21.根據 Stokes equation 設計理想之懸液劑(suspension)，下列敘述何者最適當？
(A)應儘量增加黏度，使沉降速率越小越好，最好趨近於 0
(B)應儘量減低黏度，使沉降速率越大越好
(C)粒子密度應小於溶劑密度，避免沉降速率過快而影響分散
(D)粒子密度應大於溶劑密度，避免粒子漂浮不易分散

核心學理：史托克定律（Stokes' equation）公式

• v：沉降速率（Sedimentation rate）

• r：粒子半徑（Particle radius）

• $\rho_p$：粒子密度（Particle density）

• $\rho_f$：介質/溶劑密度（Fluid density）

• g：重力加速度

• $\eta$：分散介質的黏度（Viscosity）

為什麼 (D) 是最適當的設計考量？

• (D) 敘述完全正確（本題答案）：

  • $\rho_p > \rho_f$（粒子密度大於液體密度）：當粒子密度大於液體時，$(\rho_p - \rho_f) > 0$，粒子會朝底部「沉降」。沉降在底部的沉澱物，只要透過適當的凝絮設計（Flocculation），就能輕鬆藉由「搖勻（Resuspension）」重新恢復均勻分布。

  • 如果 $\rho_p < \rho_f$（粒子密度小於液體，即選項 C）：$(\rho_p - \rho_f) < 0$，粒子會發生「上浮 / 浮游（Creaming / Floating）」漂浮在液面上。浮在頂層的粒子極易聚集並乾涸結塊，比沉降在底部的沉澱物還要難以重新搖勻！因此理想設計中，粒子密度應稍微大於溶劑密度。

為什麼其他選項（A、B、C）不適當？

• (A) 應儘量增加黏度，使沉降速率越小越好，最好趨近於 0（不適當/極端錯誤）：

  • 雖然增加黏度（$\eta$）可以降低沉降速率（$v$），但黏度絕不能「無限制地儘量增加」！

  • 如果黏度太高（像麥芽糖或膏狀），病人會極難將藥水從瓶子裡倒出來（Pourability 差），或是倒出時劑量不精準。理想懸液劑應採用假塑性流體（Pseudoplastic）或觸變性流體（Thixotropic），靜置時高黏度防沉降，搖晃倒出時變低黏度好倒出。

• (B) 應儘量減低黏度，使沉降速率越大越好（錯誤）：

  • 黏度太低會導致藥物粒子沉降速度太快，病人還來不及倒出正確劑量，藥物就已經沉到底部了，會造成劑量不均勻。

• (C) 粒子密度應小於溶劑密度（錯誤）：

  • 如前所述，粒子密度小於溶劑會導致藥物「上浮（Floating）」，在頂層形成難以搖散的膏狀物，是藥劑學上要避免的現象。

• Stokes' Law 懸液劑設計黃金準則：

  1. 粒徑 $r$ ➡️ 微粉化（減小 r）可大幅降低沉降速率。

  2. 密度 $\rho$ ➡️ 粒子密度應 大於（$\rho_p > \rho_f$） 介質密度（防頂層上浮 Floating）。

  3. 黏度 $\eta$ ➡️ 適度增加（不可過高），且具備假塑性/觸變性（靜置黏、搖晃稀、好倒出）。

(C) 如果粒子密度小於溶液，那完全不符合「懸液劑」的定義，等於粒子會漂浮在液體上層耶