论文部分内容阅读
在过去的几十年里,超临界流体(SCF)技术已经被广泛应用于药物微粒的制备。超临界流体技术制备药物微粒可有效克服传统方法中大量使用有机溶剂、产物易降解、产物粒度分布广等缺点。在众多SCF技术进行药物微粒化的过程中,超临界流体快速膨胀过程(RESS)是最简单且有效的方法之一。RESS技术具有以下优势:设备简单,操作条件温和,产物粒径可控且粒径分布窄,产物不易降解等。溶质在SCF中的溶解度数据对于SCF技术的优化设计至关重要,是RESS过程制备微粒的重要研究部分。本文选用抗癫痫药物乙琥胺为模型药物,采用静态浊点法测定其在超临界二氧化碳(SC-CO2)中的溶解度数据(T=313.15 K、318.15 K、323.15 K、328.15 K;P=9-15 MPa)。结果表明,当温度保持一定时,乙琥胺在SC-CO2中的溶解度随压力的升高而增大。相反地,当压力保持一定时,溶解度随温度的升高而降低。此外,本文还采用四种半经验方程:Chrastil、Bartle、K-J和MST对实验测得的溶解度数据进行关联拟合并都取得了较好的拟合效果。实验测得的溶解度数据和拟合结果将为基于SC-CO2的研究提供有效的基础数据。RESS过程的实验研究已经进行了二十多年,而数值模拟作为一种良好的补充工具有助于更好地分析和理解流体的流动行为,以优化RESS技术的工艺。因此本文建立二维模型,利用FLUENT软件对RESS过程的流场进行模拟。对计算得到的流场特征进行初步分析,并考察入口温度和入口压力对流场参数的影响。结果表明,压力在喷嘴出口之前已经降低到超临界态以下,因此溶质的成核在通过喷嘴出口之前就已经完成。较低的入口温度和较高的入口压力对应较高的密度降,在SC-CO2膨胀过程中溶质会达到更高的过饱和度,利于形成粒径更小的颗粒。此外,本文还通过RESS实验过程对已测定溶解度数据的模型药物乙琥胺进行微粒化研究,并考察RESS过程中萃取温度、萃取压力和膨胀室温度对乙琥胺微粒粒径和形貌的影响。实验结果表明,经过RESS过程处理的乙琥胺颗粒的粒径和形貌都比原料有了很大程度的改善。萃取温度的降低、萃取压力的提高会使制得的乙琥胺微粒粒径减小,而膨胀室温度提高不仅会导致制得的乙琥胺微粒粒径增大,而且会使颗粒的团聚程度增加。本文的实验条件中,当萃取温度为313.15 K,萃取压力25 MPa,膨胀室温度为273.15K时,制得平均粒径(1.89μm)最小的乙琥胺微粒。实验结果较好地验证了RESS过程流场的模拟计算结果和超临界流体单相成核热力学的研究。