中藥粉體性質(zhì)與制備工藝的關(guān)系

中藥粉體性質(zhì)與制備工藝的關(guān)系

根據(jù)材料的“加工”程度，中藥按傳統(tǒng)的中藥制劑分為傳統(tǒng)的中藥制劑和現(xiàn)代的中藥制劑。對(duì)于固體制劑，傳統(tǒng)的中藥制劑主要是用生藥粉末加工的，而現(xiàn)代的中藥制劑主要是用提取物加工的。1航空新技術(shù)研發(fā)20世紀(jì)70年代,為了提高塑料、橡膠的品質(zhì),通過對(duì)內(nèi)加填料進(jìn)行表面改性處理能顯著提高填料的填充性能。隨后,該技術(shù)在材料制造、軍工、航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展,以滿足科研、生產(chǎn)實(shí)踐的需要。粉體改性技術(shù)系指采用物理、化學(xué)或機(jī)械的方法和工藝,有目的地改變粉末的物理或化學(xué)性質(zhì),以提高其使用功能(具生物兼容性,提高其熱、機(jī)械及化學(xué)穩(wěn)定性,改變其光、磁、電、催化、親水、疏水以及燒結(jié)特性,提高其抗腐蝕性、耐久性和使用壽命)2中藥粉體的適宜性問題粉體是中藥固體制劑成型的基礎(chǔ)。在制備成型過程中,藥物的粉碎、混合、篩析、制粒、流動(dòng)填充、壓縮成型與粉體性質(zhì)密切相關(guān);在質(zhì)量評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),粉體性質(zhì)影響著制劑的機(jī)械強(qiáng)度、吸濕、崩解、溶出(散)釋放及儲(chǔ)存的穩(wěn)定性、服用的順應(yīng)性。從某種意義上講,粉體性質(zhì)是影響制劑成型及質(zhì)量評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素之一。中藥粉末有其自身的特殊性,解決該技術(shù)在中藥制劑中的適宜性問題是本課題的關(guān)鍵科學(xué)問題。在研究對(duì)象上,中藥粉體來源于植物、動(dòng)物、礦物及其加工品或提取物,其理化性質(zhì)方面明顯不同于金屬、聚合樹脂及普通礦物等其他學(xué)科粉體改性的研究對(duì)象;在研究目的上,中藥的粉體改性是為滿足特定的制劑學(xué)性質(zhì),如改善崩解溶出性能、掩蓋不良?xì)馕?、降低吸濕性、改善流?dòng)填充性等,改性方法應(yīng)與特定的改性目標(biāo)相一致;在改性方法的選擇上,應(yīng)保證經(jīng)濟(jì)、可行、易于放大生產(chǎn),改性劑應(yīng)符合藥用標(biāo)準(zhǔn),安全性高,不引起物質(zhì)基礎(chǔ)的重大變化,因此,在改性方法的選擇上應(yīng)盡量采用物理改性的方法。3粉體學(xué)性質(zhì)的調(diào)控現(xiàn)代藥物制劑研究表明,化學(xué)成分、晶型結(jié)構(gòu)、形貌特征及表面性質(zhì)是影響單組分粉末粉體性質(zhì)的關(guān)鍵因素;而多組分粉末體系的粉體性質(zhì)還取決于多組分間的相互作用及空間位置關(guān)系。中藥粉體屬于復(fù)雜的多組分粉末體系,調(diào)控不同種類的藥物粉末之間、藥物與輔料之間的相互作用可有效實(shí)現(xiàn)粉體改性。如何實(shí)現(xiàn)上述調(diào)控,可通過改造粉末的微觀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)控宏觀性質(zhì),通過改變粉末的粉體學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)調(diào)控制劑學(xué)性質(zhì)。蒸發(fā)溶劑結(jié)晶是獲取化學(xué)藥物粉末的常用手段,自然狀態(tài)下粉末的微觀狀態(tài)為柱狀、針狀、簇狀等。由于微觀形態(tài)的限制,這些粉末并不適合直接壓片。為了改善上述情況,20世紀(jì)80年代,日本藥劑學(xué)家把球晶制粒技術(shù)引入到藥物制劑中,在液相中一步完成水楊酸的結(jié)晶析出與聚集成粒,制得了粒徑分布窄,含量均勻度高,流動(dòng)性、填充性及壓縮成型性好的球形粒子,對(duì)于粉末直壓工藝具有重要意義粉末性質(zhì)是制約工藝條件選擇及制劑學(xué)性質(zhì)的重要因素。青霉素G鉀在微觀形態(tài)上呈現(xiàn)出針晶狀態(tài),流動(dòng)填充性差,為了滿足分劑量灌裝的要求,需要在無菌分裝前折斷其針晶,改善流動(dòng)性。較之于傳統(tǒng)的濕法制粒壓片,粉末直壓制片能大大減少制劑工序,提高藥物在制劑過程中的穩(wěn)定性,改善片劑的崩解性與藥物的溶出度,而要實(shí)現(xiàn)粉末直壓,粉末必須具備良好的流動(dòng)性、填充性及可壓性4改性與復(fù)合改性依據(jù)粉體改性的原理及改性后粉體的結(jié)構(gòu)特征,復(fù)雜的粉體改性技術(shù)可歸為包覆改性與復(fù)合改性2大類。包覆改性主要針對(duì)粉體表面的處理,即使用改性劑包覆、成囊或吸附接枝于藥物粉末表面而實(shí)現(xiàn)改性;復(fù)合改性主要針對(duì)粉體結(jié)構(gòu)的處理,即使用改性劑(藥物或輔料)對(duì)藥物粉末進(jìn)行分散、復(fù)合或裝載而實(shí)現(xiàn)改性。4.1包裝置4.1.1膜法制備成ce-ph-溶劑該法系指將改性劑(有機(jī)物分子)中的官能團(tuán)吸附在粉體表面或在粒子表面產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng),從而對(duì)粒子表面進(jìn)行包覆或接枝以改變粉體表面性質(zhì)的一種方法。一般地,要綜合考慮粉體的表面性質(zhì)、改性后產(chǎn)品的質(zhì)量要求、用途及工藝成本等溶劑揮發(fā)法系指將改性劑溶解于揮發(fā)性有機(jī)溶劑中,再將該液體與粉末或顆?；靹?、攪拌,加熱揮發(fā)除去有機(jī)溶劑,改性劑在粉末或顆粒表面形成一層薄膜的方法。其中,揮發(fā)性有機(jī)溶劑的表面張力宜小,潤濕性好,易鋪展;攪拌的轉(zhuǎn)速可適當(dāng)加快,但應(yīng)避免顆粒解體;溶劑揮發(fā)溫度應(yīng)適宜,部分提取物玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低,溫度過高會(huì)導(dǎo)致提取物表液化發(fā)黏團(tuán)聚。根據(jù)有機(jī)薄膜性質(zhì)的不同,可用于不同的制劑學(xué)目的,如防潮噴霧干燥法主要用于微型膠囊的制備,形成微囊能提高藥物的穩(wěn)定性,掩蓋不良?xì)馕都翱诟?降低胃腸道的刺激性。在噴霧干燥的工藝參數(shù)中,進(jìn)風(fēng)溫度、泵液速度及霧化氣流速對(duì)成囊率影響顯著。適當(dāng)增加進(jìn)風(fēng)溫度,減慢泵液速度,能提高微囊的成型率及干燥程度;適當(dāng)減小霧化氣流速能增大微膠囊的粒徑,減小比表面積此外,溶劑揮發(fā)法或pH沉淀法還能用于一種(類)藥物沉淀附著于另一種(類)藥物的表面,形成包覆,以改善粉體性質(zhì)。溶劑揮發(fā)法系利用不同藥物在液體中溶解度的不同而實(shí)現(xiàn)的;一般地,溶劑表面張力宜小,沉淀藥物在溶劑中溶解度好,被沉淀藥物在溶液中難溶或不溶,在磁力攪拌器或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上加熱揮發(fā)溶劑,使溶解的藥物重新結(jié)晶沉積于被沉淀藥物表面,形成表面沉淀包覆。為解決多組分中藥干粉吸入劑因粒徑、密度、含水率等不同而導(dǎo)致在呼吸道傳遞不同步(沉積行為不同、釋放部位不同)的問題,郭立瑋等4.2嵌入藥物粉體結(jié)構(gòu)復(fù)合改性是將改性劑(輔料或其他藥物)嵌入藥物粉體中,實(shí)現(xiàn)對(duì)粉體結(jié)構(gòu)的改變與重組,進(jìn)而改變粉體性質(zhì)。根據(jù)復(fù)合重組原理的不同,可分為分散、復(fù)合、裝載3種情況。4.2.1機(jī)械研磨改性的機(jī)理該法系指利用機(jī)械力的作用使處方中某原料藥物與改性劑(或另一特性的藥物)互相分散,以改變藥物粉體性質(zhì)的一種方法。藥物與改性劑互相分散后形成的粉體,保留了部分藥物粒子與改性劑粒子,形成了一些物理形態(tài)發(fā)生變化而化學(xué)性質(zhì)不變的新粒子,甚至部分藥物與改性劑形成的復(fù)合粒子。機(jī)械研磨過程中,藥物及改性劑會(huì)因機(jī)械力的作用而破碎,形成新的斷面,部分藥物(如提取物)甚至?xí)蚴芰Ξa(chǎn)生熱能導(dǎo)致提取物表面融化,因此,外部機(jī)械力及內(nèi)部的分子間作用力與固體橋是機(jī)械研磨改性的主要作用力。此外,改性后粉體的粒徑分布、微觀形態(tài)、比表面積與孔隙率、吸水性與潤濕性、黏彈性等性質(zhì)均不是藥物與改性劑物性的簡單加合,而呈現(xiàn)出許多新的特點(diǎn),這與改性劑的種類、狀態(tài)及改性工藝密切相關(guān)。機(jī)械研磨分散法的基本原理見圖14.2.2改性劑與可溶性法該法系指將原料藥物或浸膏與改性劑在液相中互相分散而實(shí)現(xiàn)粉體改性的一種方法。改性劑可以是可溶性,也可以是不溶性。對(duì)于可溶性改性劑,兩者能實(shí)現(xiàn)分子層面的均勻分散,原料藥物與改性劑之間的分子間作用力是兩者結(jié)合的基本作用力;對(duì)于不溶性改性劑,干燥過程中,殘留液體干燥后可溶性物質(zhì)析出形成的固體橋4.2.3重組粒子的制備該法系指利用機(jī)械力的作用使多種藥物(或輔料)的微粒按照一定的結(jié)構(gòu)模型重組為新的粒子,以改變藥物粉體性質(zhì)的一種方法。根據(jù)改性對(duì)象的不同,可以是藥物與藥物復(fù)合,如傳統(tǒng)丸散劑的原料;也可以是藥物與輔料的復(fù)合,如提取物(單體)與輔料。結(jié)構(gòu)模型主要指核殼結(jié)構(gòu)模型(一種復(fù)合多相結(jié)構(gòu))4.2.4改變藥物的性質(zhì)該法系指利用具有特殊性質(zhì)的輔料作為載體,將藥物裝入其中,以改變藥物粉體學(xué)性質(zhì)甚至釋放規(guī)律的一種方法。目前以具有多孔性結(jié)構(gòu)的輔料作為載體研究較多,如多孔淀粉5中藥粉體改性技術(shù)的理論依據(jù)及最佳工藝建立一套適宜的“物理特性評(píng)價(jià)體系”是中藥粉體改性技術(shù)需要解決的另一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題,對(duì)于指導(dǎo)中藥固體制劑研究、生產(chǎn)及質(zhì)量控制具有重要的意義5.1外觀特性外觀性狀包括顏色、氣、味。顏色的可視化、可量化技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,如利用色彩色差計(jì)可將粉末的顏色轉(zhuǎn)換為量值,黃學(xué)思等5.2干法和濕法測定形貌結(jié)構(gòu)包括粒徑分布、比表面積與孔隙率、微觀形貌結(jié)構(gòu)。粒徑分布測定方法很多,馬爾文粒徑測定儀的使用最為常用,包括干法與濕法2種。干法是采用高真空分散粉體,濕法是采用分散介質(zhì)(如水、含水醇等)分散粉體。就經(jīng)驗(yàn)而言,濕法測定比干法測定結(jié)果更為準(zhǔn)確,但對(duì)于提取物粉體溶于水、不潤濕或藥材粉末吸水膨脹不適合采用濕法測定;干法測定要注意濕度的控制。比表面積與孔隙率采用N5.3光學(xué)接觸角法表面性質(zhì)包括表面潤濕性(接觸角)、表面自由能及表面元素分布。接觸角測定的常用方法包括透過高度法與視頻光學(xué)接觸角測定法;透過高度法對(duì)含有水溶性組分的提取物不適用,對(duì)于吸水性差的粉末也不適用;視頻光學(xué)接觸角測定法能觀察到液滴在粉末(壓片)表面的鋪展?jié)櫇袂闆r,能計(jì)算出初始接觸角與平衡接觸角。采用動(dòng)態(tài)接觸角、Young方程以及Owens-Wendt-Kaelble法相結(jié)合的方法,選取甘油、甲酰胺、水等多種測試液,聯(lián)立解方程能計(jì)算出固體表面的極性分量和非極性分量值,兩者之和即為表面自由能5.4力學(xué)屬性力學(xué)性質(zhì)包括試硬度、黏附性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性等。杜若飛等5.5材料結(jié)構(gòu)制劑性質(zhì)包括吸水性、吸濕性、流動(dòng)性、密度、壓縮性等及其他與制劑相關(guān)的性質(zhì)。6技術(shù)的應(yīng)用前景粉體改性技術(shù)是從其他學(xué)科引入到中藥領(lǐng)域,如何實(shí)現(xiàn)該技術(shù)與中藥制劑的制備工藝相適宜,如何科學(xué)系統(tǒng)地評(píng)價(jià)改性效果,如何將該技術(shù)有效地融入上市品種的二次開發(fā)與品質(zhì)提升,需要藥劑學(xué)學(xué)者的共同努力及其他學(xué)科人員的大力參與。但其作為一門中藥制劑新技術(shù),已展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢與廣闊的應(yīng)用前景。中藥粉體改性技術(shù)的深