수분 활성도는 식품 산업에서 제품 안전과 품질을 관리하는 데 널리 사용되고 인정받고 있습니다.
제약 산업에서는 수분 활성도가 동일한 효능을 갖는 것으로 잘 알려져 있지만, 아직 의약품 출시 프로그램의 필수 요소로 인정받지는 못했습니다.
제약 분야에서 수분 활성도 적용에 대한 정보 제공을 위한 USP 1112는 2006년부터 발간되었지만, 표준 운영 절차(SOP)나 검증 지침은 포함되어 있지 않았습니다.
이러한 한계를 해소하기 위해 USP는 수분 활성도 측정을 위한 공식 방법으로 USP 922 수분 활성도를 개발했으며, 이를 통해 제약 품질 프로그램의 필수 요소로서 수분 활성도 구현이 더욱 촉진되기를 기대합니다.
USP 922와 USP 1112는 모두 수분 활성도의 잠재적 응용 분야를 강조합니다.
여기에는 안정성 제어, 미생물 위험 방지, 최적화된 제형, 고결 및 응집 감소, 수분 이동 제어가 포함되며, 이 모든 것은 상당한 제품 개선 이점을 제공합니다.
그 결과 주요 이점은 다음과 같습니다.
소비자 불만 감소, 신뢰도 향상, 생산량 증가로 소비자에게 더 나은 제품 제공, 그리고 제조업체의 수익 증대. 결론적으로, 수분 활성도는 의약품의 강력하고 필수적인 품질 지표입니다.
의약품의 수분 활성도를 측정하는 최초의 공식 발표 방법인 USP 922를 소개합니다. 이 문서에는 간략한 이론적 배경 설명, 수분 활성도 측정 모범 사례, 그리고 의약품의 수분 활성도 잠재적 응용 분야에 대한 개요가 포함되어 있습니다.
수분 활성도에 대한 제안된 사용 측면에서 USP 922는 USP 1112의 사용 제안을 넘어 다음을 포함합니다.
부형제는 여러 기능 중에서도 증량제 역할을 하며, 고형 의약품에서 활성 약리 성분(API)을 보호합니다. 일반적으로 이러한 부형제의 기질은 결정질 또는 비정질입니다.
결정질 부형제의 경우, 수화 또는 조해를 유발하는 수분의 첨가 또는 손실은 용출 특성 변화 또는 API 효능 감소와 같은 제품 품질에 바람직하지 않은 변화를 초래할 수 있습니다.
이러한 변화는 열역학적으로 제어되는 과정이므로 수분 활성도와 관련이 있습니다.
비정질 부형제는 일반적으로 수분 함량이 낮고 준안정 유리 상태입니다.
API를 보호하는 능력은 제품 수명 기간 동안 유리 상태를 유지하는 데 달려 있습니다.
부형제 매트릭스가 유리 상태에서 고무 상태로 전이되는 것을 유리 전이라고 하며, 이는 구조적 붕괴, 유동성 증가, 용해도 변화, 그리고 고결 및 결정화에 대한 민감성 증가를 초래합니다.
결과적으로 제품이 제대로 흐르거나, 압축되거나, 정제화되지 않아 조기에 용해될 수 있습니다.
유리 전이는 온도 변화 또는 수분 활성도 변화를 통해 유도될 수 있습니다.
미생물은 세포 내로 수분을 이동시키기에 충분한 에너지를 가진 수분을 필요로 합니다.
이 수분은 팽압과 정상적인 대사 활동을 유지하는 데 필수적입니다.
미생물을 둘러싼 수분의 에너지는 수분 활성도로 표현되며, 미생물 내로 수분이 이동하려면 미생물 내부 수분 활성도가 주변 환경의 수분 활성도보다 낮아야 합니다.
미생물이 내부 수분 활성도보다 낮은 환경에 노출되면, 수분이 세포 밖으로 빠져나가 팽압을 낮추고 대사 활동을 중단시킵니다.
따라서 미생물 오염 위험에 대한 관리 한계를 설정하고, 이에 따른 미생물 한계 시험의 감소를 달성하기 위한 모든 노력은 수분 활성도 측정을 기반으로 해야 합니다.
고형제 의약품의 수분 활성도는 일반적으로 0.70 aw 미만으로, 미생물 증식이 발생할 가능성이 낮음을 나타냅니다.
그러나 이 범위의 제품은 유통기한이 무제한인 것은 아닙니다.
0.40~0.70 aw 범위의 이러한 제품의 경우, 반응 속도가 최대치에 도달하기 때문에 API의 화학적 분해가 실패 모드의 강력한 후보입니다.
일반적으로 수분 활성도가 증가함에 따라 반응 속도도 증가하지만, 지질 산화는 매우 낮은 수분 활성도에서도 반응 속도가 증가한다는 점에서 독특합니다.
이러한 반응으로 인해 API가 크게 손실되는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법은 반응이 최소가 되는 낮은 수분 활성도로 처리한 다음, 해당 수분 활성도를 유지하는 데 가장 효과적인 적절한 부형제를 선택하는 것입니다.
API를 무효화하는 화학 반응이 실패의 원인일 경우, 주어진 수분 활성도와 온도에서 반응이 허용 불가능한 수준까지 진행되는 데 걸리는 시간이 제품의 유통기한이 됩니다.
여러 저장 조건에서 이러한 반응의 속도 상수가 결정되면, 예측 모델을 사용하여 모든 저장 조건에서 반응이 허용 불가능한 수준까지 진행되는 데 필요한 시간을 추정할 수 있습니다.
이를 위해서는 일종의 정량적 평가를 통해 반응 진행 상황을 추적해야 합니다.
API의 수분 활성도는 캡슐과 같은 다성분 의약품에서 수분 이동을 통해 안전하지 않은 수준으로 증가할 수 있습니다.
성분의 수분 활성도가 서로 다르면 수분 함량과 관계없이 성분 간에 수분이 이동합니다.
수분은 높은 수분 활성도(에너지)에서 낮은 수분 활성도로 이동하며, 높은 수분 농도에서 낮은 수분 농도로 이동하는 것이 아닙니다.
수분은 수분 활성도가 평형에 도달할 때까지 성분 간에 계속 이동합니다.
API의 수분 활성도가 증가하면 분해 속도를 높일 만큼 높은 수준으로 이동할 수 있습니다.
이러한 문제를 방지하려면 성분의 수분 활성도가 동일하도록 설계해야 합니다.
이상적인 수분 활성도를 파악한 후에는 운송 및 보관 중에 제품이 해당 수분 활성도를 유지하는 것이 중요합니다.
수분 활성도는 주변 습도에 노출되면 변할 수 있습니다.
제품을 습기 차단 포장재에 보관하면 수분 활성도 변화를 늦출 수 있습니다.
수분 활성도의 바람직하지 않은 변화를 방지하기 위해 사용할 적절한 포장재를 선택하는 것은 모든 의약품의 원하는 유통기한을 보장하는 데 매우 중요합니다.