中國粉體網訊 制粒是把粉末、塊狀物、溶液、熔融液等狀態的物料進行處理制成具有一定形態和太小的顆粒(粒子)的操作。制粒的歷史最早可追溯到18世紀。在現在,制粒技術已經被廣泛應用于食品、化工、藥品等領域。其中,藥物制粒具有悠久的歷史。
何為藥物制粒?
藥物制粒就是將原料(中藥為浸膏)與一定比例的輔料相混合,用水或乙醇等作為潤濕劑制成所需大小的顆粒。有些劑型如片劑、膠囊劑等,顆粒是一個中間體,而有些劑型如顆粒劑,顆粒是一個最終的產品,所以制粒工序或制劑工藝在制劑生產過程中是非常重要的環節。
藥物為何要;
(1)改善流動性。一般顆粒狀比粉末狀粒徑大,每個粒子周圍可接觸的粒子數目少,因而黏附性、凝聚性大為減弱,從而大大改善顆粒的流動性,便于計量、配料,改善流動性利于給料,使固體具備與液體一樣定量處理的可能。
(2)防止各種成分的離析。當混合物各成分的粒度、密度存在差異時容易出現離析現象。
(3)防止粉塵飛揚及器壁上的黏附。粉末的粉塵飛揚及黏附性嚴重,制粒后可防止環境污染與原料的損失,減少公害。
(4)提高堆積密度以利于儲存和運輸等。
(5)改善片劑生產中壓力的均勻傳遞。
(6)改善產品的外觀,便于服用,攜帶方便等。
(7)保證產品的均勻性。改善溶解性,減少結焦和結塊的傾向,控制釋放,方便物料處理和加工。
(8)使產品適于反應、傳熱或傳質。如控制空隙率和比表面積,改善傳熱和傳質,以及改善透氣性等。
制粒方法
1.濕法制粒
濕法制粒技術在中藥制粒中應用廣泛,所得顆粒經過表面潤濕,具有顆粒質量好、外形美觀、耐磨性較強、壓縮成型性好等優點。
1.1擠出制粒
擠出制粒是在藥粉中加入適量黏合劑制成軟材后,用強制擠壓的方式通過具有一定孔徑的篩網或孔板而制粒的方法。這類制粒設備根據不同的擠壓方式可分為搖擺擠壓式、旋轉擠壓式、螺旋擠壓式等。擠壓式制粒工藝繁雜,且產率較低,與新型藥物制劑的需求不相適應。
1.2高速攪拌制粒
高速攪拌制粒將混合、制粒兩步工藝相結合,既滿足了藥品生產質量管理規范(GMP)要求,又省時高效,還可減少交叉污染。通常,黏合劑的種類和用量、制粒溫度、設備的差異等都是影響高速攪拌制粒的參數。其中,設備的差異主要體現在內部幾何形狀、攪拌槳的位置和刀片或葉輪的設計等方面,當制備相同粒徑的顆粒時,刀片位于儀器底部時需要的水或能量較少,故設備的固有功能可直接由刀片的位置決定;攪拌槳的位置則影響制備效率,側邊攪拌槳比垂直攪拌槳效率更高。
1.3流化床制粒
流化床制粒是指利用氣流使藥粉或輔料呈現懸浮流化狀態,再噴入黏合劑或中藥提取物液體,從而使粉末聚結成粒。本法所得的顆粒細小均勻,流動性好,適用于對濕熱敏感的藥物制粒。該類設備主要由容器、氣流分布裝置、過濾裝置、攪拌系統、噴霧系統等組成,目前影響設備的因素主要有空氣分流板和容器。空氣分流板的設計直接決定粒子的流化狀態,而容器的形狀、材質等均要利于粒子的流動,避免容器與物料的黏附。
2干法制粒
干法制粒是繼“沸騰制!(即流化床制粒)后發展起來的一種新制粒技術,該技術省卻了制軟材和干燥過程,可減少輔料量、提高載藥量。相較于濕法制粒,干法制粒技術對藥物有效成分影響小,更適宜于對濕、熱敏感性高的藥物的顆粒制備。
2.1滾壓法干法制粒
滾壓法干法制粒是將物料粉末混勻,壓制成適宜硬度的條帶,再經破碎制成一定大小顆粒的方法。
圖1滾壓法干法制粒簡要流程圖
滾壓法可通過調節投料速度、滾輪壓力、滾輪轉速等參數,有效控制顆粒質量。文獻報道,采用滾壓法制備化學藥顆粒時,片狀物的孔隙率和細粉會隨著滾輪壓縮力的增加而降低;當壓縮力上升到一定限度時會導致顆粒的可壓性降低;在較低的滾輪速度下產生的顆粒往往具有更好的流動性,其脆碎度也出現降低的趨勢。這些情況在中藥制劑的研究中也得到了驗證。例如,在板藍根泡騰片、感冒退熱泡騰片、雙黃連泡騰片的研究中均觀察到脆碎度隨滾輪速度增大而增加的現象。
按照滾壓法干法制粒技術的制備工藝流,可將其大致劃分為三大模塊:送料模塊、滾壓模塊、制粒模塊。進料系統大致分為兩類:一類是依靠物料自身重力進料,適用于流動性較好的物料粉末,一般常用于投量較少的實驗室滾壓設備;另一類是依靠機械外力進料,多用于大生產設備,能將物料粉末連續、穩定地推送至滾壓區域,可有效解決滯留空氣擾亂送粉的問題。
2.2重壓法干法制粒
重壓法干法制粒又稱壓片法制粒,是將藥物與輔料混勻后用較大壓力的壓片機壓成大片,然后再粉碎成所需大小的顆粒。
圖2重壓法干法制粒簡要流程圖
重壓法考察的因素主要為重壓壓力、破碎速度以及制粒速度。本法可避免滾壓法制粒中的壓縮過緊、設備摩擦產熱等問題,其顆粒的松緊可通過調節沖頭高度進行控制。重壓法干法制粒的生產成本較傳統濕法制粒降低了60%以上。目前重壓法干法制粒的相關技術研究較少,從國內的重壓法干法制粒設備來看,仍存在一些不足。
重壓設備施加的壓力較大,會導致壓制的大片硬度較大,且大片具有一定的厚度,所以在破碎環節會出現破碎不完全的現象,這將降低最終顆粒得率。
3噴霧干燥制粒法
噴霧干燥制粒是液態物料集噴霧干燥、流化制粒于一體的一步制粒過程。噴霧制粒的干燥速度快,干燥物料溫度低,適用于熱敏性物料的處理;制成的顆粒具有良好的溶解性、分散性和流動性。
參考文獻:李范珠.藥物制粒技術.化學工業出版社
吳司琪,伍振鋒,岳鵬飛,王雅琪,楊明.中國制藥工藝及其設備的研究概況。