选择性形成恩杂鲁胺共无定形系统：苯环作为关键结构特征

本研究针对恩杂鲁胺（ENZ）水溶性差、生物利用度低的问题，系统筛选了小分子有机酸和氨基酸作为共形成剂，发现仅含苯环的共形成剂可成功构建共无定形系统。通过晶体结构分析、FTIR、热分析和溶出测试，揭示了π-π相互作用在稳定无定形态中的关键作用。其中ENZ-2,5-二羟基苯甲酸（25H）体系表现出长达4个月的稳定性及3.6倍溶出速率提升，为芳香族难溶性药物提供了共形成剂理性筛选策略。

　　

在药物研发领域，越来越多的活性药物成分（API）因分子量大、脂溶性强而面临水溶性差的困境。据统计，约40%已上市药物和90%在研药物存在溶解度相关问题，导致口服给药时生物利用度低、治疗效果受限。恩杂鲁胺（Enzalutamide, ENZ）作为治疗转移性去势抵抗性前列腺癌的非甾体抗雄激素药物，正是这类药物的典型代表——其晶体形式水溶性极差，严重影响临床疗效。

为解决这一难题，研究人员尝试了多种策略，包括共晶体、微乳液、纳米晶体、无定形分散体等先进给药系统。然而这些方法往往存在制备工艺复杂、放大生产困难或生理条件下不稳定等局限性。其中，无定化技术虽能显著提高溶解度，但单一成分的无定形药物因热力学不稳定性易发生重结晶。为此，科学家们开发了共无定形系统——将API与低分子量共形成剂形成二元无定形混合物，这种策略不仅能降低辅料用量，还能通过分子间相互作用抑制结晶，提高物理稳定性。

先前研究表明，ENZ的晶体结构缺乏强氢键作用，主要依靠π-π堆叠作用稳定，这使其成为研究共无定形形成的理想模型。尽管有报道称ENZ与糖精能形成共无定形系统，但其形成机制和共形成剂选择标准仍不明确。为此，捷克化学技术大学的研究团队在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》发表了系统性研究成果，揭示了苯环结构在ENZ共无定形形成中的关键作用。

研究人员采用机械球磨法制备无定形系统，通过X射线粉末衍射（XRPD）分析无定形转化程度，利用晶体结构分析软件（CrystalExplorer和Mercury）计算分子间相互作用能，采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）表征分子间相互作用，使用调制差示扫描量热法（mDSC）测定玻璃转化温度（T_g），并通过稳定性研究评估无定形态的长期稳定性，最后采用固有溶出速率（IDR）测试评价溶解性能。

3.1. ENZ晶体结构洞察

晶体结构分析显示，ENZ分子通过相邻分子芳香环之间的π-π堆叠作用稳定排列，缺乏显著的氢键网络。相互作用能计算表明，π相互作用强度显著（最强-77.8 kJ·mol^-1，次强-37.8 kJ·mol^-1），说明破坏π-π堆叠可能是实现无定形转化的关键。

3.2. 恩杂鲁胺无定化/共无定化研磨实验

3.2.1. 恩杂鲁胺无定化

XRPD结果显示，研磨30分钟后ENZ完全转化为无定形态，特征结晶峰（9.8°、13.1°、19.7°、21.3°、22.8°、26.4°）消失，出现典型无定形弥散晕。延长研磨时间（45、60、90分钟）均保持无定形态，表明ENZ易于无定化，有利于共无定形系统开发。

3.2.2. 恩杂鲁胺共无定形形成共形成剂筛选

采用1:1和2:1摩尔比系统筛选有机酸和氨基酸共形成剂，发现明确的结构依赖性规律：仅含苯环的共形成剂（苯甲酸[BEN]、水杨酸[SAL]、2-氨基苯甲酸[2AA]、2,5-二羟基苯甲酸[25H]、L-苯丙氨酸[PHE]和L-色氨酸[TRY]）能形成完全共无定形系统。芳香氨基酸（PHE、TRY）在1:1比例下即实现完全无定化，而芳香羧酸需要2:1比例才能完全无定化。非芳香化合物（无论含何种官能团和氢键能力）均未能形成共无定形系统。

3.3. 红外分析

FTIR光谱显示，结晶ENZ在～1670 cm^-1处有酰胺羰基伸缩振动峰，1600–1500 cm^-1区域有芳香C=C伸缩振动，～1250 cm^-1处为C-N伸缩振动，1150–1100 cm^-1区域为氟代芳香环C-F伸缩振动。无定化后，芳香C=C伸缩振动区域峰展宽合并，表明π-π堆叠作用被破坏。大多数共无定形系统（2AA、25H、SAL、PHE、TRY）光谱与无定形ENZ相似，未见显著位移或新峰，表明缺乏强特异性分子相互作用，可能通过弱分子力、分子大小形状、互补结构和热力学兼容性实现分子水平混合稳定。ENZ-BEN系统在羰基伸缩区域（1650–1600 cm^-1)出现明显位移，表明BEN的羧酸基团与ENZ的羰基形成氢键。

3.4. ENZ及其共无定形系统的热分析

无定形ENZ的玻璃转化温度（T_g）为95°C。所有成功共无定形系统均显示单一T_g，证实形成均相单相系统。与BEN、SAL和2AA形成的共无定形系统T_g较低（60-70°C），ENZ-25H系统T_g略高（73°C），但仍低于纯无定形ENZ。芳香氨基酸系统热行为不同：ENZ-PHE的T_g约为90°C，接近无定形ENZ；ENZ-TRY系统的T_g最高（约106°C）。所有系统热分析图中均出现额外吸热峰，对应其低共熔组成，表明高混溶性可能是与这些特定化合物形成共无定形的原因之一。

3.5. 时间依赖性稳定性研究

无定形ENZ在环境条件下（25±2°C，40-60%相对湿度）表现出显著物理稳定性，150天内保持无定形特性。芳香羧酸共无定形系统稳定性各异：ENZ-BEN和ENZ-2AA系统约7天后开始再结晶，30天后出现明显ENZ和共形成剂衍射峰；ENZ-SAL系统稳定性略高，30天内保持较高无定形比例，60天后出现结晶峰；ENZ-25H系统稳定性最优，60天内保持完全无定形，90-120天后仅检测到微弱ENZ衍射峰，无25H特征峰。芳香氨基酸系统再结晶延迟：ENZ-PHE和ENZ-TRY系统分别保持无定形31天和32天，约2个月后出现结晶。稳定性与T_g值相关性分析发现，ENZ-25H系统尽管T_g（73°C）低于ENZ-PHE（95°C）和ENZ-TRY（106°C），但长期物理稳定性更优，因其组成恰好对应低共熔点，形成热力学优势状态，具有最小化吉布斯自由能、优化分子堆积和减少相分离或结晶驱动力等特点，尽管T_g中等，仍能有效提高结晶动力学屏障。

3.6. ENZ固体形式的固有溶出速率（IDR）

结晶ENZ的IDR值最低（0.45 μg·cm^-2·min^-1），转化为无定形态后IDR提高约1.5倍（0.65 μg·cm^-2·min^-1）。所有共无定形系统的IDR值均显著高于结晶和无定形ENZ：ENZ-PHE系统IDR为0.80 μg·cm^-2·min^-1（提高1.8倍），ENZ-2AA系统为1.05 μg·cm^-2·min^-1，ENZ-SAL系统为1.38 μg·cm^-2·min^-1（3.1倍），ENZ-25H系统达1.62 μg·cm^-2·min^-1（3.6倍）。溶出增强顺序为：结晶ENZ < 无定形ENZ < ENZ-PHE < ENZ-2AA < ENZ-SAL < ENZ-25H。苯环上带羟基（-OH）取代基的共形成剂（SAL和25H）溶出改善最显著，羟基可增强共无定形基质润湿性和亲水性，促进更快速溶出。

本研究深入揭示了恩杂鲁胺共无定形系统形成机制，强调芳香性和π-π相互作用在共形成剂选择中的关键作用。系统筛选表明，仅含苯环的共形成剂能与ENZ形成完全无定形二元系统，而非芳香共形成剂则无法实现完全无定化。晶体结构分析证实ENZ晶体主要通过π-π堆叠而非氢键稳定，共无定形系统的形成归因于无定形态的稳定化——π-π网络减弱或部分破坏，分子混合改善。此外，共形成剂苯环与ENZ芳香部分的几何兼容性促进无定形相中高效分子堆积，防止相分离，确保结构稳定性。

热分析证实形成了T_g升高的单相无定形系统，稳定性研究表明对应低共熔组成的ENZ-2,5-二羟基苯甲酸（ENZ–25H）系统保持无定形近四个月，IDR测试显示其溶出速率比结晶ENZ提高3.6倍，这主要归因于OH基团数量增强润湿性和共无定形基质亲水性。

该研究阐明了驱动共无定形形成的关键结构特征，可为其他难溶性芳香族API的共形成剂设计提供指导，拓展该策略在ENZ之外的应用范围。通过揭示分子水平机制和提供理性筛选标准，本研究显著推进了共无定形系统领域发展，为改善难溶性药物生物利用度提供了有效策略。