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摘 要:本文就挤出滚圆法制备纳米中药微丸的工艺方法进行研究和探索,并对制备工艺条件对制粒机产品的影响进行分析,在此基础上考察微丸的物理性质。实验结果显示挤出滚圆法所制备的纳米中药微丸具有良好的物理性能,因此表明选取挤出滚圆法具有良好的应用价值。本文就此工艺进行简要分析,仅供相关人员参考。
关键词:挤出滚圆法;纳米中药;微丸;制备工艺
纳米中药的化学活性比较高,其内部有效成分易于被人体吸收,纳米粉体的流动性较差,易聚团且不易加工和保存,这就导致药物生产和服用都存在一定难度。纳米中药微丸能够有效的缓解此种问题,通过基础滚圆法能够切实提高纳米中药微丸的制粒效率,颗粒表面光滑且微丸圆整度较高,可见该项制备工艺具有良好的应用效果。本文就挤出滚圆法制备工艺来对纳米中药石莲花与燕子掌微丸进行制备,并考察和分析其對微丸物理性质的影响。
1 制备工艺
1.1 试验设备
采用图1所示的挤出滚圆造粒机制备中药微丸。挤出部分主要包括电机、挤出螺杆和孔板;滚圆部分主要包括滚圆筒屯机和滚圆齿盘。
1.2 制备工艺流程
挤出滚圆法造粒主要分四步:物料混合润湿、软材挤出、软材滚圆、将制备好的湿颗粒在40度温度环境下干燥一段时间,然后用标准筛筛分,以备分析使用。
1.3 配方设计
在初步试验的基础上,以提高微丸含药量为目标,以制备的微丸颗粒收率为控制参数,按表1设计了四种配方。
1.4 微丸物性试验
用20(0.9mm)-40(0.45mm)目的标准筛筛分制备好的微丸,颗粒粒度分布如图2所示。采用固定漏斗法测微丸的堆积角,以堆积角来表征颗粒的流动性,结果见表2。微丸松密度由松密度的计算公式d=m/v求得,其中m为微丸质量,v为微丸松体积。在颗粒强度试验机上进行颗粒单向压缩实验测量微丸的强度,取100粒的平均值填入表2中。
2 分析与讨论
2.1 物料物性对制粒的影响
2.1.1 微晶纤维素对制粒的影响。实验研究显示,微丸的平均直径随着配方中微晶纤维素含量的增加而减小,详细情况见图2。在相同的制备工艺条件下,微晶纤维素的溶胀性导致颗粒粒度的分布存在一定差异。相关研究资料显示,微晶纤维素具有较强的溶胀性、吸水性和可塑性,能够吸收其三倍质量的水分。在充分吸收水分的基础上,微晶纤维素的体积迅速膨胀,导致其结构逐渐松散,在外力条件的作用下,极易出现变形情况。在挤出过程中,微晶纤维素的体积减小,基础后略微膨胀,但微丸在脱水后体积迅速缩小。就总体情况来看,微晶纤维素与重要混合物中,实际所含的微晶纤维素越多,混合物软材的体积膨胀越大,而在挤出后微丸直径则更小。
2.1.2 壳聚糖对制粒的影响。壳聚糖是天然的高分子辅料,安全无毒且生物相容性较好,在制备过程中具有诸多优点。实验研究表明,壳聚糖能够有效降低药物软材本身的黏性,促使挤出的软材条状物破断为较小长度的短圆柱,从而有效的避免了滚圆过程中微丸的团聚长大。可见在实际制备过程中,加入适量壳聚糖的微丸的平均粒径要明显小于其他相同含药量的微丸。但是在实际制备过程中应当对壳聚糖的加入量进行有效的把握,一旦加入过多会降低软材的可塑性,不利于保证微丸的圆整度。就整体情况来看,颗粒粒径以及不圆度的增大,会在一定程度上导致颗粒的流动性变差,松密度减小,从而导致压缩强度增大。
2.2 挤出力对成粒的影响
实验研究显示,实际挤出过程中,挤出物所受的挤出力越大,挤出物的密度越大,强度越高,实际滚圆的难度越大。挤出机的基础形式以及孔板的厚度是影响挤出力的重要因素。通过规范的实验研究可以发现,双螺杆挤出机和厚度为1mm的薄孔板的有效应用,能够有效的提高挤出物的可变形能力,在保证高产率的前提条件下,通过此设备来对含药量高达50%以上的中药浸膏微丸进行制备,能够切实提高微丸的有效含药量,具有良好的应用效果。
2.3 滚圆速度对微丸形貌的影响
在滚圆过程中,软材颗粒在滚圆离心机的作用下不断变形,逐渐向圆球体转变。这就要求软材颗粒在滚圆过程中不能够粘连团聚,并且颗粒的实际塑性变形能力良好,方能够保证滚圆过程的顺利完成。那么在实际滚圆过程中应当通过对颗粒所受到的离心力进行调节和控制,从而对颗粒内部水分进行有效的控制。
2.4 方的选择
1号和3号配方制成的微丸,虽然有良好的物理性质,但其载药量较低。而2号配方虽然有较高的载药量,但其颗粒的圆整度稍差,大颗粒较多。4号配方不仅具有较高的载药量、良好的物性和均匀的粒度分布,并且有高达92%的产率,因此4号配方及其相关工艺是最佳的制备石莲花微丸的方案。
3 结论
通过对挤出滚圆法造粒工艺的分析可知,用挤出滚圆法制备高载药量中药纯浸膏微丸的关键是控制软材的粘性和挤出物的可塑性,而软材的粘性和塑性变形能力除了受物料本身物性的影响外,主要受挤出机挤出力和滚圆机的滚圆速度影响。本实验通过控制挤出机的挤出力和滚圆机的滚圆速度,成功制备了高载药量的纳米石莲花微丸。此微丸具有均匀的粒度分布和良好的物性,完全可以满足微丸灌装和进一步加工的要求。
参考文献
[1]张雪.挤出滚圆法制备中药微丸的处方及工艺设计研究[D].上海:上海中医药大学,2014.
[2]李兵,阮庆文,梁妙莲.挤出滚圆法制备山楂叶总黄酮微丸处方工艺研究[J].亚太传统医药,2014.
[3]曹盛宗,王巍,王勇.挤出滚圆法制备克拉霉素微丸的处方工艺研究[J].海峡药学,2010.
关键词:挤出滚圆法;纳米中药;微丸;制备工艺
纳米中药的化学活性比较高,其内部有效成分易于被人体吸收,纳米粉体的流动性较差,易聚团且不易加工和保存,这就导致药物生产和服用都存在一定难度。纳米中药微丸能够有效的缓解此种问题,通过基础滚圆法能够切实提高纳米中药微丸的制粒效率,颗粒表面光滑且微丸圆整度较高,可见该项制备工艺具有良好的应用效果。本文就挤出滚圆法制备工艺来对纳米中药石莲花与燕子掌微丸进行制备,并考察和分析其對微丸物理性质的影响。
1 制备工艺
1.1 试验设备
采用图1所示的挤出滚圆造粒机制备中药微丸。挤出部分主要包括电机、挤出螺杆和孔板;滚圆部分主要包括滚圆筒屯机和滚圆齿盘。
1.2 制备工艺流程
挤出滚圆法造粒主要分四步:物料混合润湿、软材挤出、软材滚圆、将制备好的湿颗粒在40度温度环境下干燥一段时间,然后用标准筛筛分,以备分析使用。
1.3 配方设计
在初步试验的基础上,以提高微丸含药量为目标,以制备的微丸颗粒收率为控制参数,按表1设计了四种配方。
1.4 微丸物性试验
用20(0.9mm)-40(0.45mm)目的标准筛筛分制备好的微丸,颗粒粒度分布如图2所示。采用固定漏斗法测微丸的堆积角,以堆积角来表征颗粒的流动性,结果见表2。微丸松密度由松密度的计算公式d=m/v求得,其中m为微丸质量,v为微丸松体积。在颗粒强度试验机上进行颗粒单向压缩实验测量微丸的强度,取100粒的平均值填入表2中。
2 分析与讨论
2.1 物料物性对制粒的影响
2.1.1 微晶纤维素对制粒的影响。实验研究显示,微丸的平均直径随着配方中微晶纤维素含量的增加而减小,详细情况见图2。在相同的制备工艺条件下,微晶纤维素的溶胀性导致颗粒粒度的分布存在一定差异。相关研究资料显示,微晶纤维素具有较强的溶胀性、吸水性和可塑性,能够吸收其三倍质量的水分。在充分吸收水分的基础上,微晶纤维素的体积迅速膨胀,导致其结构逐渐松散,在外力条件的作用下,极易出现变形情况。在挤出过程中,微晶纤维素的体积减小,基础后略微膨胀,但微丸在脱水后体积迅速缩小。就总体情况来看,微晶纤维素与重要混合物中,实际所含的微晶纤维素越多,混合物软材的体积膨胀越大,而在挤出后微丸直径则更小。
2.1.2 壳聚糖对制粒的影响。壳聚糖是天然的高分子辅料,安全无毒且生物相容性较好,在制备过程中具有诸多优点。实验研究表明,壳聚糖能够有效降低药物软材本身的黏性,促使挤出的软材条状物破断为较小长度的短圆柱,从而有效的避免了滚圆过程中微丸的团聚长大。可见在实际制备过程中,加入适量壳聚糖的微丸的平均粒径要明显小于其他相同含药量的微丸。但是在实际制备过程中应当对壳聚糖的加入量进行有效的把握,一旦加入过多会降低软材的可塑性,不利于保证微丸的圆整度。就整体情况来看,颗粒粒径以及不圆度的增大,会在一定程度上导致颗粒的流动性变差,松密度减小,从而导致压缩强度增大。
2.2 挤出力对成粒的影响
实验研究显示,实际挤出过程中,挤出物所受的挤出力越大,挤出物的密度越大,强度越高,实际滚圆的难度越大。挤出机的基础形式以及孔板的厚度是影响挤出力的重要因素。通过规范的实验研究可以发现,双螺杆挤出机和厚度为1mm的薄孔板的有效应用,能够有效的提高挤出物的可变形能力,在保证高产率的前提条件下,通过此设备来对含药量高达50%以上的中药浸膏微丸进行制备,能够切实提高微丸的有效含药量,具有良好的应用效果。
2.3 滚圆速度对微丸形貌的影响
在滚圆过程中,软材颗粒在滚圆离心机的作用下不断变形,逐渐向圆球体转变。这就要求软材颗粒在滚圆过程中不能够粘连团聚,并且颗粒的实际塑性变形能力良好,方能够保证滚圆过程的顺利完成。那么在实际滚圆过程中应当通过对颗粒所受到的离心力进行调节和控制,从而对颗粒内部水分进行有效的控制。
2.4 方的选择
1号和3号配方制成的微丸,虽然有良好的物理性质,但其载药量较低。而2号配方虽然有较高的载药量,但其颗粒的圆整度稍差,大颗粒较多。4号配方不仅具有较高的载药量、良好的物性和均匀的粒度分布,并且有高达92%的产率,因此4号配方及其相关工艺是最佳的制备石莲花微丸的方案。
3 结论
通过对挤出滚圆法造粒工艺的分析可知,用挤出滚圆法制备高载药量中药纯浸膏微丸的关键是控制软材的粘性和挤出物的可塑性,而软材的粘性和塑性变形能力除了受物料本身物性的影响外,主要受挤出机挤出力和滚圆机的滚圆速度影响。本实验通过控制挤出机的挤出力和滚圆机的滚圆速度,成功制备了高载药量的纳米石莲花微丸。此微丸具有均匀的粒度分布和良好的物性,完全可以满足微丸灌装和进一步加工的要求。
参考文献
[1]张雪.挤出滚圆法制备中药微丸的处方及工艺设计研究[D].上海:上海中医药大学,2014.
[2]李兵,阮庆文,梁妙莲.挤出滚圆法制备山楂叶总黄酮微丸处方工艺研究[J].亚太传统医药,2014.
[3]曹盛宗,王巍,王勇.挤出滚圆法制备克拉霉素微丸的处方工艺研究[J].海峡药学,2010.