加速配方开发，使用电子舌提供更可靠的结果，以改善药物的适口性
鉴于大多数活性药物成分固有的苦味，开发人员面临的一个关键挑战是如何最好地使用调味剂和味道掩盖技术，使口服剂型味道宜人。这对于用户友好的口服剂型尤其重要，因为它们在口腔中停留的时间更长，尝起来更彻底。
在这篇文章中，我们考虑口味在配方开发中的重要性。我们还将探讨电子舌技术如何克服味觉测试的一些实际和伦理挑战，提供更可靠的结果，减少开发时间和成本。当涉及到开发口服药物时，片剂和胶囊通常是制药行业的“首选”剂型。然而，人们往往低估了有多少人觉得吞下它们很困难。
事实上，最近在美国和德国进行的一项研究发现，超过一半的受访者在吞咽药片和胶囊时遇到了困难，约三分之一的人认为这个问题很严重。1许多人报告说药片和胶囊卡在喉咙里。另一些人则发现它们有一种难闻的气味或味道——配方专家经常否定这种现象，因为人们普遍认为药片没有任何味道。
这些吞咽困难不仅不方便，还会对患者对治疗方案的坚持产生重大影响。同一项研究发现，32%的受访者在吞咽前将药片掰成小块，17%的人将药片压碎溶解在水中，9%的人咀嚼。所有这些行为都会对活性药物成分(API)的释放情况产生负面影响，从而影响医疗效果。最令人担忧的是，8%的人干脆不服药。
幸运的是，有一个更方便的选择。用户友好的剂型，包括泡泡片、口腔崩解颗粒(ODGs)、咀嚼片、含片和速溶饮料，越来越受到患者和消费者的欢迎，克服了传统片剂和胶囊的许多限制(图1)。这些剂型可以咀嚼、吸或作为饮料食用，而不是整个吞下，使它们易于吞咽即使是儿童、老人和吞咽困难的人。
然而，由于用户友好的剂型在口腔中停留的时间更长，它们的味道和气味更强烈。由于味道是决定接受度和患者依从性的最重要因素之一，这对制药公司来说既是挑战也是机遇，要开发出一种配方，不仅能提供愉快的口服体验，而且能真正在市场上区分产品。
我们依赖各种感官刺激的组合来形成对所消费事物的印象。外观、气味、质地和味道都会影响这种感觉。我们服用的药物和吃的食物都是如此。
人类的味觉在进化史上不断完善，它既能保护我们免受伤害，也能让我们享受最爱的食物。有毒物质尝起来通常是苦的，而甜味通常与安全的食物和能量有关。味觉也有可能通过激活疼痛感受器来导致疼痛——例如，吃了一个特别辣的辣椒。
我们的味觉是由味蕾来调节的，味蕾位于四种味觉乳头周围——舌头上表面的小结构、软腭、食道上部和会厌(图2)。虽然大多数味觉感受器位于口腔，但我们的胃里也有一些，这就是为什么有些物质到达胃后会引起呕吐。每个味蕾都有一个小的味觉孔，口腔中的液体通过它与味觉受体细胞表面相互作用。每个味蕾由大约50个味觉感受器细胞组成，这些细胞可以被唾液中溶解的物质刺激。
这些感受器让我们能够感知五种基本的味道:咸、甜、苦、酸和鲜味(鲜味来自日语中“美味”的意思，在英语中通常被描述为“savoury”)。据估计，在生命的早期阶段，我们每个人都有大约一万个味蕾。然而，随着我们年龄的增长，这个数字会减少，导致晚年味觉的改变。年龄并不是改变我们味觉感知的唯一因素，一些药物和医疗条件也会改变我们的味觉体验。
如果药品的味道和气味都很好，患者和消费者更有可能服用，这应该不足为奇。不幸的是，许多api的味道都不太好;它们可能是苦的、咸的或酸的，甚至是金属味的或涩的。近年来，制药行业一直在投资于旨在掩盖药品中令人不快的味道和气味的技术。使用热熔涂层等技术为原料药颗粒涂上物理屏障，可以非常有效地防止某些原料药的不良味道进入口腔。糖、甜味剂和调味辅料的添加也是开发美味配方的重要组成部分。
然而，开发一种特定产品的味道和香气并不像简单地从菜单上挑选你最喜欢的味道那么简单。如果没有经验丰富的配方科学家的专业知识，创造一种令人愉快甚至味道中性的产品可能会涉及一个漫长的试验和错误过程。
此外，调味剂的成功很大程度上取决于目标患者的年龄和他们的地理位置，而且还应该与产品本身协调一致。经常被忽视的一点是，一些原料药和风味辅料的组合比其他组合更好;例如，酸味原料药最好使用柑橘或浆果等酸味辅料，而不是香蕉或桃子等甜味调味品。因此，在设计产品之前，对味道的细微差别有一个坚定的理解，对于确保药物满足目标患者或消费者的需求是非常重要的。
判断味觉掩饰成功与否的传统方法是使用人体味觉试验，在这项试验中，一组人通过问卷记录他们的印象。虽然这种方法对于食品和饮料的开发来说相对简单，但对于医药产品来说，它具有更大的挑战性，因为给健康的人服用药物可能会导致不良的药理作用，这涉及到伦理问题。
药物口味测试本质上是一项临床研究，因此必须得到伦理委员会的批准。因此，这一过程通常是漫长、乏味和昂贵的，每次研究只能测试少数样本。当然，如果测试样品的味道不令人满意，整个过程必须重复。人类品尝小组的另一个限制是个体内部和个体间的可变性。由于感官印象是主观的，无论面板训练和校准得如何，结果可能会有很大差异。
为了解决与测试药品味道相关的伦理和多样性挑战，使用电子舌头是一种解决方案。就像人类的舌头一样，电子版本可以对溶解的有机或无机化合物的复杂混合物进行全面的味觉评估。除了甜、咸、酸、苦和鲜味等基本味道外，电子舌头还能检测出金属味、刺鼻味或涩味。然后可以根据样品的口味特征进行比较。
与人类测试小组不同，电子舌头产生的数据不是主观的，可以可靠地比较不同物质之间的味道特征。电子舌的仪器、方法和数据都可以进行认证和验证，这使得这种方法特别适合于制药行业。口味评价可以纳入稳定性研究和配方开发，可能会减少药物开发时间和成本。例如，电子舌头可以在配方开发的早期阶段使用，以消除对改善配方的适口性没有多大帮助的味道。2
目前市场上有两种电子舌乐器，尽管一些学术机构为了研究目的开发了自己的版本。用于自动化和高通量分析的电子舌系统目前正在开发中。3.
电子舌头由三个关键部件组成:传感阵列、信号发射和接收设备以及模式识别组件。电信号以电位变化的形式产生。统计软件用于解释和转换传感器数据为口味模式。这可以用图形或数学方法来完成。使用图形评估，不同的传感器被描绘在雷达图中，味觉轮廓可以进行视觉比较。或者，来自不同传感器的信号可以通过多元数据分析进行处理，如主成分分析(PCA)(图3)。
电子舌头依靠液体形式的样品进行分析。因此，片剂等固体制剂在分析前必须至少部分溶解。这一步骤应尽可能地复制生理过程，其中剂型在摄入时因无效而部分溶解。例如，odg等剂型在口腔中只溶解部分。因此，只能对吞咽前溶解的部分进行分析。这可以在实验室中通过添加“人工唾液”来实现，其时间与odg在吞咽之前在口腔中的时间相当(通常不到一分钟)。这种部分溶解的混合物可以过滤，并使用电子舌分析溶液。回味的评估可以通过完全溶解ODG，并将其与溶解时间较短的样品进行比较。
使用电子舌头进行配方开发有两种关键方法:自上而下和自下而上。当一个好的味道比较器产品可用时，使用自上而下的方法。在这种情况下，目标是使正在开发的产品的味道尽可能地与参考产品相匹配，这特别适合于通用产品的开发。在某些情况下，可能有关于比较国接受情况的数据，如果目标群体难以取得(例如儿科配方)，这些数据可能特别有用。图3中的PCA图显示了最终配方应如何接近安慰剂配方(和比较剂)而远离API。
相反，当没有比较器可用时，使用自底向上的方法。在这里，一种美味的安慰剂被创造出来，并通过电子舌头和人体味觉试验进行评估。然后，辅料被添加到味道不佳的API中，以使味道与电子舌头评估的结果相匹配。这种方法的优点是可以使用电子舌头来改善味觉，而不需要志愿者进行几次冗长的味觉研究。在保证味道不会影响结果的情况下，可以在临床试验中证明产品的功效。
由于药物的味道是决定患者接受度和依从性以及市场接受度的关键属性之一，制药公司必须仔细关注他们开发的产品的味道特征。虽然这对所有口服剂型都很重要，但对于比传统片剂和胶囊味道更浓郁的用户友好配方尤为重要。
电子舌头克服了许多与传统药物味觉测试板相关的伦理和实践挑战。电子舌头与专家团队的专业知识结合使用，可以显著减少与配方开发相关的时间和成本。
