第六章 粉体学基础
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几何平均径 geometric mean diameter 调和平均径 harmonic mean diameter 众数径 mode diameter 中位径 medium diameter 长度平均径 surface length mean diameter 体面积平均径 volume surface mean diameter 重量平均径 weight mean diameter 面积平均径 surface mean diameter 体积平均径 volume mean diameter 频数最多的粒子直径 累积中间值（D50）
Fra Baidu bibliotek
（四）固体分散物的类型
共沉淀物(coprecipitates)
共蒸发物 非结晶性无定形物 案例5-13 双炔失碳酯（AD）与PVP以1:8制成 共沉淀物，AD分子进入PVP分子的网状骨架中， 药物晶体受到PVP的抑制而形成了非结晶性无 定形物。从X射线衍射图证实，共沉淀物中AD 的晶体衍射峰已消失，说明形成了固体分散 物。
2.气体透过法
第三节 粉体的性质
一、密度与孔隙率
二、粉体的流动性与充填性
三、粉体的吸湿性与润湿性
（一） 粉体的密度
粉体密度公式:
真密度 粒子密度 t=W/Vt g=W/(Vt+V1 ) b=W/(Vt+V1+V2)=W/V
松(表观)密度
2. 粉体的密度测定方法
真密度测定
第六章
粉体学基础
广东药学院药剂系 易军
学习目标
1．掌握 粉体与粉体学概念，粉体性质对 固体制剂工艺和质量的影响； 2．熟悉 固体剂型的体内吸收途径；粉体 的性质（粒径与粒度分布、比表面积、密度、 空隙率、流动性、吸湿性与润湿性）。 3．了解 粉体的其他性质（充填性、压缩 性、黏附性与凝聚性）；
固体分散物制法
熔融法
滴丸（苏冰滴丸）
药物 放置变 脆
熔融
载体
骤冷固化
检查
溶剂法
药物 有机溶 剂 载体 蒸发 干燥 检查
固体分散物制法
溶剂—熔融法
药物 有机溶剂 混合 载体 熔融
骤冷固化
放置变 脆
检查
研磨法
药物
强力持久地研磨
载体
放置变脆
检查
溶剂—喷雾（冷冻）干燥法 双螺旋挤压法
1）粒子大小--适当增大粒径 2）粒子形态及表面粗糙度—球形，表
面光滑 3）密度—堆密度大于0.4g/cm3 4）含湿量 5）助流剂—滑石粉、微粉硅胶等
二、粉体流动性与充填性
2．充填性--片剂、胶囊剂的装填过程
充填性的常用表示方法有：
①松比容；②松密度；③空隙率；④空隙
5.筛分法
工业用标准筛常用“目”数表示筛号，即 以每一英寸（ 25.4mm ）长度上的筛孔数 目表示 每英寸有 100 个孔的筛号标记为 100 目筛， 能通过100目筛的粉末称100目粉 使用钢丝工业筛时，粉末粒径为 170μm ； 使用锦纶丝工业筛时，粉末粒径为 150μm。
5.筛分法
比；⑤充填率；⑥配位数
颗粒的排列模型
2.颗粒的排列模型
3.充填状态的变化与速度方程
川北方程
久野方程
4.助流剂对充填性的影响
三 粉体的吸湿性与润湿性
（一）吸湿性 空气中水蒸气分压p与物料表面水蒸气分压 pw
水溶性药物的吸湿特性
三 粉体的吸湿性与润湿性
临界相对湿度
CRH(见下页) CRHAB = CRHA•CRHB
1 压缩力的传递
Fu:上冲力；FL:下冲力 FR:径向力；FD:摩擦力 FE:推片力；h:片高 D:片径
FL ln 4 K h / D FU
压缩循环图
压缩曲线
（三） 压缩功与弹性功
二 粉体的压缩方程
1 1 ln KP ln 1 D 1 D0
第三节 固体制剂中间体--固体分散物
二、包合物
包合物----一种分子被包嵌于另一种分子的空穴 结构内而形成的络合物。 主分子、客分子 主分子（包合材料）具有较大的空穴结构，足 以将客分子（药物）容纳在内，通常按1:1比例 形成分子囊 包合物能否形成，主要取决于主分子和客分子 的立体结构和两者的极性，客分子必须与主分 子的空穴形状及大小相适应。包合物的稳定性 主要取决于两组分间Vander Waals引力的大小。
第一节 概述
粉：<100µm，粒：>
药剂：
100µm
1µm ~ 10mm 第四种物态：非液，非气，非固； 似液，似气，似固 固体制剂的知识基础
一级粒子
二级粒子
志愿者服用不同粒径的非那西丁混悬液 后，体内血药浓度图
问题：为什么颗粒越小，其血药浓度越大？
第二节 粉体粒子的性质
内 Vg Vt Vg 1 Vt Vg 1 g t
二、粉体流动性与充填性
（一）粉体流动性
1.粉体流动性的评价及测定方法：
休止角、流出速度、压缩度
一般认为θ≤30º时流动性好，θ≤40º时可以
满足生产过程中流动性的需求
二、粉体流动性与充填性
2、粉体流动性的影响因素与改善方法
固体分散物
固体分散体的组成： –PEG类
–纤维素类（ EC） – PVP 药物+载体材料 –纤维素类 ––聚丙烯酸树脂类 表面活性剂类 载体 Eudragit E、RL、RS –有机酸类 –聚丙烯酸树脂 等 水溶性 （L型和S型 ） –糖类 –脂质类 难溶性 –醇类
肠溶性
二、包合物
包合物的制备方法
饱和水溶液法（重结晶或共沉淀法）
环糊精 加入药物
环糊精饱和水溶液
搅拌包合
洗涤
干燥
验证
二、包合物
包合物的制备方法
研磨法
环糊精 加入药物
案例5-12 水杨酸与PEG6000可组成部分互溶的固 态溶液。当PEG6000含量较多时，可形成水杨酸溶 解于其中的α固态溶液；当水杨酸的含量较多时形成 PEG6000溶解于水杨酸中的β固态溶液。这两者固 态溶液在42℃以下又可形成低共熔混合物。 按互溶情况可分为完全互溶和部分互溶的固态溶液 两类；按晶体结构，又可分为置换型和填充型固态 溶液两类。
重量比表面积
（二） 比表面积的测定方法
1。气体吸附法 BET公式
V-在p压力下1g粉体吸 附气体的量 C:常数 P0:实验温度下吸附气 体饱和蒸汽压 Vm：单分子层吸附量 A:氮气的截断面积 A=0.162nm2
vM 23 S w A. .6.02 10 22400
P 1 c 1 P v( P0 P) vM c vM c P0
为什么要做固体分散物？
Noyes-Whitney，难溶性药物的溶出速 率随表面积的增加而加快。 传统机械粉碎法或采用各种条件的微粉结 螺内酯 相同疗效 晶法粒径减小程度有限。 普通片 100mg 固体分散物中由于药物以分子、胶态、微 微粉片 20mg 晶或无定形状态的形式存在，药物分散程 固体分散体片 10mg 度高，表面积显著增加 从而提高药物的生物利用度。
粒子径与粒径分布
一、粒子径的表示方法 几何学粒子径， 筛分径， 有效径（stokes径）
几何学粒子径
（A）长径 （B）短径 （C）定向径 （D）外接圆等价径 （E）投影面积圆相当径
二、粒度分布 频率分布与累积分布
（三） 平均粒子径
名 称 公 式
算术平均径 arithmetic mean diameter
三 粉体的吸湿性与润湿性
水不溶性药物
没有临界点
三 粉体的吸湿性与润湿性
润湿性
→ 固-液界面 接触角 0~180°
固-气界面
Yong’s 公式
γs=γSL+γLcosθ
（三）接触角的测定方法
1. 直接度量 2. Washburn公式
r 1 cos h t 2
《中国药典》2010 年版，固体粉末分为 六级：
粉末细度 最粗粉 粗粉 中粉 细粉 《中国药典》2010年版规定 指能全部通过一早筛，但混有能通过三号筛不超过20%的粉末 指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过40%的粉未 指能全部通过四号筛．但混有能通过五号筛不超过60%的粉末 指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少于95%的粉末
利用一定方法使药物在载体中（或基质中），
成为高度分散状态的一种新技术------难溶性药 物的分散技术。
固体分散技术是将药物高度分散在另一种固体
载体中的新技术，药物通常是以分子、胶态、
微晶或无定形状态分散在另一种水溶性、或难
溶性、或肠溶性材料中呈固体分散物（solid dispersion，SD）。
液浸法 压力比较法
气体透过法、重液分离法……
松密度与振实密度的测定
量筒法
空隙率
空隙率（一般片剂在5%~35%之间） 总空隙率 总 Vb Vt Vb 1 Vt Vb 1 b t
粒子间空隙率 粒子内空隙率
间 Vb Vg Vb 1 Vg Vb 1 b g
二、包合物
特点（在药剂学中的应用）：
增加药物溶解度与稳定性，液 体药物可粉末化， 防止挥发性成分挥发， 掩盖药物的不良气味或味道， 调节释药速率，提高药物的生物利用度， 降低药物的刺激性与毒副作用等。
二、包合物
包合材料——环糊精
-（6）、-（7）、 -CYD（8） 环状中空圆筒型 内部疏水、外部亲 水 可生物降解 衍生物
1．速释原理
（1）减小粒径和聚集
溶出速度：分子状态＞无定形＞微晶 亲水性材料，提高药物的可润湿性。 阻止或延缓药物析出结晶，使药物溶出时维持药 物的过饱和状态，有利于药物的释放和吸收。
（2）载体材料的作用
（六）固体分散物的速释与缓释原理
2．缓释原理
载体材料的作用 具有疏水、肠溶、黏性或特殊网状骨架结构 等特性的载体材料降低了药物与溶出介质接 触的机会，增加药物扩散的难度，或延缓药 物溶出的时间，从而表现出缓释作用。
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
体外溶出度试验
150 100 50 0 0 5 10
滴丸
片剂
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
热分析法
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
X射线衍射法
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
红外光谱法 核磁共振谱法
（六）固体分散物的速释与缓释原理
比表面积径 specific surface diameter
（四） 测定粒子径的方法
显微镜法
库尔特计数法
4．测定粒子径的方法
沉降法（sedimentation Stokes方程 比表面积法
method）
5.筛分法
筛分设备 冲眼筛（模压筛），编织筛
5.筛分法
5.筛分法
第五节
粉体的压缩性质
压缩成形机制
1、压缩后粒子间的范德华力、静电力 2、粒子受压后塑性变形，粒子间接触面积增大 3、粒子受压破碎产生较大的表面自由能 4、粒子受压变形相互嵌合
5、粒子间加压熔融后形成的晶体桥
6、水溶性成份在接触点析出结晶而成的固体桥
（一）压缩力与体积的变化
（二）压缩力的传递与压缩循环图
等
（四）固体分散物的类型
简单低共熔混合物(eutectic mixture)
微晶
160 140 温 度 ℃ 120 100 104℃ 149~153℃ 132~135℃
氯霉素 0 尿素 100 重量百分组成， %
76 24
100 0
（四）固体分散物的类型
固态溶液(solid
solutions)
最细粉
极细粉
指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不少于95%的粉末
指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不少于95%的粉末
二、粒子的形态
（一）形状指数
球形度 圆形度 （二）形状系数
三、粒子的比表面积
固体吸附能力的重要参数 比表面积随粒径的减小而变大 体积比表面积
Sv cm2/cm3 Sw cm2/g
2
第四节
黏附性与黏着性
黏附性（adhesion ） 不同分子间产生的
引力，粉体粒子与器壁
黏着性（cohesion） 同分子间产生的引
力，亦称团聚
第五节
粉体的压缩性质
一、粉体的压缩特性
可压缩性(compressibility)
可成形性(compactibility)
可压片性(tabletability) ----压缩成形性
Fra Baidu bibliotek
（四）固体分散物的类型
共沉淀物(coprecipitates)
共蒸发物 非结晶性无定形物 案例5-13 双炔失碳酯（AD）与PVP以1:8制成 共沉淀物，AD分子进入PVP分子的网状骨架中， 药物晶体受到PVP的抑制而形成了非结晶性无 定形物。从X射线衍射图证实，共沉淀物中AD 的晶体衍射峰已消失，说明形成了固体分散 物。
2.气体透过法
第三节 粉体的性质
一、密度与孔隙率
二、粉体的流动性与充填性
三、粉体的吸湿性与润湿性
（一） 粉体的密度
粉体密度公式:
真密度 粒子密度 t=W/Vt g=W/(Vt+V1 ) b=W/(Vt+V1+V2)=W/V
松(表观)密度
2. 粉体的密度测定方法
真密度测定
第六章
粉体学基础
广东药学院药剂系 易军
学习目标
1．掌握 粉体与粉体学概念，粉体性质对 固体制剂工艺和质量的影响； 2．熟悉 固体剂型的体内吸收途径；粉体 的性质（粒径与粒度分布、比表面积、密度、 空隙率、流动性、吸湿性与润湿性）。 3．了解 粉体的其他性质（充填性、压缩 性、黏附性与凝聚性）；
固体分散物制法
熔融法
滴丸（苏冰滴丸）
药物 放置变 脆
熔融
载体
骤冷固化
检查
溶剂法
药物 有机溶 剂 载体 蒸发 干燥 检查
固体分散物制法
溶剂—熔融法
药物 有机溶剂 混合 载体 熔融
骤冷固化
放置变 脆
检查
研磨法
药物
强力持久地研磨
载体
放置变脆
检查
溶剂—喷雾（冷冻）干燥法 双螺旋挤压法
1）粒子大小--适当增大粒径 2）粒子形态及表面粗糙度—球形，表
面光滑 3）密度—堆密度大于0.4g/cm3 4）含湿量 5）助流剂—滑石粉、微粉硅胶等
二、粉体流动性与充填性
2．充填性--片剂、胶囊剂的装填过程
充填性的常用表示方法有：
①松比容；②松密度；③空隙率；④空隙
5.筛分法
工业用标准筛常用“目”数表示筛号，即 以每一英寸（ 25.4mm ）长度上的筛孔数 目表示 每英寸有 100 个孔的筛号标记为 100 目筛， 能通过100目筛的粉末称100目粉 使用钢丝工业筛时，粉末粒径为 170μm ； 使用锦纶丝工业筛时，粉末粒径为 150μm。
5.筛分法
比；⑤充填率；⑥配位数
颗粒的排列模型
2.颗粒的排列模型
3.充填状态的变化与速度方程
川北方程
久野方程
4.助流剂对充填性的影响
三 粉体的吸湿性与润湿性
（一）吸湿性 空气中水蒸气分压p与物料表面水蒸气分压 pw
水溶性药物的吸湿特性
三 粉体的吸湿性与润湿性
临界相对湿度
CRH(见下页) CRHAB = CRHA•CRHB
1 压缩力的传递
Fu:上冲力；FL:下冲力 FR:径向力；FD:摩擦力 FE:推片力；h:片高 D:片径
FL ln 4 K h / D FU
压缩循环图
压缩曲线
（三） 压缩功与弹性功
二 粉体的压缩方程
1 1 ln KP ln 1 D 1 D0
第三节 固体制剂中间体--固体分散物
二、包合物
包合物----一种分子被包嵌于另一种分子的空穴 结构内而形成的络合物。 主分子、客分子 主分子（包合材料）具有较大的空穴结构，足 以将客分子（药物）容纳在内，通常按1:1比例 形成分子囊 包合物能否形成，主要取决于主分子和客分子 的立体结构和两者的极性，客分子必须与主分 子的空穴形状及大小相适应。包合物的稳定性 主要取决于两组分间Vander Waals引力的大小。
第一节 概述
粉：<100µm，粒：>
药剂：
100µm
1µm ~ 10mm 第四种物态：非液，非气，非固； 似液，似气，似固 固体制剂的知识基础
一级粒子
二级粒子
志愿者服用不同粒径的非那西丁混悬液 后，体内血药浓度图
问题：为什么颗粒越小，其血药浓度越大？
第二节 粉体粒子的性质
内 Vg Vt Vg 1 Vt Vg 1 g t
二、粉体流动性与充填性
（一）粉体流动性
1.粉体流动性的评价及测定方法：
休止角、流出速度、压缩度
一般认为θ≤30º时流动性好，θ≤40º时可以
满足生产过程中流动性的需求
二、粉体流动性与充填性
2、粉体流动性的影响因素与改善方法
固体分散物
固体分散体的组成： –PEG类
–纤维素类（ EC） – PVP 药物+载体材料 –纤维素类 ––聚丙烯酸树脂类 表面活性剂类 载体 Eudragit E、RL、RS –有机酸类 –聚丙烯酸树脂 等 水溶性 （L型和S型 ） –糖类 –脂质类 难溶性 –醇类
肠溶性
二、包合物
包合物的制备方法
饱和水溶液法（重结晶或共沉淀法）
环糊精 加入药物
环糊精饱和水溶液
搅拌包合
洗涤
干燥
验证
二、包合物
包合物的制备方法
研磨法
环糊精 加入药物
案例5-12 水杨酸与PEG6000可组成部分互溶的固 态溶液。当PEG6000含量较多时，可形成水杨酸溶 解于其中的α固态溶液；当水杨酸的含量较多时形成 PEG6000溶解于水杨酸中的β固态溶液。这两者固 态溶液在42℃以下又可形成低共熔混合物。 按互溶情况可分为完全互溶和部分互溶的固态溶液 两类；按晶体结构，又可分为置换型和填充型固态 溶液两类。
重量比表面积
（二） 比表面积的测定方法
1。气体吸附法 BET公式
V-在p压力下1g粉体吸 附气体的量 C:常数 P0:实验温度下吸附气 体饱和蒸汽压 Vm：单分子层吸附量 A:氮气的截断面积 A=0.162nm2
vM 23 S w A. .6.02 10 22400
P 1 c 1 P v( P0 P) vM c vM c P0
为什么要做固体分散物？
Noyes-Whitney，难溶性药物的溶出速 率随表面积的增加而加快。 传统机械粉碎法或采用各种条件的微粉结 螺内酯 相同疗效 晶法粒径减小程度有限。 普通片 100mg 固体分散物中由于药物以分子、胶态、微 微粉片 20mg 晶或无定形状态的形式存在，药物分散程 固体分散体片 10mg 度高，表面积显著增加 从而提高药物的生物利用度。
粒子径与粒径分布
一、粒子径的表示方法 几何学粒子径， 筛分径， 有效径（stokes径）
几何学粒子径
（A）长径 （B）短径 （C）定向径 （D）外接圆等价径 （E）投影面积圆相当径
二、粒度分布 频率分布与累积分布
（三） 平均粒子径
名 称 公 式
算术平均径 arithmetic mean diameter
三 粉体的吸湿性与润湿性
水不溶性药物
没有临界点
三 粉体的吸湿性与润湿性
润湿性
→ 固-液界面 接触角 0~180°
固-气界面
Yong’s 公式
γs=γSL+γLcosθ
（三）接触角的测定方法
1. 直接度量 2. Washburn公式
r 1 cos h t 2
《中国药典》2010 年版，固体粉末分为 六级：
粉末细度 最粗粉 粗粉 中粉 细粉 《中国药典》2010年版规定 指能全部通过一早筛，但混有能通过三号筛不超过20%的粉末 指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过40%的粉未 指能全部通过四号筛．但混有能通过五号筛不超过60%的粉末 指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少于95%的粉末
利用一定方法使药物在载体中（或基质中），
成为高度分散状态的一种新技术------难溶性药 物的分散技术。
固体分散技术是将药物高度分散在另一种固体
载体中的新技术，药物通常是以分子、胶态、
微晶或无定形状态分散在另一种水溶性、或难
溶性、或肠溶性材料中呈固体分散物（solid dispersion，SD）。
液浸法 压力比较法
气体透过法、重液分离法……
松密度与振实密度的测定
量筒法
空隙率
空隙率（一般片剂在5%~35%之间） 总空隙率 总 Vb Vt Vb 1 Vt Vb 1 b t
粒子间空隙率 粒子内空隙率
间 Vb Vg Vb 1 Vg Vb 1 b g
二、包合物
特点（在药剂学中的应用）：
增加药物溶解度与稳定性，液 体药物可粉末化， 防止挥发性成分挥发， 掩盖药物的不良气味或味道， 调节释药速率，提高药物的生物利用度， 降低药物的刺激性与毒副作用等。
二、包合物
包合材料——环糊精
-（6）、-（7）、 -CYD（8） 环状中空圆筒型 内部疏水、外部亲 水 可生物降解 衍生物
1．速释原理
（1）减小粒径和聚集
溶出速度：分子状态＞无定形＞微晶 亲水性材料，提高药物的可润湿性。 阻止或延缓药物析出结晶，使药物溶出时维持药 物的过饱和状态，有利于药物的释放和吸收。
（2）载体材料的作用
（六）固体分散物的速释与缓释原理
2．缓释原理
载体材料的作用 具有疏水、肠溶、黏性或特殊网状骨架结构 等特性的载体材料降低了药物与溶出介质接 触的机会，增加药物扩散的难度，或延缓药 物溶出的时间，从而表现出缓释作用。
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
体外溶出度试验
150 100 50 0 0 5 10
滴丸
片剂
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
热分析法
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
X射线衍射法
（五）固体分散物的验证
物相鉴定
红外光谱法 核磁共振谱法
（六）固体分散物的速释与缓释原理
比表面积径 specific surface diameter
（四） 测定粒子径的方法
显微镜法
库尔特计数法
4．测定粒子径的方法
沉降法（sedimentation Stokes方程 比表面积法
method）
5.筛分法
筛分设备 冲眼筛（模压筛），编织筛
5.筛分法
5.筛分法
第五节
粉体的压缩性质
压缩成形机制
1、压缩后粒子间的范德华力、静电力 2、粒子受压后塑性变形，粒子间接触面积增大 3、粒子受压破碎产生较大的表面自由能 4、粒子受压变形相互嵌合
5、粒子间加压熔融后形成的晶体桥
6、水溶性成份在接触点析出结晶而成的固体桥
（一）压缩力与体积的变化
（二）压缩力的传递与压缩循环图
等
（四）固体分散物的类型
简单低共熔混合物(eutectic mixture)
微晶
160 140 温 度 ℃ 120 100 104℃ 149~153℃ 132~135℃
氯霉素 0 尿素 100 重量百分组成， %
76 24
100 0
（四）固体分散物的类型
固态溶液(solid
solutions)
最细粉
极细粉
指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不少于95%的粉末
指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不少于95%的粉末
二、粒子的形态
（一）形状指数
球形度 圆形度 （二）形状系数
三、粒子的比表面积
固体吸附能力的重要参数 比表面积随粒径的减小而变大 体积比表面积
Sv cm2/cm3 Sw cm2/g
2
第四节
黏附性与黏着性
黏附性（adhesion ） 不同分子间产生的
引力，粉体粒子与器壁
黏着性（cohesion） 同分子间产生的引
力，亦称团聚
第五节
粉体的压缩性质
一、粉体的压缩特性
可压缩性(compressibility)
可成形性(compactibility)
可压片性(tabletability) ----压缩成形性