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前言
原料药或药物的稳定性是指其维持数学、化学、生物学和微物理学特征的素养。稳定性研究是基于对原料药或药物以及制造工艺的平台研究和理解，通过设计实验获得原料药或药物的品质特点在各类环境原因（如频率、湿度、光线照射等）的妨碍下随时间差异的规律，并据此为药品的处方、工艺、包装、贮藏条件、运输、使用和有效期/复检期的确认提供支持性信息。药物稳定性研究是利用科学的剖析方法、原理对药品进行全面品质检测的过程，在药品整个生命周期中扮演着重要的角色。
本文对药物稳定性研究中的不稳固的类型、稳定性的制约因素、稳定性试验的设计模式、提高稳定性的举措、以及稳定性考察中的难题进行了探讨。
一药物不稳定的类型
从稳定性考察试验中看到，药物不稳定的类别基本可以分为三类，即物理不稳定性、化学不稳定性、生物不稳定性。
1、物理不稳定性
物理不稳定性主要是因为时间、温温度等条件导致的性状方面出现的差异，如片剂表面出现黑斑、变软、变脆、乳剂的分层；颗粒剂的粉状等。
2、化学不稳定性
化学不稳定性系指药物因为化学反应（如水解、氧化等）造成的不稳固，如在考察过程中，由于水分增加、光照、氧气、原辅料相容性、药物和包装容器相容性等造成的制剂降解药品包装材料与药物相容性试验指导原则，杂质增加，含量减少等。此外，生产过程中或许由于上述因素造成的晶型差异只是一个重要原因。相关的监测指标如有关物质、异构体、溶液澄清度与色彩、聚合物、含量、晶型等。
3、生物不稳定性
生物不稳定性主要是因为微生物污染等原因导致的不稳固，能够使药品变质、腐败。药品申报中的相关的监测指标如片剂至少必须在稳定性考察的初始和结束时间点进行微生物限度的考察。
二稳定性的制约因素
1、药物本身的化学结构
药物结构在稳定性中是最重要的，有些药物结构中带有容易出现降解的侧链，如酯键、共轭羰基、硫醚键等，有时会出现水解、光照、氧化等降解，产生杂质。改变固体药物的性质、提高其稳定性的方式有增加温度、选择不吸湿的晶型(晶体或成盐)、改变内部形态等方式。
2、辅料因素
辅料的力学结构、杂质、物理状态、含水量、颗粒大小、表面积、颗粒形态、主药与辅料的比例等都无法对稳定性造成妨碍。原辅料相容性探究日益重要，因为其无法在研究研发初期为原料品种、型号、粒度等的选用提供参考或为工艺的选用提供参考，如选择干法工艺还是湿法工艺。
有些辅料通过短期的原辅料相容性实验是没有弊端的，但是在经过3-6个月的加速试验后，可能还会发生新的降解杂质；而有时相容性研究仍然是有弊端的，但调整比例后就没有问题了，如卡托普利()和硫代酸镁不相容，但合成制剂时高浓度药物的制剂(100mg)和醇类酸镁是稳定的，而低浓度药物的制剂(2mg)就显著体现出不相容性。因此原辅料相容性实验结果不能否完全代表真实状况下的稳定性。
有文献报道，辅料因素起到表层催化剂的功效，如水汽层改变药物pH值；和药物出现直接化学反应；中药与原料的比例；药物粉末的混和和滚压填充既有反应组分的物理接触，又有囊材的渗滤作用比如多孔和扭转弯曲作用。物理混合和制粒时会体现出不稳定性；颗粒的大小和致密性等。
重要的功能团和不相容的辅料间也许发生的反应的类型见表1。
表1.重要的用途团和不相容的辅料间也许发生的反应类型
另外，辅料还有吸收作用，如依那普利()的吸收作用实验，由于吸附作用使药物与微晶纤维素不相容，引起药物分解产生游离态的马来酸胺及阴离子，且自由胺不稳定；但此药与乙酸钙相容不出现吸收。在布洛芬的升华作用研究中，由于低共熔型的制剂在有硬脂酸存在时升华，故在片剂外包一层膜可缓解此难题。
3、包材因素
包材对药物稳定性的妨碍也是相当重要的，一个好的包材不但可以便捷患者使用，提高顺应性，也可以延长药物的储存时间，降低杂质量。有时我们用药时看到的铝塑包装、瓶装、袋装、铝塑+复合膜袋、双铝包装、铝塑+复合膜袋+干燥剂包装等都是为了确保或提高药物的稳定性。
选择不当则不会避免药物的降解，起不到保护作用，甚至起到反作用，导致安全性难题，如运用金属包材，根据2012年版CFDA《化学药品注射剂与金属包装材料相容性探究技术指导方法（试行）》，应对塑料包装材料的安全性进行评价，其中提供的物理药品配备金属包装材料相容性探究的决策树如下：
4、光照因素
光稳定性考察的目的是知道原料药和药物在必定的光照下能否会出现不可接受的差异。对光敏感的制剂结构通常带有酚羧酸、双键等，光照可以导致药物形状的差异、杂质的降低，研发中对制造环境光的控制，检验中有关物质、含量、溶出度的测量方式也是避光的规定。此外，在药物的使用中也必须避光，如二氢呋喃类中药因结构中富含二氢吡喃环，所以对光不稳固，需要避光保存；顺铂注射液光稳定性很差，在光照下，顺铂注射液会出现光水合反应和光氧化还原反应，色泽变化体现为白色加深，直至金属铂析出，滴注时需避光。
此外按照指导方法要求，在研发中有些对光敏感的输液，也必须考察使用时的光稳定性，如考察光照强度和照射时间的妨碍，可分别在自然光、白炽灯光短时间或长时间给药（结合使用表明书）下，考察杂质和成分的差异，根据结果确认能否需要避光输液或使用避光输液器或避光罩，为临床使用提供根据。
系统的光稳定性考察包括如下内容：原料药(如有必要),也包含未经包装的制剂、有内包装的制剂、上市包装的制剂。制剂的稳定性考察的时限以能评判该制剂在光照下能否出现可接受的差异(即未达到申请方建立的限度)为止,《稳定性实验：新原料药和药物的光稳定性实验指导方法》的步骤如下，研发中带有一定的参考价值。
5、氧化因素
氧化反应是稳定性中的很复杂的一类降解，氧化过程比水解过程要复杂，往往不易明确的表达反应机制。药物氧化降解的结果包含色彩变深、形成沉淀，杂质增加等。很多药物都对氧敏感，氧化反应通常包含自由基的自氧化反应。氧化降解受光照、金属离子（铜离子、铁离子）、温温度、溶液以及液态影响较大，比如有些药物API固体不敏感，而溶液状态就很脆弱。酚类制剂易被氢化，大多由于酚羧酸变成醌式结构而呈黄绿色等。噻类中药如硫酸乙酰嗪，在光、金属离子、氧等功效下，极易氧化变色。
6、温度因素
一般，温度降低，药物的降解速率降低，物理性状差异加快，有些药物必须控制在不同频率下，有的高温、有的温度、有的冷藏。
7、水分因素
药物的水解途径是一个常用降解方法，API中的水分或引湿性、辅料中的水份、制粒工艺中采用的水份、包材的防霉作用等都与中药的降解有关。对水分敏感的构象主要有丙酮键、酯键等，水解发生的无法与药物的结构、所处的pH微环境（酸、碱性）、外界贮藏温度有关，有的并且于光、金属离子（铜离子、铁离子）、氧有关。
8、聚合因素
聚合可以由两个或两个以上的分子脱水聚合制造大分子，如药物本身造成的聚合如二聚体、三聚体；抗化学类中药的内源性杂质和外源性杂质。聚合也会使药物变色、杂质增加。
9、异构化因素
手性药物以及带有双键的药物，在稳定性过程中或许出现新的异构体，异构化类别可分为光学异构、几何异构。光学异构中有时形成外消旋化、差向异构化，如那些药物中异构体成分降低，需要在原料和药物中进行异构体研究和控制，详见药典或指导方法。几何异构化中比较典型的是孟鲁司特，会形成顺反异构体，这两种异构体的活性是不同的。
10、工艺因素
在制剂生产的各个阶段，都有也许发生化学差异（杂质增加、晶型改变）。例如，在湿法制粒过程中或许出现晶型差异的过程有干法制粒工序、干燥、压片等，如右图图示：
晶型因素是开发中必须考量的一个重要难题。自然界中的液态物质可进入稳固态、亚稳定态、不稳固态三种状况，晶型物质亦极其。化合物晶型物质状况会随着环境条件差异(如：温度、湿度、光照、压力等)而从某些晶型物质状况转变为此外一种晶型物质状况，即出现转晶现象。原辅料相容性，制剂的造粒、干燥、成型工艺对晶型都可能造成影响。
11、其他因素
也有众多原因，如空气（二氧化碳）、pH、金属离子等原因无法加速药物的降解，如出现金属催化、脱酸反应、重排反应、聚合反应等，产生诸多各样的杂质。而且有些原因或许是综合起作用的，如氧化+光照、氧化+水解等。
三稳定性实验的设计模式
1、研发各阶段稳定性的要求
原料药从最初的合成到制成制剂，在整理开发过程中一般可分为5个阶段（见表2）。在每个阶段都有相关稳定性研究的重点，如成分、杂质等。最理想的状况是药物在各个安全性实验、临床试验检测、制剂研究和稳定性试验中都维持温度。所有过程的活动都需要全面监控并做到尽可能详尽观察记录，保持信息记录的有效性和逻辑性，使稳定性结论可以按照数据而得到。
表2.药物研发各阶段的稳定性实验要求
2、稳定性实验中的重点考察指标
国内药典2015年版四部通则9001《原料药物与制剂稳定性实验指导方法》中对原料药和药物的重点考察项目列出了参考表，据此可以对原料药和药物进行稳定性评价。
据悉，在2015年版CFDA《化学药物（香料药和剂型）稳定性研究技术指导方法（修订）》中也对原料药和药物的稳定性设计提供了参考，相比药典来讲非常明确。
原料药的考察项目一般包含：性状（外形、旋光度或比旋度等）、酸碱度、溶液的澄清度与色彩、杂质（工艺杂质、降解产物等）、对映异构体、晶型、粒度、干燥失重/水分、含量等。另外，还应按照种类的详细状况，有对于性地设定考察项目；如聚合物的粘度、分子量及分子量分布等；无菌原料药的病菌内毒素/热原、无菌、可见异物等。
制剂的考察项目一般包含：性状（外观）、杂质（降解产物等）、水分和成分等。另外，还应按照剂型的特征设置无法体现其品质特点的指标；如液态口服剂型的溶解度，缓控释制剂、肠溶剂型、透皮贴剂的积聚度，吸入制剂的凝块（粒）分布，脂质体的包封率及泄漏率等。
制剂与包装材料或容器相容性探究的迁移试验和吸收实验，通常是借助在加快和/或大量稳定性试验（留意药品应与包装材料充分接触）提高相应潜在目标浸出物、功能性原料的浓度等测试指标，获得药品中带有的浸出物及包装材料对中药成份的吸收数据；但是，高风险药物（吸入剂型、注射剂、滴眼剂等）的稳定性实验应考量与包装材料或容器的相容性实验一并设计。相容性探究的详细内容与实验方式，可参照《化学药品注射剂与金属包装材料相容性探究技术指导方法（试行）》。
针对晶型的稳定性考察，中国药典2015年版四部通则9015《药品晶型研究及晶型质量控制指导方法》建议按照稳定性实验项下的试验方式和条件，考察晶型物质状况对低温、髙湿、光照条件的稳定性；可选用压力方式考察晶型物质状况对压力的稳定性，观察是否出现转晶现象。所采取的方式有XRD、DSC、IR法等。
3、稳定性试验的设计
CFDA化学药品新登录分类申报资料规定（实行）（80号令）中要求在申报时，加速和大量条件结果列表中应具体提供稳定性考察的相关资料，包括样品的全检报告复印件、加速与大量实验起初日期、留样时样品存放的详细地点及恒温柜编号、各时间点品质考察用样品的详细数量等（例子见表3）。这些要求设计和整理资料时应留意。
表3.加速试验结果（以片剂为例）
详细稳定性考察中，一般在全检合格时间点后即可以开始放样、每个稳定性时间点的放样量通常为理论单倍检验量的2-3倍，微生物限度通常与单倍检验量相等。实际采样时间需要与放样时推导的理论时间点一致，如遇特殊状况可以适度提前或延后几天，需在取样记录里备注上原因。
有的单位要求取样时间1个月加快不允许延后和延迟取样，两个月允许±1天，三个月允许±1周，六个月允许±2周，一年后允许±四周。但这些状况原则上是必须严格控制的，例如三个月以上的允许±3天，且在试验记录或申报资料中应进行说明提前或延后取样的缘由，但详细问题还必须结合各个公司的机制去预测。样品取出后理化项通常规定应在3天内测试完毕，温温度敏感的检测时间应更短。
国内药典2015年版四部通则9001《原料药物与制剂稳定性实验指导方法》规定：加速实验要求3批样品，按市售包装进行考察，在室温40℃±2℃，相对温度75%±5%条件放置6个月，所用设备应能控制频率±2℃、相对温度±5%，并能对真实频率与湿度进行检测，在第1、2、3、6个月份分别取样一次，按稳定性重点调研项目评估。长期实验也规定3批样品，按市售包装进行考察，在室温25℃±2℃，相对温度60%±10%条件放置12个月，或在室温30℃±2℃，相对温度65%±5%条件放置12个月，在第3、6、9、12、18、24、36月末分别取样一次，按稳定性重点考察项目评估。24个月之后每月一次，考察时间通常会比有效期时间长。仿制药注册申报中稳定性考察往往必须与参比药物进行对比，例如加快6月，长期6、12、24、36月等时间点的对比，具体规定需结合种类特征和企业要求进行。
以片剂为例，加速和大量实验的各个时间点的测试项目举例如下：
表4.加速实验各时间点的测试项目
表5.长期实验各时间点的测试项目
针对不同气候区域、不同剂型、不同贮藏条件（如浓度）、特殊包材的辅料药和药物的稳定性考察，可以参考国内药典2015年版四部通则9001《原料药物与制剂稳定性实验指导方法》、2015年版CFDA《化学药物（香料药和剂型）稳定性研究技术指导方法（修订）》中要求的条件进行设计。此外，文献中列举的设计模式也可以借鉴，如表6所示的完全研究设计。值得说明的是，虽然指导方法要求“当加速实验6个月中任何时间点的品质出现了明显差异，则应进行中间条件试验”，但在实际中一般是加速、中间条件、长期实验同时放样进行考察的。
表6.常用稳定性实验完全研究设计
比如上述列出的每位点都进行考察的完全研究设计外，还有简化研究设计（比如括号法和矩阵法）。由于在中国申报时这种方式并不常用，因此仅将其基本设计模式列表如下。
表7.括号法设计方式
表8.矩阵法设计方式
然而按照《新原料药和药物稳定性实验的括号法和矩阵法设计》指导方法，对于多规格、多包装方式的药品可以运用矩阵法进行稳定性实验，如表9中的实例，但是这些状况在中国申报时往往要求每位规格的每个包装都必须做完整的稳定性考察。
表9.矩阵法应用案例
4、稳定性试验结果预测与评判
对稳定性数据结果的剖析与检测、稳定性报告的整理，需要从数学稳定性、化学稳定性、生物学稳定性方面进行预测。目的是按照稳定性实验结果确认贮藏条件和有效期（检测期）。
2015年版CFDA《化学药物（香料药和剂型）稳定性研究技术指导方法（修订）》对结果的剖析方法比美国药典2015年版四部通则9001《原料药物与制剂稳定性实验指导方法》介绍得非常详尽准确。如药典通则条例“一般应按95%可信限进行统计预测，得出合理的有效期”，但并没有解释怎样去做，而指导方法确立规定“如果稳定性数据显示试验原料药有降解趋势，且批次间有一定的变异，则建议通过统计预测的方式确认其有效期（检查期）。对或许会随时间差异的定量指标（一般为活性成份的浓度、降解产物的水准及其它相关的品质属性等）进行统计预测，具体办法是：将平均曲线的95%单侧置信限与认同标准的相交点所对应的时间点成为有效期（检测期）。如果预测结果证实批次间的变异较小（对每批样品的回归曲线的斜率和截距进行统计检测），即P值＞0.25（无明显性变化），最好将数据合并进行整体分析检测。如果批次间的变异较大（P值≤0.25），则不能合并预测，有效期（检测期）应根据其中最短批次的时间确认。能否将数据转化为线性回归分析是由降解反应动力学的性质决定的。通常降解反应动力学可表示为物理的或对数的一次、二次或三次函数关系。各批次及合并批次（适当时）的数据与假设降解直线或曲线拟合程度的优劣，应该用统计方式进行检测。”
以25℃/60%RH条件下含量可接受标准的高限和低限以及降解产物可接受标准的最大限度外推有效期，举例如下：
5、稳定性承诺
有时注册批次的大量稳定性数据没有包括制定的有效期（复验期），根据药典通则和指导方法要求需进行同意后的稳定性承诺，在取得同意后采取原料药或药物的制造规模批次进行或再次完成稳定性研究。
然而，质量源于设计，稳定性是一项复杂的实验，要想取得成功，好的设计方案必不可少，包括样品批次、批量、条件、检测方式、取样时间、仪器确定、起草、审核、审批、结果汇总、结果预测与评判等，应该全面考虑，否则极有也许因为考量不充分而造成实验遭遇挫折或失败。
四减少稳定性的机制
根据上述预测，提高稳定性的举措可从下面方面进行考虑：
1、选择正确的辅料
辅料对用药的稳定性影响较大，主要包含pH、粒度、型号、粘度、种类等。需要借助原辅料相容性、加速、长期稳定性试验并且工艺过程的顺畅性等进行综合检测。
2、选择正确的包材
针对光敏感的药物，比如可以选用双铝、茶色包装、铝筒等来遮光、避光。对于温度较脆弱的用药，应考量防潮性能更好的包材或组合包材。这些包材选用实验宜在研发初期进行平台的设计和研究，以取得非常充分的数据支持，降低稳定性风险。
3、增加抗氧剂、充氮
在处方中提高抗氧剂（如亚磷酸盐或PG、BHA等游离基阻滞剂，增强抗氧效果的VC）可以避免原料药或药物中主药的降解，充氢气也可以避免原料的降解。
4、减少金属离子的引入
铜铁等金属离子来源于辅料、包衣粉、水、设备等，对药物的稳定性有时会造成一定制约，有时必须考量加入金属螯合剂，如酒石酸、枸橼酸等。
五稳定性考察中的问题探讨
1、稳定性研究中即使要提高新的考察项目，那么原有的稳定性研究资料怎么看待？
分析：有时在稳定性考察中看到需要提高新的考察项目以全面体现产品的稳定性，如片剂稳定性中发现水分、脆碎度、溶出曲线等指标很重要，因此降低了上述指标，那么原有的稳定性研究资料一直是很有意义的，反映了前一阶段产品的稳定性。在后续进行的稳定性考察中，应进行所有项目的考察。这个难题反映出，在设计稳定性方案时应结合剂型特点，国内外该药物的稳定性方案中的考察指标进行选取，尽量设计充分合理，减少造成后续提高新考察项目的状况。
2、稳定性试验已进行了几个月药品包装材料与药物相容性试验指导原则，期间探讨方式有所颠覆，那么稳定性试验是改动，还是再次用旧方式做？数据还具备可比性吗？
分析：稳定性研究之后，如果预测方式有颠覆，则必须验证新方式的合理性，应采取代表性样品（如加速、长期试验等有一定实际降解的样品）对新旧两种方式的实验结果进行对比研究。如果途径变更前后的测量结果一致，则只用变更后的方式进行后续的稳定性实验；即使方法变更前后测定结果差别较大，则应考量用两种方式垂直测定后续的时间点，并借助对两组实验数据的非常分析得出相应的推论；或是重复进行稳定性实验，获得包含前段时间点的完整的试验数据。
六总结
药品不稳固会造成杂质增加、生物利用度减少、安全性下降、毒性降低、副作用和不良反应降低等结果。在开发中，制剂人员在确认小试、中试处方后通常合成样品，在制约因素、加速、长期条件下考察稳定性，有时需要进行不同包材的选取实验，通过这种试验考察原辅料的相容性、包材的相容性，药物随时间、温度、湿度差异而形成的降解规律和降解杂质，同时也为原则的构建、杂质谱分析、杂质对照品的合成、质量标准中杂质限度的制订、放行标准和货架期标准的制订等提供参考。
了解药物的稳定和不稳固的特点、影响条件、降解规律是很重要的，因此针对可取得信息量巨大的仿制药开发来讲，在起初稳定性考察前就必须对这种弊端有所熟知，掌握尽可能多的有价值的信息，包括文献资料和实验得出的推论，合理设计无法模拟真实状况的考察条件（或降解条件），选择最佳的预测方式，提早发现也许出现的稳定性问题，减少后期的不确认原因出现，如提高心新的杂质研究和技巧学验证等问题。
稳定性研究在药品的整个质量研究过程中是一个很复杂的过程，需要在详细项目实践中不断总结中国外已有相关研究资料和科技指导方法，科学设计、规范研究，结合CTD申报资料规定和企业自身实际状况不断加以加强。
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