微丸技術已在獸藥生產方面得到越來越多的應用,比如替米考星、恩諾沙星、泰妙菌素、北里黴素等產品味道比較苦澀,若是不經過包被的話,是不適合給畜禽口服給藥的。因為在口腔中有苦味的有些藥品,不但達不應有的血藥濃度而見效,而且還會嚴重影響畜禽的採食,進而又造成比較大的藥物浪費。
下面就對微丸製備方法及原理進行簡單概述:
一
微丸概述
微丸(又稱小丸pellet),是指直徑約為1mm,一般不超過2.5mm的小球狀口服劑型,在製藥工業中製備的小丸常在500-1500µm之間。微丸可裝入膠囊或壓成片劑,或其它包裝供臨床使用。也可採用不同的處方及製備方法,將藥物製成速釋、緩釋或其它用途的微丸製劑。
二
微丸成型過程
微丸成核與生長根據不同制丸工藝,其形成基本機理可劃分為四種類型,即成核(nucleation)、聚結(coalescence)、層結(layering)和磨蝕轉移(abrasion trasion transfer)過程。
1
成核
成核過程是微丸最初形成機理之一,將液體小心加入或噴入藥粉中,通過液橋聚集形成空氣-水-固體三相核。體系中不斷加入固體粉末和粘合劑,丸核數量也隨之增加,成核過程主要是靠液橋作用完成的。
2
聚結
聚結過程是已成形丸核隨機碰撞形成較大粒子的過程。只有那些表面稍帶過量水分的核才能發生有效碰撞。
3
層結
層結過程是描述繼續加入原粉到已成核的體系中,使核成長的過程。加入物可以是乾燥的,也可以是潤溼的,但加入物粒徑必須比已成核直徑要小,由於每次加入的量較小,核成長速度也較慢。
4
磨蝕
磨蝕轉移過程是丸芯在相互撞擊過程中,物質從一個丸芯上剝落而粘附到另一個丸芯表面的過程。
三
微丸的製備方法
微丸成型取決於所選制丸設備類型和製備過程。有4種制丸基本類型,即旋轉式制丸、層積式制丸、壓縮式制丸及球形化制丸.
1旋轉式制丸
旋轉式制丸是研究最多和最充分的一種制丸過程,亦是最早的機械制丸工藝,其主要設備是旋轉式金屬容器,容器的形狀有鼓形、盆形、碟形等。
旋轉式制丸技術第一階段包括原粉粒子的隨機碰撞形成較大粒子(成核)和隨後的聚結過程,最終形成較好的丸核,丸核的大小取決於原粉粒子的大小、水分、粘合劑溶液的粘度、基質的溼度、滾動和乾燥速度以及其它影響丸核形成的各種因素。
2層積式制丸
層積式制丸是指藥物以溶液、混懸液或乾燥粉末的形式沉積在預製成形的丸核表面的過程,沉積物可能是結晶、顆粒或丸核。有兩種工藝技術:一種是藥物從溶液、混懸液中連續層積在丸核上的液相層積法,另一種是乾燥粉末層積在丸核上的粉末層積法。
3壓縮式制丸
壓縮式制丸是指用機械力把藥物及賦形劑壓制成一定大小微丸的過程。
4球形化制丸
球形化制丸技術是將熱熔物、溶液或混懸液噴霧形成球形顆粒或微丸的過程。霧化液體在其它制丸技術(如液相層積法)中也被採用,但僅僅是用於微丸成長過程。在球形化制丸技術中,通過蒸發或冷卻作用,霧化過程能直接從熱熔物溶液和混懸液得到球形顆粒。液體被霧化後,產生很大的表面積,這就進一步增加了霧滴的乾燥和冷卻效果。
四
微丸的幾種製備工藝
1
擠壓-滾圓成丸法
它是目前製備小丸劑最廣泛應用的方法。利用擠壓-滾圓法制備小丸至少須採用擠壓機和滾圓機兩臺機器方能完成造丸過程。
用擠壓-滾圓法制小丸 ,製備過程分四步完成:
(1)溼料的製備(造粒):
將藥物與輔料混合均勻,加入粘合劑,將粉料製成具有一定可塑性的溼潤均勻的物料,或將溼料經造粒機制成溼顆粒。
(2)擠壓過程:
將第一步製成的塑性溼料或溼粒置於擠壓機內,經螺旋推進或輾滾等擠壓方式將溼料通過具一定直徑的孔或篩,壓擠成圓柱形條狀擠出物。
(3)滾圓成丸過程:
將上述擠出物堆卸在滾圓機的自轉摩擦板上,擠出物則被分散成長短相當於其直徑的更小的圓柱體,由於摩擦力的作用,這些塑性圓柱形物料在板上不停地滾動,逐漸滾成圓球形。
(4)小丸的乾燥:
這是擠壓一滾圓法制備小丸的最後一步,常見的乾燥方式有:①室溫下乾燥,②置烘箱內乾燥,③流化床(蒸發溫度下),乾燥④冷凍乾燥,⑤微波爐乾燥。
2
離心-流化造丸法
離心-流化造丸法應用離心造粒機,可在一密閉的系統內完成混合、 起母、成 丸、乾燥和包衣全過程,造出圓而均勻的球粒。制丸時可將部分藥物與合適輔料的混合細粉或母粒直接投入離心機流化床內並鼓風,粉料在離心力及摩擦力的作用下,在定子和轉子的曲面上,形成渦旋迴轉運動的粒子流,使粒子得以翻滾和攪拌均勻,通過噴槍噴射入適量的霧化漿液,粉料凝結成粒,首先獲得直徑為0.18~0.45mm的球形母核,然後繼續噴入霧化漿液並噴撒含 藥粉料,使母核增大成丸,可獲得圓整度很高的小丸。小丸經乾燥後,噴入霧化的合適包衣液,使小丸表面包上一定厚度的薄膜衣,即得膜控小丸。
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流化床製備微丸
流化床製備微丸時,主要是通過層積過程完成的藥物和輔料的乾燥粉末在下部熱空氣流的作用下,從產品收集室上升至上部沸騰膨脹室中,混合一段時間後沸騰室中的噴霧頭開始旋轉並噴射粘合劑溶液,吸收了溶液的粉末開始粘結成小粒子,隨著粘合劑的不斷加入,小粒子慢慢聚結並在不斷的“沸騰”過程中形成微丸。由於微丸體積及密度較大,沉降在小粒子和粉末下部。
4
普通及改進包衣鍋製備微丸
一般製備工藝通常採用以下一種或多種操作過程進行:加入乾燥藥粉至空白丸種上(如小糖珠)制丸(層積過程);用乾燥藥物顆粒或結晶作為起始丸種製備微丸(層積過程);加入含藥溶液或混懸波至空白丸種上制丸(層積過程);在普通微丸表面包上一層控釋層(微丸包衣)。
5
在液體介質中製備微丸
(1)液中乾燥法
該法採用惰性液體(如液體石蠟或甲基硅油)作為外相,內相為含一定藥物和高分能子材料的有機溶液,加適量W/O型表面活性劑(如司盤85等)和硬脂酸鎂為乳化劑,在攪拌狀態下,將內相慢慢倒入外相中,形成液體石蠟或甲基硅油包裹有機溶液的乳劑,在常壓或減壓條件下,逐漸升高溫度,使內相有機溶劑慢慢揮幹,即形成固化的含藥微丸,濾出微丸,用環己烷洗滌,減壓乾燥。本製備工藝於高沸點連續相中直接加熱揮發低沸點分散相溶劑,分散相中固體物料呈球狀析出。
(2)球型結晶技術
它是指藥物在溶劑中結晶時發生結聚而製成微丸的一種技術。該法制備微丸是取一定量藥物或與高分子材料(載體)加有機溶劑溶解,在攪拌條件下,倒入蒸餾水中後,滴加架橋劑,在一定溫度下,攪拌一定時間,待藥物結聚完全後,過濾,流通空氣中乾燥製得微丸。
(3)水中分散法
該法是利用高級脂肪醇、高級脂肪酸或蠟質材料在高溫下呈液體的特徵,把它們作為藥物載體分散在熱水中,乳化形成O/W型乳劑,冷卻後,高級脂肪酸、高級脂肪醇或蠟質材料凝固形成固體微丸。本法較適合水不溶性或難溶性藥物微丸的製備,藥物常以微晶或分子狀態分散在載體中。
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五
影響微丸成型的因素
小丸的成型和成型後小丸的質量受許多因素的影響,歸納為處方及成型工藝兩方面因素的影響,同時各種因素之間常常又存在交互的影響。
1
處方因素
(1)藥物性質
不同藥物由於粉粒性質如結晶形狀、流動性、粘結能力等的不同,往往不同藥物用同一處方或制丸工藝時,成丸效果不同。藥物的溶解度對產生一定塑性溼料所需的用水量產生影響,從而影響小丸的成形,可溶性藥物會溶解在粘合劑溶液中,增加液相體積,而使系統過溼。
(2)輔料的影響
組成小丸的輔料種類、數量和性質不同會極大地影響小丸的成型及小丸的質量。製備小丸最常用的輔料為稀釋劑和粘合劑。常用微晶纖維素為稀釋劑與藥物細粉混合,藉助水的作用使細粉粘結成粒,有人認為微晶纖維素是一種成球促進劑。它的作用就像一種“分子海綿”,能保留水分。
2
工藝因素
(1)造丸方法
造丸的方法不同,同一藥物所製成的小丸性質常有不同表現。例如用擠壓一滾圓法制備的小丸在製備過程中除受物料內粘合力的作用外,還受到外加機械擠壓力的作用,所成小丸孔隙率低、密度大,較用包衣鍋滾動製成的小丸難崩解,釋藥慢;即使用同一造丸方法,但使用不同類型的機械仍可產生不同圓整度和粒度分佈的小丸。
(2)工藝條件
製備小丸時操作條件的不同也會在很大程度上影響小丸的成形和質量。用擠壓-滾圓法成丸時,擠出篩孔的大小(孔徑與長度之比)、擠出速率、擠出溫度、滾圓速率、時間和滾圓機負荷,以及乾燥方法等的變化都可能影響到小丸的質量。
六
微丸的質量評價
1
小丸粒度的大小
小丸的大小可用各種參數:粒度分佈、平均直徑、幾何平均徑、平均粒徑和平均粒長等來表達。小丸粒子大小的分析,目前應用最多和最簡單的方法是篩析法。例如取100~200g小丸在搖擺振盪器中用直徑為20cm的篩篩分一定時間,收集通過一系列篩目(例如10、16、20、40、60和80目等)小丸的重量即可繪製小丸的粒度分佈圖,並可瞭解到此批小丸主要分佈在哪個粒度範圍。
2
小丸的元整度
小丸的圓整度是小丸的重要特性之一,是反映了小丸成形或成球的好壞,小丸的圓整度會直接影響膜在丸面的沉積和形成,故可影響到膜控小丸的包衣質量,進而影響膜控小丸的釋藥特性。大小和形狀均一、表面平滑、圓整的小丸是製備膜控小丸最理想的條件。
3
堆密度
取100g小丸緩緩通過一玻璃漏斗傾倒至一量筒內,測出小丸的松容積即可計算出小丸的堆密度。
4
強度或硬度
可採用作用原理類似於片劑硬度儀的儀器測定。
5
釋放
小丸中藥物的釋放是小丸的重要特性,小丸的組成、荷藥量、硬度等都與藥物自小丸的釋放有關。