溶出度是一种模拟口服固体制剂在胃肠道中崩解和溶出的体外实验方法。美国FDA1997年颁布的《口服速释制剂体外溶出试验指导原则》中阐述药物进入血液循环由以下3个因素决定：①主成分从药物制剂中释放出来(决定性)；②主成分在生理环境下的释放与溶解(决定性)；③主成分在胃肠道的渗透性(非决定性)。可见药物在体内的血药浓度变化与主成分的溶出速率密切相关。溶出度被各国药典广泛用于口服固体制剂质量评价，成为药品质量的关键检验项目。然而传统的溶出介质(水、pH 1.2的盐酸溶液、pH 4.0与pH 6.8的缓冲液)和溶出装置仅反映了胃肠道中的 pH值和简单模拟胃肠道运动，不能体现人体内真实复杂的动态生理环境。为达到体内-体外相关性要求，人们尝试建立模拟药物在胃肠道中崩解和溶出的体外溶出度实验方法。研究者们通过对胃肠道生理环境的研究设计了具有生物相关性的溶出介质和接近胃肠道真实运动的溶出装置，药物在此类溶出介质和装置中试验得到的溶出曲线能较好预测药物在体内的溶出行为。近年来，随着计算机模拟技术的迅猛发展，采用计算机模拟软件可一定程度上判断体外溶出实验条件是否具有体内相关性。
1 生物相关性溶出介质
近年来，随着对药物崩解和溶出影响因素及对胃肠道生理环境认识的加深，人们尝试设计一种与人体胃肠道生理环境相似的溶出介质(生物相关性溶出介质)，在此介质中进行溶出度实验得到的溶出数据能有效预测药物在人体内的崩解溶出过程。
1.1 影响药物溶出的因素
溶出速率可以定义为在标准的液-固界面、温度和溶出介质条件下，固体制剂在单位时间内溶解的活性成分的量。1897年，Noyes等提出的Noyes-Whitney方程[1]是对溶出速率的传统数学表达式。之后Underwood和Cadwallader[2]对其进行了修订，公式如下：dw/dt=kS(Csat-Csol)，其中，dw/dt-溶出速率；k-溶出常数；S-固体表面积；Csat-饱和溶液浓度；Csol-溶液浓度。
研究表明[3]，药物的电离性、亲脂性和晶型堆积对其在溶出介质中的溶解度有影响。此外，胃肠道的条件会影响药物的溶解度。对于亲脂性药物，脂肪水平和胆汁盐浓度会很大程度上影响溶出速率[4]。溶出介质的渗透压、pH值、缓冲容量、表面张力、黏度均是影响药物溶出的重要因素[5]。因此，在溶出实验中，药物在溶出介质中的溶解度应尽可能接近在人体胃肠道中的溶解度。
1.2 生物相关性溶出介质
近年来， Kalantzi等[6]在研究进食后胃液组成的基础上采用牛奶等设计了模拟进食后胃液的介质(FeSSGF)。Marques等[7]考虑了缓冲容量、胆汁盐、胰液、表面张力、渗透压和肠液体积对药物溶出崩解的影响，设计了模拟空腹状态下肠液的介质(FaSSIF)。马来酸在pH5.4～6.5内具有适当的缓冲容量，且更接近人体生理渗透压，故Jantratid等[8]用马来酸缓冲盐代替磷酸二氢钠缓冲盐，并保持FaSSIF中牛磺胆酸钠浓度不变，降低卵磷脂浓度，设计了 FaSSIF-V2。结果表明，FaSSIF-V2对中性药物在体内溶解的预测更准确；对于可电离化合物，两者差异不大[9]。为了更好模拟用餐后小肠内的环境，Galia设计了模拟进食后肠液的介质FeSSIF[10]。基于Porter等[11]总结的体内数据，Jantratid等[8]对 FeSSIF进行优化，加入了脂类水解产物，此类物质能与胆汁一起提高难溶性药物的溶解度，另外减少牛磺酸胆酸钠和卵磷脂浓度，降低渗透压摩尔浓度及缓冲量，设计了 FeSSIF-V2。FaSSGF、FeSSGF、FaSSIF、FaSSIF-V2、FeSSIF、FeSSIF-V2的组成见表 1。相比之前用于控制药品质量所采用的溶出介质，此类介质能更好地反映胃肠道生理环境对药物释放产生的影响。
进食后胃肠道的生理环境会随着时间的推移不断发生变化。在空腹状态下[12]，胃中pH为1.7，用餐后缓慢升至 5.4。食用标准固体餐后胃中 pH上升为6.7，2小时后降回1.7；与胃相反，十二指肠内空腹时pH为6.1，进食后降为5.4。随着人们对胃肠道生理参数研究加深以及对生物相关性溶出介质预测要求提高，Jantratid等[13]提出了“快照介质”(snapshot media)。这类介质能更好地反映进餐后早期、中期、后期胃肠道生理环境的不同。肠液成分见表2，胃液成分见表3。
表1 生物相关性溶出介质组成
Tab. 1 Biological correlation dissolution medium composition
注：FaSSGF-模拟空腹状态下胃液的组成；FeSSGF-模拟进食状态下胃液的组成；FaSSIF-模拟空腹状态下肠液的组成；FeSSIF-模拟进食状态下肠液的组成。
Note: FaSSGF-fasted state simulated gastric fluid; FeSSGF-fed state simulated gastric fluid; FaSSIF-fasted state simulated intestinal fluid; FeSSIF-fed state simulated intestinal fluid.
表2 模拟进食状态下的肠液介质组成
Tab. 2 The composition of intestinal fluid in simulated eating state
表3 模拟进食状态下的胃液介质组成
Tab. 3 The composition of gastric fluid in simulated eating state
在生物相关性类溶出介质中进行溶出度实验得到的溶出曲线与临床试验得到的药动学曲线相关性较好[13]，所以通过设计合理的生物相关性溶出介质，用于溶出度测定并预测药物在体内的溶出过程，进而代替成本昂贵的生物等效性试验是有可能的。但是由于不同食物对药物在体内的崩解释放的影响不同，需要充分模拟各个因素对药物溶解的影响，针对性地优化生物相关性溶出介质，提高溶出方法的体内体外相关性。其次设计更接近胃肠道生理环境的生物相关性溶出介质，需测定大量的胃肠道生理参数，近年发展起来的胃肠道生理参数无创检测系统[14]，为生物相关性溶出介质的研究提供了方法和途径。
2 溶出实验装置
2.1 药典溶出装置
药典中收载的溶出装置有桨法、篮法、小杯法、往复筒法和流通池法等。其中最常用的 2种溶出装置是桨法和篮法，其原理是基于搅拌或旋转强制介质产生对流使药物溶出。小杯法是中国药典收载的即缩小体积的桨法。往复筒法类似崩解仪，其运动方式更接近人体胃肠道蠕动，且可存放不同pH值的介质，能较好地模拟人体内生理环境[15-16]，对于难溶的脂质制剂体内外相关性较好。在流通池法中样品时刻暴露在新鲜的溶出介质中，因此在溶出试验的全过程中都可以保持漏槽条件，适合小剂量、难溶性口服固体制剂[17-18]。对缓释制剂而言，相比桨法和篮法，采用往复筒法和流通池法测定药物的体外释放，能较好地模拟人体内环境，体内外相关性较好。目前该法已列入美国和欧洲药典，但尚未列入中国药典。
2.2 压力溶出装置
为了提高溶出度试验的体内预测能力，除了改变溶出介质的各项参数外还可以通过设计新的溶出设备来实现。研究者们通过研究肠蠕动效应及食糜小肠推进特性并借助计算机磁共振成像技术，开发了一种新的溶出实验装置以模拟胃肠道的物理条件，包括胃肠道运动的压力以及胃肠道内液体运输时与肠液接触产生的黏性摩擦应力[19]。该装置通过脉动式膨胀和收缩产生压力波，以此来模拟药物在胃肠道中不连续运动、药物表面压力的节律波动和药物与液体断续接触的运动状态[20]。采用双氯酚酸钠缓释制剂评价该设备，发现在传统的设备中，药物释放几乎是连续的，而在新设备中，双氯酚酸钠的释放取决于设备施加的压力。该设备的特点是充分考虑了胃肠道的物理学特性，最大限度地模拟人体中的物理环境。然而由于个体差异的存在，为了达到更好的预测效果，研究者们仍需进一步探索。
2.3 药物溶出/吸收仿生系统
考虑到药物溶解和体内pH变化，研究者们设计了一个药物溶出/吸收的仿生系统(drug dissolution and absorption simulating system，DDASS)。在这个系统中，药物(固体形式)被添加到药物溶解容器中(pH为 1)，溶解的药物转移到pH调节器(pH为6)，然后药物溶液转移到Caco-2细胞的根尖表面，测定通过Caco-2单层细胞的药物渗透速率。该系统除了可以连续动态模拟人体内的胃肠道生理环境变化外，还可以模拟药物在肠道跨膜吸收的过程[21]。Hou等[22]采用 DDASS评估阿魏酸和四氢巴马汀两种药物的口服吸收，同时在大鼠内进行相应的药动学研究，进行相关性分析，发现DDASS是一个有效的体外模型，具有准确反映药物体内吸收的优点。寻明金等[23]在单池药物溶出/吸收仿生系统考察格列吡嗪片的释放特征。发现在传统的溶出装置中，格列吡嗪释放较快，而在单池DDASS中的累积释放度与比格犬内吸收百分数之间存在相关性，能较好预测药物在体内的动力学特征。谷升盼等[24]应用DDASS研究雷公藤双层片的体外释放度和跨膜透过特征，并与该制剂在比格犬的体内过程相比较。发现在 DDASS中药物释放特征与比格犬内吸收特征存在显著的相关性，优于转篮法溶出特征与比格犬体内吸收特征之间的相关性。DDASS是近年发展起来的连续动态评价药物溶出和跨膜透过特征的新技术，相比之前的溶出装置，DDASS更充分地模拟了人体的各项参数，在此装置中进行溶出度实验得到的数据具有更好的体内外相关性。
3 计算机模拟技术
近年来，研究者们尝试通过体外数据较准确地预测药物在体内的溶出吸收过程，最终代替耗时长成本高的生物等效性研究。这需要建立一个具有生物相关性的溶出度方法。在充分研究药物口服吸收过程的基础上发展而来的计算机模拟技术可模拟药物体内释放、吸收、代谢等情况，结合体外释放曲线，建立体内外相关性模型，可用于判断溶出度方法是否具有生物相关性，为药物研发与药品质量评价提供了新方法、新思路。
3.1 GastroPlusTM软件
GastroPlusTM软件是一款用于预测药物口服吸收速度和程度的软件。它采用高级房室吸收模型，可用于模拟 API(Active Pharmaceutical Ingredient)及其制剂在动物和人体的溶出和吸收过程[25-27]。此外，GastroPlusTM软件采用生理药动学模型可用于模拟药物在各个机体内的分布情况[28-29]。
Honório等[30]将GastroPlusTM软件用于依法韦仑仿制制剂的开发，通过软件创建体内外相关性模型来建立生物相关的体外溶出方法。李晓东等[31]查阅甲磺酸多沙唑嗪的理化参数及该药的体内PK数据，通过GastroPlusTM构建了体内PK模型，而在基础模型中导入体外溶出数据模拟给药后的药时曲线，与人体试验实测值差别较大，说明该体外溶出方法无法反映药物体内实际溶出状况，溶出方法有待改进。Wei等[32]使用 LQ-FaSSIF与LQ-FeSSIF对格列本脲进行溶出度试验，并采用GastroPlusTM预测格列本脲的体内过程。将体外数据输入到模拟软件，发现以动态 LQ-FaSSIF为溶出介质得到的曲线与临床试验曲线较接近。
3.2 DDDPlus(Dose Disintegration and Dissolution Plus)
DDDPlus软件是用于模拟药物体外崩解与溶出的软件。该软件可模拟药物在不同溶出条件中的溶出行为。软件内设有90多种溶出介质及常用的 5种溶出方法，可自定义溶出方法，用于评估不同溶出条件对体外溶出曲线的影响，为建立具有生物相关性的溶出度方法节省溶出度实验时间与成本。
Almukainzi等[33]在4种不同溶出介质中对孟鲁斯特钠和格列本脲进行溶出度实验，同时用DDDPlus软件模拟这两类药物的体外溶出数据。将实验所得数据与软件预测数据进行比较，评估DDDPlus软件是否可以预测这两类药物的体外溶出行为。统计分析表明，除孟鲁斯特钠在BFaSSIF(blank fasted state simulated intestinal fluid)中测得的溶出数据外，其他实验所得数据均与软件预测数据存在显著相关性。Uebbing等[34]通过DDDPlus软件模拟甲硝唑缓释片在不同介质和转速下的体外释放曲线，探究影响药物释放的因素。Dutra[35]将药物的理化参数输入DDDPlus软件预测乙胺嘧啶与甲硝唑的溶出曲线，将预测值与实验值进行比较，发现当溶出介质pH为1.0～7.2之间时，两者存在显著相关性(R2>0.9242)。用计算机软件模拟药物的溶出曲线可为溶出度实验条件的确立节省大量成本。
将通过软件预测得到的药物体内溶出曲线与体外溶出试验得到的溶出曲线进行相关性分析，可以判断该溶出方法是否反映体内实际溶出状况。采用计算机模拟软件模拟药物体外溶出曲线以确定适合的溶出度方法可节省实验时间与成本。由于个体、年龄、性别等差异，研究者们需做充分的研究，获得大量临床数据库。其次,不同食物对药物在胃肠道的溶解吸收也有不同影响[36]，研究者们需要测定这些因素对胃肠道生理参数的影响，以提高模型预测的准确性。
生物相关性溶出介质是一种模拟真实人体胃肠道环境的复杂混合物，药物在此类溶出介质中溶出的速度和程度接近在人体内释放的速度和程度，从而提高溶出方法的预测力。随着对胃肠道物理环境及药物在体内吸收消除过程认识加深，更接近药物在各组织溶出且更接近人体脏器真实运动的溶出装置为建立具有预测力的溶出度实验提供了硬件支撑。而计算机模拟软件可用于溶出度方法的评价与开发指导。然而，由于人体胃肠道受诸多因素影响，处于不断变化的状态，为了得到更有预测力的生物相关性溶出介质，研究者们还需进一步研究。总之，生物相关性溶出方法的开发可以主要向以下 3个方面发展：①生物相关性溶出介质的深入研究；②合适的溶出装置的探索；③计算机模拟软件的应用。生物相关性溶出度方法的建立在仿制药一致性评价、药物的处方开发中有着广泛前景，并有可能代替生物等效性研究。
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