา สูรางกายของยาประเภทนี้จะถูกกําหนดโดยอัตราเร็วในการละลาย ซึ่งการปรับปรุงอัตราเร็วในการละลายของยาสามารถทําไดโดยการ เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของตัวยาหรือสวนประกอบในตํารับยา เพื่อใหตํารับที่ไดมีคาชีวประสิทธิผลสูงที่สุด บรรณานุกรม ดวงดาว ฉันทศาสตร (2551). สารละลายและหลักการละลาย. บริษัท ประชาชน จํากัด: กรุงเทพฯ The Official Compendia of Standards U.S.Pharmacopeia 24 and National Formulary 19 (2000). The United States Pharmacopeia Convention, Inc.: Washington, D.C. 8