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药物颗粒经辅药材料包衣或共沉积后,可以改变其表面性质,如粒径及粒径分布、晶形、释放时间和粘附性等,进而影响药物的输送、靶向和药效。传统的有机溶剂制备方法通常需用大量的有机溶剂、表面活性剂和其它化学原料,这会导致挥发性有机物和其它废液的排放,造成环境污染,并且不易对所得微粒的形状、粒径及粒径分布加以控制,残留的有机溶剂也很难有效地去除。 超临界CO2制粒技术是近几年发展起来的用于药物制粒的新工艺,既解决了有机溶剂的污染和残留,又容易实现对微粒形状、粒径及粒径分布的控制。由于超临界CO2的粘度低、扩散系数高,传质快,所得微粒粒径更小且分散均匀;而较低的临界压力和温度、无毒、不燃、便宜等特点,使其成为一种理想的过程介质。目前,利用超临界CO2制粒技术制备药物微粒,尤其在缓释靶向微粒的制备方面已成为当今国际药学领域的热点。本课题的研究正是在这种背景下展开的,并得到了国家自然科学重点基金项目(项目号:59836240)和上海市教委重点学科建设项目的共同资助。 本文的主要研究工作: 1.结合溶剂蒸发分离和喷雾干燥的经验和理论,进行了制粒试验装置的设计。 2.以乙基纤维素为试验材料,在自行设计的试验装置上系统研究了超临界CO2蒸发脱溶法和喷雾干燥法对乙基纤维素微粒的制备。并对三种制粒方法进行了技术经济性分析比较。 3.在前面试验的基础上,以乙基纤维素为缓释材料,以卡波普为靶向粘附材料,以阿莫西林、右美沙芬和洛伐他汀三种药物为试验对象,利用超临界CO2蒸发脱溶法和顺流式喷雾干燥法进行了具有缓释靶向粘附功能的药物微粒的制备。 本文主要结论和创新点: 1.设计了可实现多种制粒方法的试验装置。通过特殊设计的喷嘴和气液管路的配置,在本试验装置上可实现多种工艺流程,如超临界CO2蒸发脱溶法、超临界CO2顺流式和逆流式喷雾干燥法等。三种方法都成功制得了乙基纤维素微粒,说明设计是合理的。 2.引入化工领域单元操作的概念,从溶剂蒸发分离和喷雾干燥的角度对当今超临界CO2制粒技术重新分类和分析,加深和拓宽了对制粒现象和机理的认识。 3.利用超临界CO2对蒸发脱溶法制得了乙基纤维素微粒。在本试验范围内,所得乙基纤维素微粒平均粒径在0.233-9.49μm之间。温度、压力、溶液浓度和搅拌速度等工艺参数是影响微粒形状、粒径及其粒径分布的主要因素,随着温度和溶液浓度的增加,颗粒粒径及其粒径分布增加,随着压力和搅拌速度的增加,颗粒粒径及其分布减小。 4.对超临界CO2对顺流式喷雾干燥法,在本试验范围内,所得乙基纤维素微粒平均粒径在1.07-9.84μm之间。喷嘴结构、气液比、溶液浓度、温度、压力等是影响微粒粒径及其粒径分布的重要因素。气液出口为8mm的喷嘴所得颗粒粒径比4mm的要小且分布变窄、粒度均匀;气液比对颗粒粒径的影响存在一个粒径最大值;高浓度溶液所得颗粒粒径比低浓度溶液大,粒径分布略有变宽;随温度升高,微粒粒径增大,粒径分布宽;随压力增加,微粒粒径减小,粒径分布变窄。 5.对超临界CO2逆流式喷雾干燥法,本试验范围内,所制得的乙基纤维素微粒平均粒径为0.64~10.83μm。温度、压力、溶液浓度和流速等工艺参数是影响微粒粒径及其粒径分布的主要因素,随着温度和溶液浓度的增加,微粒粒径及其粒径分布增加,随着压力和溶液流速的增加,微粒粒径及其分布减小。 6.对三种制粒方法进行了技术经济性比较。 在本试验范围内,超临界CO2顺流式喷雾干燥法所得微粒的粒径分布最窄,但喷雾干燥法的操作要比蒸发脱溶法复杂的多。超临界CO2蒸发脱溶法的设备成本低于喷雾干燥法,但每次试验的运行费用却高于后者。顺流式与逆流式喷雾干燥法的设备成本和运行费用相差不多。 7.制得了阿莫西林、右美沙芬和洛伐他汀缓释靶向粘附微粒。所得药物微粒都具备缓释作用。微粒的载药量都不高,对阿莫西林和右美沙芬,平均约在10%左右,对洛伐他汀,最大为5%左右。 在本试验范围内,对超临界CO2蒸发脱溶法,在制备阿莫西林微粒时,随温度和压力升高,微粒粒径基本上呈增大趋势,粒径分布则变窄;微粒载药量差别不大。随乙基纤维素浓度增加,微粒粒径增大,粒径分布变化不大,微粒载药量呈下降趋势。在制备右美沙芬微粒时,随温度升高,微粒粒径基本上呈增大趋势,粒径分布变化不大,但微粒载药量减少。随压力增加,微粒粒径有减小的趋势,粒径分布变窄,微粒载药量也随之减少。 在本试验范围内,对超临界CO2喷雾干燥法,发现随压力增加,阿莫西林微粒粒径减小,载药量略有提高。两种不同方法相比,喷雾干燥法所得阿莫西林和洛伐他汀微粒粒径更小。