药物制剂工程

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药物制剂工程
第二章 制剂各单元操作
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药物制剂
一、制剂的分类: 1.按形态分类:可分为液体、固体、半固体和气体制
剂。 本书将制剂分为:
口服固体制剂 (散剂,颗粒剂,片剂,胶囊剂, 滴丸剂)
灭菌制剂 (注射剂,混悬和乳化) 外用制剂 (软膏剂,贴剂) 其它制剂 (栓剂,气雾剂)
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2.按分散系统 也即按物理化学的分散系统将药 物制剂分类(物理药剂学)
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一、粉碎和筛分
(一)粉碎
粉碎是借助于机械力将大块固体物料破碎成适宜 程度的碎块或细粉的操作过程。
粉碎度:粉碎前粒径与粉碎后粒径之比 n= D2/D1 粉碎前粒径相同,粉碎后粉碎度愈大,粉愈细。 5/0.5=10, 5/1.0=5 ,10/1.0=10 目的:减少粒径,增加比表面积,从而对制剂加工操作和 制剂质量都有重要意义。
特点:
① 可间歇或连续操作或两者兼有;
② 容器外可高夹套进行加热或冷却;
③ 适用于品种少、批量大的生产;
④ 对于黏附性、凝结性物料也能适应 .
类型:
(1)搅拌槽型混合机
(3)无重力粒子混合机
(2)锥形垂直螺旋混合机 (4)气流混合机
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(三)混合度的表示方法 混合度是混合过程中物料混合程度的指标。
随产生一些不良作用,如晶型转变、热分解、黏附、凝聚性增 大、密度减小等。 注意不良后果.
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粉碎机理
粉碎过程主要依靠外加机械力的作用破坏物质 分子间的内聚力而实现的。
各种粉碎机械作用于被粉碎物质的外力,有下 列几种类型:截切、挤压、研磨、撞击、劈 裂、撕裂和锉削等。
粉碎过程一般是上述几种力综合作用的结果。
特点:适用于脆性、韧性物料及进行中碎、细碎、超 细碎等应用广泛,结构简单,操作方便,有锤击式 和冲击柱式。
锤击式结构有高速旋转的旋转轴,轴上装有锤头(迎 料面碳化钨保护套),机壳上装有针板(可更换), 下部装有筛板(细粒通过筛板出料),粉碎粒度可 由锤头的形状、大小、转速及筛网的目数来调节。 过于微细时筛子容易堵塞,故以30—200目的为好。
方差.
完全分离状态时, δ2o=δ2 t Mo = 0 完全混合状态时, δ2 t=δ2∞ M ∞ = 1
售价便宜、服用与携带方便。 2、制备过程的前处理经历相同的单元操作,而
且剂型之间有密切的联系,这个剂型可以是 另一个剂型的原料,便于组织生产。 3、药物在体内有共同的吸收路经,首先溶解后 才能透过生物膜,被吸收入血液循环中。
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固体制剂的制备工艺
药物 → 粉碎 → 过筛 → 混合 → 制粒 → 压片 → 包衣
气流粉碎机特点: ①所得成品为超细粉。 ②气流粉碎时,能自行分级,粗粉受离心力的作用不会混
入成品中,因此成品粒度均匀。 ③流能磨粉碎过程,由于气体自喷嘴出膨胀时的冷却效应,
故本法适用于低熔点或热敏感物料的粉碎。 ④易于对机器及压缩空气进行无菌处理。 ⑤可以实现联合操作。 ⑥设备结构紧凑、简单、磨损小,容易维修。但是动力消
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粉碎方法
(1)混合粉碎与单独粉碎 (2)干法粉碎与湿法粉碎 (3)低温粉碎 (4)闭塞粉碎(过程中不加新料,不出料)
与自由粉碎(过程中不加新料,排出细粉) (5)开路粉碎(过程中加入新料,排出细粉) 与闭路粉碎(过程中加入新料,排出细粉.同
时细粉分级)
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粉碎设备
(1)研钵 一般用瓷、玻璃、玛瑙、铁或铜制成. (2)球磨机 在不锈钢(或陶瓷)制成的圆筒内,装 有直径不同的钢球(或瓷球),当电机转动时,这 些钢球(或瓷球)正好能从最高位置落下,使药物 受到强烈的撞击和研磨从而被粉碎,故而将这种粉 碎机械称为球磨机。 应用冲击力与研磨力。 球磨机以临界转速的75%为宜。 筒内装药量不宜太多或太少,一般占筒内容积的50%。 适于贵重物料的粉碎。




包衣片

散剂 颗粒剂 片剂
胶囊剂
固体制剂的体内吸收路径
口服给药 → 崩解 →溶解 → 吸收 → 血液
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不同剂型在体内的吸收路径
剂 型 崩解或分散 溶解过程 吸 收
片剂
胶囊剂
滴丸剂
颗粒剂
×
散剂
×
混悬剂
×
溶液剂
×
×
口服制剂吸收的快慢顺序一般是:
溶液剂>混悬剂、乳剂>散剂>颗粒剂>胶囊剂>片 剂>丸剂
可分为:溶液型、胶体溶液型、乳剂型、混悬 型、气体分散型、微粒分散型、固体分散型。
3.按给药途经分类:这种方法是将同一给药途 径的分为一类(临床药剂学)
可分为;经胃肠道给药(经口给药) 非经胃肠道给药(非经口给药)
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4.按制法分类 分为:浸出制剂 无菌制剂
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二、药物制成剂型的必要性 给药途径:人体有十余个给药途径。 1、口腔及消化道:口腔、舌下、胃肠道。 2、腔道:直肠、肛门、阴道、尿道、耳道、鼻腔等。 3、呼吸道:咽喉、支气管、肺部。 4、血管组织:皮内、皮下、肌肉、静脉、动脉等。 5、其它:皮肤、眼等。
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对于片剂和多数固体剂型(如散剂、胶囊剂等) 来说,下述Noyes-Whitney方程可说明剂型中 药物溶出的规律。
(N-W方程)的形式是:
dC/dt= kSCs
式 中 : dC/dt── 溶 出 速 度 ; k── 溶 出 速 度 常 数 ; S──溶出质点暴露于介质的表面积; Cs──药物的溶解度。
粉粒体,混合效果好; ④ 对于黏附性、凝结性的粉粒体必须在机内设置强制搅拌叶或挡板,或
加入钢球。 存在问题: ① 物料加入及排出时会产生粉尘,必须注意防尘; ② 对于较硬的凝结块往往不易混合均匀 。 类型: (1)水平圆筒型混合机(2)V型混合机(3)双锥型混合机
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2.容器固定型混合机
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粉碎操作对制剂过程有一系列的意义 粉碎的目的 它有助于增加难溶性药物的溶出度,提高吸收和生物利用度,
从而提高疗效。 有助于改善药物的流动性,促进制剂中各成分的混合均匀,便
于加工制成多种分剂量剂型。 有助于提高制剂质量,如提高混悬液的动力学稳定性改善其流
变学特性。 有利于药材中有效成分的提取,值得指出的是粉碎时也可能伴
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影响分离效率的因素 (1)粒子的性质:粒度,粒子形态,密度,电荷
性,含湿量等. (2)筛分设备的参数:振动方式,时间,速度,
筛网孔径,物料层厚度等. 筛网的筛孔尺寸(L)应按物料粒径(d)来
选取.d/L<0.75
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二、混合
(把两种以上组分的物质均匀混合的操作统称为混合。) 借助外力将两种或两种以上物质相互分散在其中的操作过
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改善药物的溶出速度可采取的措施: 1、增大药物的溶出面积:通过粉碎减小粒经、崩解等。
崩解:固体一定时限内全部溶解成碎粒的过程。 2、增大溶解速度常数K= D / Vδ
搅拌可减小扩散边界层厚度δ,或提高扩散系数D V:溶出介质的量(体积)
3、提高药物的溶解度 t℃提高 ,药物的溶解度也提高。
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(4)振动磨:作用力:冲击、研磨、剪切力等。 振动磨的特点: ①研磨效率高; ②成品粒径小; ③粉碎可在密闭条件下连续操作; ④外形尺寸比球磨机小,操作维修方便。
但振动磨运转时产生噪声(90~120分贝)大,需要采 取隔声和消声等措施。
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(5)气流粉碎机(流能磨) 流能磨系利用高压流体使药物颗粒与颗
容器固定混合:物料在容器内靠叶片、螺带或气 流的搅拌作用混合。适合大批量生产,物性差 异大的物料.(如固-液).
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(二)混合设备 1.容器旋转型混合机 特点: ① 分批操作,适宜多品种小批量生产; ② 可用带夹套的容器进行加热或冷却操作; ③ 物料仅依靠筒体整体运动进行混合,对于流动性好,物性差异不大的
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3.筛分效果的评价 物料经过筛孔孔径为d0 的筛子分级后,
如果筛子上全部是粒径大于d0 的粒子,筛 下全部是粒径小于d0 的粒子,这种分离叫 理想分离。
实际情况是当你继续摇动筛子时还有细粉 下来,这说明筛上仍留有小于d0 的粒子, 筛下混有大于d0 的粒子.
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程. 包括:固-固:混合;
固(大量)-液(少量):捏合(制软材); 固(少量)-液(大量):匀化(如混悬剂); 液-液:分散(乳剂). 混合机理:对流混合、剪切混合、扩散混合。
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(一)混合方法 实验室常用混合方法:搅拌混合、研磨混合 (研钵)、过筛混合。 生产上常用混合方法:
容器Baidu Nhomakorabea转混合:容器本身旋转带动物料运动使之 混合。适合小批量生产,物性差异小的物料.
粒之间或颗粒与室壁间相互强烈碰撞而产生粉 碎作用.
流体可以是空气、蒸汽或惰性气体,速度 可达音速或超音速。
由 于 粉 碎 过 程 中 高 压 气 流 ( 170 kPa ~ 2070kPa)喷出膨胀吸热,产生明显的冷却效应, 可以抵消粉碎产生的热量,适用于热敏性物料 和低熔点物料粉碎.
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耗较大,成本较高。一般仅适用于精细粉碎。
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(二)筛分(分级)
将不同粒度的混合物料按粒度大小进行分离的操作称 为分级,用筛网将物料进行分级的方法称为筛分法。
目的:是为了获得有较均匀粒度的物料。 1、筛分用筛
冲眼筛(模压筛)和编织筛. 筛子孔径规格有:
药典标准:药典筛(标准筛); 工业标准:工业筛(实验里常用)。 药典筛以“号”表示,号大,粉细。1#—9#。 工业筛以“目数”表示,目数大,粉细。 2、常用的筛分设备 (1)摇动筛 (2)振荡筛 (3)微细分级机
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特点:总装量占圆筒体积的50%—60%(球占 30—35%,物料15—20%),该法可得200目 细粉,结构和粉碎机理比较简单,但粉碎效 率低,用时较长,由于密闭操作、粉尘少, 适合于贵重物料、无菌物料、干法、湿法等 粉碎,适用范围广。
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(3)锤击式粉碎机(万能粉碎机):作用力以锤击力 为主。
(1)总分离效率 mF kg原料分级得mR kg细粉和mp kg粗粉。
物料平衡式为:mF=mR+mp。 设>do的粗粉在mF、mR、mp中所含质量分数分别为xF、xR、
xP。 则mF·XF=mR·xR+mp·xp。
(粗粉)粒径>do的粒子在筛上回收率 ηp = mp·xp / mF·xF
(细粉)粒径<do的粒子在筛下回收率 ηR = mR·xR / mF·xF
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总分离效率常用牛顿分离效率ηN表示, 即ηN=ηP+ηR-1
理想分离时: ηN=1,ηP=100%=1,ηR=100%=1.
实际分离时: 0<ηN<1、0<ηP<1、0<ηR<1.
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(2)部分分离效率:考察物料中某粒度范围内该粒子分离程度. 设物料中某粒度范围的粒子重量为mF(Kg),筛分后,筛上该粒径范围
的粒子重量为mP(Kg),筛下该粒径范围的粒子重量为mR(KG). 筛上产品部分分离效率: Δη上=mP/mF 筛下产品部分分离效率: Δη下=mR/mF 如部分分离效率为50%,则表示该粒度的粒子过筛后正好一半在筛上,
一半在筛下。 如果某粒径范围的粒子全部被分离,则该粒子的部分分离效率 全在筛上:Δη上=1,Δη下=0 或全在筛下:Δη上=0,Δη下=1
1.标准偏差δ或方差δ2
(1)准确度和误差:准确度用误差表示,误差越小准确度越 高.
(2)精密度和偏差:多次测量结果相互接近的程度叫精密度, 用偏差表示,偏差越小,精密度越高,再现性越好.
标准偏差,方差与偏差一样其值越小,精密度越高即离散 性越小,混合的越完全.其值为零时达到完全混合.
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n:抽样次数.Xi:某组分在第i次抽样 中的分率.X:样品中某组分的平均分率.
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药物剂型的必要性和重要性 1、为了适应病情的需要 2、为了适应给药部位的特点 3、为了适应药物本身性质的需要 4、为了治疗的需要 5、某些剂型有靶向作用 6、为了生产、贮存、运输、携带和使用方便
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第一节 固体口服制剂
固体口服制剂共同特点有: 1、物理、化学稳定性好,生产制造成本较低、
x n1 1i n1
12
i x2
x 2 1 n n1i1
x2
i
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2.混合度M
完全分离状态时:
2 2
2 2
M 0lt i0m2 0
t 2
0
2
2 00
0
0
完全混合状态时: 混合度M介于0~1之间
2 2
2 2
lim0 t 0 1
M t 2
2
2 2
0
0
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δ2o(o时间):两组分完全分离状态下的方差. δ2 ∞ (无限长时间):两组分完全混合状态下的
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