什么是聚山梨酯？
聚山梨酯 (Polysorbates)是一类乙氧基化的山梨坦酯。其制备过程通常包括：首先，山梨醇与脂肪酸发生酯化反应生成山梨坦酯；随后，山梨坦酯再通过环氧乙烷乙氧基化反应，形成聚氧乙烯山梨坦酯。该类化合物包括但不限于聚山梨酯 20（Polysorbate 20）、聚山梨酯 60（Polysorbate 60）和聚山梨酯 80（Polysorbate 80）。
在制药行业中，聚山梨酯（polysorbates）通常作为药用辅料使用，用于稳定蛋白类活性药物成分（API）（Yi 等，2020）。
超级精制聚山梨酯 (Super Refined™ Polysorbates)系列
Croda禾大是行业领先的药用级聚山梨酯及其他药用辅料的制造商之一，这些产品已经纳入Super Refined™超级精制系列。
尽管聚山梨酯仍是制药行业中常用的药用辅料，但其在应用过程中也面临一些已知挑战，例如氧化、水解以及酶促降解，这些稳定性相关的降解途径可能导致颗粒形成，从而对产品质量和患者用药安全产生影响。
Super Refined™超级精制系列作为 Croda禾大提供的最高纯度辅料产品线，适用于含有敏感活性药物成分(API)的制剂开发。该系列聚山梨酯可带来多方面的潜在优势，包括卓越的批次间一致性、降低细胞刺激风险、减少蛋白聚集的可能性，以及有助于维持终端制剂的整体稳定性和完整性。
高纯度聚山梨酯在生物制剂中的应用
Super Refined™ 超级精制聚山梨酯系列
4 可用项目
Super Refined™ Polysorbate 80 POA
聚山梨酯在生物制药中的应用
生物制剂配方对表面活性剂提出了较高要求，需要其在制剂全生命周期内帮助保护敏感蛋白，降低降解、聚集及界面应力带来的影响。聚山梨酯在生物制药配方中几乎无处不在，存在于多达 90% 的已上市治疗性抗体中。Super Refined™超级精制聚山梨酯在生物制剂配方中具有许多优势，包括防止蛋白聚集和改善终端制剂的完整性。
在生物药生产过程中，蛋白类药物通常需要经历超滤/透析（UF/DF）工艺。该工艺有助于使药物（例如重组蛋白或单克隆抗体）达到预期的浓度水平和制剂组成。然而，在 UF/DF 过程中，蛋白质会暴露于多种较强的工艺应力条件，从而可能发生聚集或构象改变（变性）。聚山梨酯（polysorbates）等具有表面活性的分子可在一定程度上缓解上述应力对蛋白的影响，帮助保护蛋白结构稳定性，从而支持制剂完整性（Peng，2024）。
吐温 (Tween) 系列产品
5 可用项目
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聚山梨酯在药物递送系统中的应用
聚山梨酯可用于多种给药途径的药物制剂中
注射剂制剂在开发过程中常常受到药物稳定性不足及溶解性较差等因素的限制。在选择辅料时，药物与辅料的相容性以及实现目标药理作用所需的最低有效药物浓度是关键考量因素。
Super Refined™ 超级精制聚山梨酯，通过去除多种氧化性杂质，例如过氧化物、醛类物质以及催化剂残留，从而获得更高的纯度水平。这些潜在问题物质的去除有助于降低 API 与辅料之间发生不利相互作用的风险，从而支持药物本身及终制剂的稳定性维持。
在口服药物制剂中，聚山梨酯（如聚山梨酯 20、60 和 80）可作为乳化剂，用于自乳化给药系统（SEDDS）和自微乳化给药系统（SMEDDS）的开发，从而形成水包油（O/W）型乳剂。
与常规药典级辅料相比，采用高纯度级别的药用辅料，例如 Croda 禾大的 Super Refined™ 超级精制聚山梨酯80，有助于在一定程度上降低对口感的影响。
在肺部给药制剂中，聚山梨酯（polysorbates）可作为药用辅料使用，用于改善活性药物成分（API）的化学和物理稳定性，并可通过调控药物释放特性，在一定程度上促进其在目标肺部区域的吸收或沉积。
然而，辅料中所含杂质可能会对制剂的疗效和安全性产生影响。对于此类制剂，采用高纯度等级的聚山梨酯有助于降低过氧化物等氧化性杂质的含量，从而减少潜在的不利影响。聚山梨酯常见的肺部给药应用形式包括干粉吸入剂（DPI）、软雾吸入剂（SMI）以及雾化吸入制剂。
聚山梨酯（polysorbates）同样可作为药用辅料应用于眼科制剂中。
与肺部给药制剂类似，所选用的聚山梨酯等级会对终产品质量产生影响。例如，甲醛被认为是一种已知的细胞膜刺激物。研究表明，与非 Super Refined™ 等级相比，采用更高纯度辅料（如 Super Refined™ Polysorbate 20）的制剂可在一定程度上降低细胞内成分泄漏的比例，从而有助于改善制剂对细胞的相容性表现。
聚山梨酯：常见问题解答
聚山梨酯（polysorbates）分子同时由疏水性和亲水性结构单元组成。其中，烃链结构赋予其疏水特性，而环氧乙烷亚基则赋予其亲水特性（Kerwin，2008）。这种两亲性结构有利于胶束的形成，使聚山梨酯能够发挥乳化剂功能（Ikeuchi‑Takahashi 等，2018）。基于上述特性，聚山梨酯被广泛应用于洗发水、皮肤清洁及爽肤类产品的配方中，用于乳化通常不易溶解的成分（Cosmetics Info，2023）。
尽管聚山梨酯在蛋白稳定中的完整作用机制尚未完全阐明，但研究普遍认为，其稳定作用可能与界面竞争效应以及表面活性剂‑蛋白复合物的形成有关。与治疗性蛋白相比，聚山梨酯具有更高的表面活性，因此能够优先占据界面位置，从而竞争性地阻止蛋白质吸附于气‑液界面。这类界面广泛存在于西林瓶、管路以及其他容器系统中（Yi 等，2020）。
不同聚山梨酯在结构上的差异使其适用于不同的应用场景。其中，聚山梨酯20和聚山梨酯80因其良好的生物相容性、较低的毒性以及对蛋白质的稳定作用，被广泛用作药用辅料。由于具有较高的亲水亲油平衡值（HLB）以及较低的临界胶束浓度（CMC），聚山梨酯20和聚山梨酯80即使在较低使用浓度下，也可在一定程度上发挥蛋白稳定作用（Yi 等，2020）。
聚山梨酯60因其良好的乳化性能，被广泛用于食品添加剂及化妆品配方中（Cosmetics Info，2023）。尽管其在药物制剂中的应用不如 聚山梨酯20和聚山梨酯80 常见（Yi 等，2020），聚山梨酯60仍被用于部分药物制剂开发中。已有研究表明，在某些配方体系中，聚山梨酯60可用于提高活性药物成分（API）的生物利用度（Ikeuchi‑Takahashi 等，2018），并被探索用于基因递送系统的构建（Mashal 等，2017）。
一些常用等级的聚山梨酯通常以 “吐温(Tween)” 的商品名称为人所熟知，例如吐温 20 (聚山梨酯 20)、吐温 60 (聚山梨酯 60) 和吐温 80 (聚山梨酯 80)。
聚山梨酯（polysorbates）作为药用辅料应用于制药制剂中，通常被认为具有良好的安全性基础。然而，市售不同类型和来源的聚山梨酯在组成上存在差异，其中含有杂质的辅料组成可能在特定条件下引发潜在的毒性风险或不良反应（Wang 等，2024）。
高纯度聚山梨酯有助于降低与聚山梨酯稳定性相关的潜在风险。例如，与其他等级产品相比，Super Refined™ Polysorbate 80在研究中显示出较低的酶促降解速率。Croda 禾大 Pharma独有的 Super Refining™ 精制工艺可在不改变聚山梨酯化学组成的前提下，有效去除其中的极性杂质，包括初级和次级氧化产物，从而获得更高纯度水平的辅料。
Super Refined™ 产品系列也被列入 FDA 的非活性成分数据库 (IID)，并符合多国药典要求（USP/NF, Ph.Eur., JP, ChP），使其成为监管申报的良好选择。
聚山梨酯 (Polysorbates)是一类乙氧基化的山梨坦酯。其制备过程通常包括：首先，山梨醇与脂肪酸发生酯化反应生成山梨坦酯；随后，山梨坦酯再通过环氧乙烷乙氧基化反应，形成聚氧乙烯山梨坦酯。
- 聚山梨酯 80（聚氧乙烯 (20) 山梨糖醇酐单油酸酯）使用油酸
- 聚山梨酯 60（聚氧乙烯 (20) 山梨糖醇酐单硬脂酸酯）使用硬脂酸
- 聚山梨酯 20（聚氧乙烯 (20) 山梨糖醇酐单月桂酸酯）使用月桂酸
每种聚山梨酯都是不同脂肪酸酯的混合物，例如，在某些聚山梨酯 20 配方中，单月桂酸酯部分仅占混合物的 60% (Kerwin, 2008)。在聚山梨酯的化学名称中，“聚氧乙烯”部分后面的数字 20 指的是分子中存在的氧乙烯 -(CH2CH2O)- 基团的总数 (Kerwin, 2008)。
Reference
- Cosmetics Info, "Polysorbate 60", Cosmetic Info, 1 9月 2023, 点击阅读
- Ikeuchi-Takahashi, Y., Kobayashi, A., Ishihara, C., Matsubara, T., Matsubara, H., & Onishi, H. , "Influence of polysorbate 60 on formulation properties and bioavailability of Morin-loaded nanoemulsions with and without low-saponification-degree polyvinyl alcohol", Biological & Pharmaceutical Bulletin, 41(5), 754–760., 24 3月 2018, 点击阅读
- Kerwin, B. A., "Polysorbates 20 and 80 used in the formulation of protein biotherapeutics: structure and degradation pathways.", Journal of Pharmaceutical Sciences, 97(8), 2924–2935., 24 3月 2008, 点击阅读
- Mashal, M., Attia, N., Puras, G., Martínez-Navarrete, G., Fernández, E., & Pedraz, J. L., "Retinal gene delivery enhancement by lycopene incorporation into cationic niosomes based on DOTMA and polysorbate 60.", Journal of Controlled Release: Official Journal of the Controlled Release Society, 254, 55–64., 24 3月 2017, 点击阅读
- Peng, T., "Polysorbates: Part(icle) of the Problem?", BioPharm International., 4 5月 2024, 点击阅读
- Wang, J., Sun, H., Yang, H., Yang, R., Zhu, X., Guo, S., Huang, Y., Xu, Y., Li, C., Tu, J., & Sun, C. , "Dessecting the toxicological profile of polysorbate 80 (PS80): comparative analysis of constituent variability and biological impact using a zebrafish model.", European Journal of Pharmaceutical Sciences: Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences, 198(106796), 106796. , 14 3月 2024, 点击阅读
- Yi, Y. (linda), Jin, Y., Menon, R., & Yeung, B., "Polysorbate, the Good, the Bad and the Ugly.", European Journal of Pharmaceutical Sciences: Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences, 198(106796), 106796. , 26 10月 2020, 点击阅读
