(1) 용해속도론과 용해도 지배 인자

① Noyes-Whitney 식과 확산층

Noyes-Whitney 식은 용해속도가 표면적과 포화용해도에서 농도를 뺀 농도차에 비례함을 나타낸다.

Nernst-Brunner 확산층 모델은 확산계수와 확산층 두께, 표면적을 도입해 dC/dt=DA(Cs-C)/Vh로 정리한다.

교반이 세면 확산층 두께가 감소해 용해속도가 증가하고, 점도가 커지면 확산계수가 줄어 감소한다.

sink condition은 용액 농도가 포화용해도의 10분의 1 이하인 조건으로 농도차가 일정해 용출이 일정하다.

② 고유용해속도와 입자크기 효과

고유용해속도(intrinsic dissolution rate)는 디스크로 표면적을 고정해 단위 면적당으로 나타낸다.

용해도곱(Ksp)은 난용성 염이 해리한 이온 농도의 곱이며 공통이온이 있으면 용해도가 감소한다.

Ostwald-Freundlich 식(입자크기와 용해도) : 입자 반지름이 작을수록 표면에너지 기여가 커져 용해도 증가

③ 수치 기준 정리표

(2) 용해도 증대 전략

① 용매 특성과 공용매

유전상수는 용매 극성의 척도로 물은 약 78이고, 용해도파라미터(δ)가 비슷할수록 혼합 엔탈피가 작아 잘 섞인다.

공용매(cosolvency)는 에탄올·프로필렌글리콜로 혼합용매 유전상수를 낮추고, 하이드로트로피는 니코틴아마이드를 고농도로 넣어 용해도를 올린다.

② 고체상 변형에 의한 개선

염(salt) 형성은 이온화기를 가진 약물의 용해도와 용해속도를 높인다.

공결정(cocrystal)은 약물과 중성 형성체가 수소결합으로 결정격자를 이뤄 이온화기 없이도 적용된다.

공융혼합물은 특정 조성에서 각 성분 융점보다 낮은 온도에 녹아 미세 분산 효과를 준다.

(3) 분배현상과 pH 의존성

① 분배계수 logP와 logD

분배계수 logP/분배계수 logD : logP는 비이온형의 옥탄올-물 분배 농도비 상용로그 · logD는 특정 pH에서 이온형 포함 겉보기 값으로 logP보다 작음

지질친화성이 커지면 생체막 투과는 증가하고 수용해도는 감소한다.

② pH-용해도 프로파일

Henderson-Hasselbalch 식은 pH와 pKa 차이로 이온형과 비이온형 비율을 계산한다.

pH-용해도 프로파일과 pHmax에서 유리형 곡선과 염 곡선이 교차해 총용해도가 최대가 된다.

약산은 pH가 높을수록, 약염기는 pH가 낮을수록 이온형이 늘어 용해도가 증가한다.