薄膜包衣技术

目录一．药用薄膜包衣简介
二．药用薄膜包衣的对象
三．药品包衣的原因
四．药用薄膜包衣的原理
五．药用薄膜包衣的原则
六．药用薄膜包衣的影响因素
七．与薄膜包衣相关的一些术语
一、药用薄膜包衣简介
药用薄膜包衣的起源于英国,最初的目的是对品上色,也就是说最初的薄膜包衣材料只是一种染料。

发展到现在,薄膜包衣已是集多种功能于一身,技术含量相当高的一种药品包装技术。

以专业角度讲,药用薄膜包衣是一种包覆在药品表面的一层高分子薄膜,对药品起上色、保护、美化以及控制药效等多种作用。

也因为这些不同的作用,薄膜包衣也发展成为以口含、胃溶、肠溶、控释、缓释为主的多品种、多功能材料的总称。

以操作技术讲,薄膜包衣还包括将包衣材料采用一定的工艺,包覆于药品上,起到预想的作用,也达到薄膜包衣的功效。

所以药用薄膜包衣不仅是一种性能优越的材料,而且是一种先进的技术,更是一个尖端的产业。

二、药用薄膜包衣的对象
药品片剂、滴丸、微丸等都可以采用不同的工艺和设备进行薄膜包衣。

总之,几乎所有的药品固体制剂都可以薄膜包衣。

1.片剂:片剂是药品细粉与适宜辅料压制而成的固体制剂。

根据片剂的外
观形状主要分为:深弧片、浅弧片、平片、异形片、其中浅弧片最适于薄膜包衣。

根据药品材料和辅料的不同,又可分为浸膏片、半浸膏片和全粉片,西药都是全粉片。

2.丸剂:指药品细粉加适宜的黏合剂或其他辅料制成的球形或类球形制
剂,分为蜜丸、水蜜丸、水丸、糊丸、浓缩丸、蜡丸和微丸等类型。

三、药品包衣的原因
药用薄膜包衣的技术很大程度是包糖衣发展而来,药品薄膜包衣的功能其实质是克服了药品本身的诸多缺点。

如味苦、外观差、不易吞服等。

综合起来,主要有以下原因:
◆片芯中某一种或几种物质气味不佳或口味不爽;
◆片芯中某些成分受热、光和湿度易发生变质、变性;
◆片芯表面粗糙,颜色不均匀,包衣可改善外观;
◆片芯有色成份不稳定,易发生迁移,对患者和患者的物品易发生污染;
◆片芯比较松散,易掉粉、掉粒,甚至掉块,影响片型完整和药效;
◆功能的需要,如药效需缓释或控释的;
◆隔离片芯两种不同作用的成份;
◆比包糖衣操作更方便、性能更优越;
◆提高药品档次。

四、药用薄膜包衣的原理
简单地说,薄膜包衣是利用高分子材料在一定温度、压力等条件下迅速成膜的原理,在药品表面形成一种具有多种作用和特殊功能的高分子薄膜。

药用薄膜包衣原理相对简单,但成膜过程却是相当复杂的。

在现存药用薄膜包衣中,包衣材料通常以分散体系(包括水溶剂和有机溶剂)通过喷雾工艺成膜。

当高分子材料的分散体系经喷枪雾化以微小液滴喷到药品表面后,这些小液滴在表面张力和摩擦力的作用下,迅速铺展于药品表面,经过热空气的热作用,带走溶剂迅速成膜。

包衣过程是一个物料平衡和热量平衡的维持过程,是传热、传质的动态平衡。

包衣的主要目的是将包衣材料喷到片芯上,给它一个合适的环境,让它形成最好的膜。

这个环境有温度、湿度、撞击、磨擦等因素。

进风量、进风温度、排风量、喷量、喷程,以及雾化等的调节,即可确定片床湿度、温度和压力。

转速快慢即可确定片芯在包衣时所处的运动状态,受到的撞击和磨擦等。

这个温度、湿度、压力、撞击、磨擦构成的环境,就是包衣材料赖以成膜的环境,这个环境的选择和确定直接关系包衣质量的好坏。

在包衣前,首先根据片芯的性能、包衣材料的性能以及包衣液的溶剂类型确定一个合适的环境,如怕高温产品片床随时处于低温环境,易吸潮的产品片床随时保持干燥等。

当这个环境确定后,片床将处于这个环境中,接受包衣材料,并使包衣材料在这个环境中成膜。

(热风)
其中:
片床以连续稳定流动为最佳。

排风量>进风量
负压=排风-热风-溶剂蒸气
1.一次性成膜(包括受液→铺展→溶剂挥发→成膜四个阶段)。

摩擦、压力、碰撞
A.受液:指片芯接受包衣液。

喷量
相关因素雾化
喷程
液体浓度
B.铺展:指包衣液接触片芯后浸润片芯的过程。

润湿性(可能问题:填字、不光滑、颜色不均匀等)
喷量:喷量的大小会影响润湿性。

相关因素受液的干湿情况:受液太干不利于铺展,如果所受包衣液变成干
粉,就不能铺展。

喷程
温度
C.溶剂的挥发:指包衣液中的溶剂受热后变成蒸汽,再被排风带走的过程。

温度
排风
相关因素溶剂类型
喷量
喷程(与干燥时间相关)
D.成膜:溶剂挥发后、高分子成膜剂借助粘性,分子缠绕、粘结在一起成膜。

铺展性是关键
相关因素材料粘性
温度(不同材料不同的成膜温度)
干燥速度
2.膜的增厚
A.一次性成膜较好,即每次受液都能很好铺展、成膜。

原理:每一层衣膜靠分子间力、粘性等一层一层增厚(通常衣膜完整,表面光洁,颜色均一、光亮)。

B.一次成膜性较差,即每次均不能形成完整衣膜。

原理:每次受液后,包衣材料均以点状,或片状粘附于片芯表面,多次受液后,材料之间靠粘性、分子间力、结合在一起成膜。

特点:通常材料铺展性差,对材料用量,转速依赖较强。

材料用量:需达到一定量才能成膜。

转速:转速太低,均匀性不够,表面光洁度、颜色均一性均会受到较大的影响。

五、药用薄膜包衣的原则
包衣过程中,为维持一个合适的包衣环境,或者由于包衣进程的需要,需改变这个环境时,都需要调节工艺参数,如何调节这些工艺参数,主要应遵循以下原则:
◆不要对某一个或几个工艺参数机械的应用某一数值,片芯所处的包衣
环境是所有工艺参数共同作用的结果,各工艺参数之间有一个合理的
对应关系。

◆目的是将片芯包上薄膜衣,所以着眼点侧重于片床的情况,而不是工
艺参数的某一数值。

◆当片芯有特殊性(如不耐高温、不耐磨等),首先根据其特殊性确定
一个或几个主要工艺参数,然后调节其它参数来实现需要的包衣环境。

◆包衣过程中随时掌握片床、片芯及衣膜的情况,随时注意工艺参数的
调节,以保证片床随时处于最佳的成膜环境。

◆合适的包衣环境确定后即可稳定操作,并可编写SOP文件。

六、药用薄膜包衣的影响因素
1.片芯
A.硬度:
要求:不小于3kg,最好大于5kg。

硬度偏小,通常出现药品易碎、掉粉、磕边、磨损严重等现象,因薄膜衣是一层很薄的薄膜,按原则应体现片芯原形,包衣片通常会出现麻面,表面粗糙,片型不完整等。

B.片芯表面效果
要求:片芯表面光洁、细腻、平整。

片面不平(即有凸起或缺陷),包衣过程中磨擦较大,流动性差,包衣均匀性差,包衣片表面依然体现片芯表面不平的现象,甚至视觉效果更明显,且光亮度差。

片芯表面光洁、细腻、平整可包出轮廓清晰、光滑亮丽的薄膜衣片。

C.片芯形状及大小
要求:片芯有一定厚度,较大面有一定的外凸弧度(即凸片)。

在包衣过程中,片床的流动性是相当重要的因素。

片芯太薄和外凸弧度太小都会导致片床流动性差,从而影响包衣。

平片和凹片因其流动性极差而很难包衣。

片芯太小因其比表面积太大而要求包衣的理论增重较大,片芯太大不但流动性差,
而且由于其势能较大而碰撞力度较大,对片芯硬度和强度都有相当高的要求,否则会导致严重的碎片、断片、磕边等现象。

D.脆碎度和耐磨性
要求:脆碎度不得大于0.2％,耐磨性要求片芯至少应经得起包衣机以最低转速转动五分钟以上。

脆碎度太大,易造成片芯掉粉、掉碴,损坏包衣的表面效果。

耐磨性太差,不仅会使片芯磨损,严重时可能无法上膜。

E.片芯标识
要求:片芯标识应是有一定深度的倒梯型凹痕。

(即凹痕底部夹角应大于90度)
标识过细会因为包衣材料很难进入而成为衣膜最薄弱的部位,使衣膜性能受到损害。

标识过浅容易导致标识模糊。

凹痕太直，即凹痕底部夹角接近或等于90度（不会小于90度）时,凹痕底部夹角处成膜不好而成为衣膜薄弱部位,影响衣膜性能。

此外,凹痕太细、太直都易导致填粉,影响标识清晰度。

F.片芯特性
a.对包衣液溶剂敏感
对溶剂敏感主要是指片芯易与溶剂发生溶解、反应等现象。

此类情况应视程度轻重而定。

一般情况下，只需控制包衣过程中片床的干湿程度即可，即控制溶剂不浸入或不被片芯吸收。

敏感程度很高时，在设计和配制包衣材料时就需充分考虑并严格控制。

b.对光敏感
对光敏感的药物，除在颜色选择时考虑其避光能力外，主要是操作环境的避光处理。

c. 对热敏感
要求:软化点应大于35℃,绝不能低于25℃。

软化点较低,包衣过程受热会变软、变形,无法保持片芯原有形状,软化点低的药用需采用超常规的低温包衣,如肝复乐。

此外，含易挥发或升化成份的药用包衣时要求片床温度较低,防止其成份挥发,并要求衣膜成膜较快,致密性好,最好具备可吸附药用挥发成份或抑制其挥发的功能。

2.包衣材料的特点
包衣材料的特点与包衣操作紧密相关,包衣操作的工艺参数都需严格参照包衣材料特点,如片床温度必须结合材料成膜温度,转速与衣膜的耐磨性关系很大等。

对于药品公司(即包衣材料的使用者)无需过多考虑,因材料的设计和配制已针对性的充分考虑,可操作性也经过了相关试验。

A.成膜性:成膜性的好与差直接关系薄膜衣的性能和外观效果。

成膜性好,薄膜衣以多次成膜,再层层膜重叠、结合而形成。

此类薄膜衣不但光洁度好,颜色均一,而且衣膜完整性好,致密性、防潮性、强度、韧性等多种性能可最大限度体现,是功能性材料必备的条件。

成膜较差的包衣材料,虽然可以在堆积状态下,靠压力、摩擦等外在因素成膜。

但所成薄膜衣往往对衣膜厚度(或包衣材料量)依赖性较强,只有到一定厚度时方可形成完整的衣膜。

此类衣膜不但表面光洁度差,而且材料性能也很难完全体现。

两者的差别在包衣操作上主要体现为以下两点:
a.对成膜较差的包衣材料,均匀性是包衣操作的重点,即转速和喷量的协调控制是此类产品包衣操作的关键。

b.成膜性好的材料无论厚度多少均能体现衣膜性能,只需喷上少许材料即可改变片芯强度、耐磨性等。

故在包衣操作时可根据衣膜情况较早提高喷量和转速,以提高包衣效率。

成膜性差的材料则相反,它需相当厚度方可体现衣膜性能,所以需到相当量(一般以颜色均一为判断标准)才能提高转速、喷量等工艺参数,相对效率较低。

B.强度:包衣材料所成薄膜衣的强度对包衣操作影响较大。

主要体现在转速、温度和水分,衣膜强度的大小直接关系衣膜的耐磨性,故转速应根据衣膜强度作相应控制。

此外,在包衣过程中的暴皮现象可依靠衣膜强度得以控制,当衣膜强度并不太好时,控制药品的吸水量和片床温度是控制衣膜暴皮的关键。

C.韧性:材料韧性除与衣膜耐磨性关系较强外,只与成膜温度有直接关系。

每种材料成膜温度均有差异,只有成膜温度合适、材料方能体现最好性能于衣膜,故包衣操作中选择适合包衣材料的片床温度是至关重要的。

D.粘性:材料的粘性对包衣操作影响较大,粘性重不易干燥、易粘片,粘性小相对包衣操作简单。

对粘性重的包衣材料,如何控制粘片是关键,有的材料高温粘,有的材料低温粘,对此应根据材料特点设制片床温度,此外控制片床干湿程度也应充分考虑材料的粘性。

通常在包衣材料的设计和配制过程中已有充分的考虑,并在很大程度上控制了其粘性,故一般不存在很难控制的情况。

E.成膜温度:成膜温度对衣膜性能影响很大,故在包衣操作中应严格、科学地
控制。

如高温脆性的材料,当片床温度较高时,衣膜变脆,强度变小,不仅在稳定性试验中易出现裂片,甚至在包衣过程中就会出现磕边、裂片等不可补救的局面,造成很高的废品率。

3.包衣液特点
包衣液特点、药用特点和设备情况是包衣前重点观察的三要素,故包衣液的特点是影响包衣操作的重要因素,必须重点对待。

A.粘度:即包衣液稠度。

与喷量的调节、雾化的优劣等关系密切。

粘度较大对喷雾压力要求较高,太小可能无法喷出包衣液,且较难雾化,在专业薄膜包衣公司,一般都以在喷雾压力大于3kg 的条件下能否自由调节喷量,并能调出合适的雾化效果和雾化面为准。

粘度小对操作无特别影响,唯一影响就是喷量调节更敏感，故在调节喷量时应更稳定地较小幅度的调整。

B.固含量:固含量不仅是影响包衣液粘度的主要因素,更是影响包衣液溶散程度,溶剂挥发,成膜的关键因素。

如以酒精为溶剂的包衣材料,因溶剂挥发很快而固含量相对较小,而以水为溶剂的包衣液因其难挥发而固含量较高,此项指标在设计材料时已通过试验作出明确规定,使用者不要随意改动即可。

C.溶剂:溶剂是根据材料的溶解性能而定的,在包衣操作中不可改动,不同溶剂因其挥发等特点不一,操作工艺上有较大差别。

有机溶剂的包衣材料因其溶剂(通常是乙醇)易挥发,片芯易干燥而包衣操作相对简单,包衣时间也相对较短,但需注意空中干燥会导致干粉多,损耗大。

水作溶剂的包衣材料因其难挥发,不易干燥,片床干湿程度需重点控制,如太湿会使片芯吸潮而水分含量超标,影响片芯性能,且易发生粘片。

在这两类包衣液中,有机包衣液包衣材料因其易干燥,雾化好,
通常喷量较大,喷程较小,片床温度也较低,水作溶剂的包衣材料正好相反。

D.雾化:雾化是衣膜外观的主要影响因素。

雾化好,雾滴小,衣膜均匀、平整光滑。

相反则衣膜粗糙,均一性差。

此外,雾化扇面的大小是材料损耗的重要因素。

扇面过大,相当一部分喷到锅壁,不仅损耗大,而且容易粘附药片。

扇面过小,包衣液和材料太集中,片床上膜的均匀性、干湿程度等均难控制。

基本的原则是扇面尽可能覆盖片床,但不能喷到锅壁上。

此外,各把枪的雾化扇面尽可能独立,交叉区域应尽可能小。

4.工艺参数
A.进风(热风):是溶剂挥发,片芯干燥的热源,是包衣材料成膜所依赖的温度环境。

热风的大小和温度的高低直接关系到包衣的效率。

热风的大小和温度的高低以能使片芯受液后迅速干燥为最合适。

风量不宜过大,当接近或大于排风量时,锅内负压很小或成正压,无法有效带走溶剂蒸汽,增加锅内湿度而无法干燥。

温度也不宜过高,温度过高,喷雾时空中干燥增多,损耗增大,而且片芯受液较干,润湿性差,影响成膜和衣膜外观。

B.排风:是形成负压,带走溶剂蒸汽的关键因素。

排风的大小以锅内形成0.1－0.2kPa的负压即可,排风的温度需通过热风、喷量等的调节来控制,不能自身设定和调节。

排风的温度接近但略高于片床湿度,是片床温度的近似显示。

C.转速:转速的高低通常需结合片芯硬度、耐磨性和衣膜强度、衣膜耐磨性来确定。

片芯性能好,衣膜强度、耐磨性好,转速高一些对包衣有利。

也就是说只要片芯和衣膜经得住碰撞和磨擦,转速可尽可能高一些。

转速的高低同样影响衣
膜的外观和包衣的效率。

转速高、磨擦大,衣膜光亮;喷量可适当加大,缩
短包衣时间,并提高片芯流动性和效率,从而提高衣膜的均一性。

D.喷量:喷量是包衣效率的直接影响因素。

喷量的大小,需结合包衣材料特点,包衣液特点,设备情况,并配合其它工艺参数而定。

喷量的调节(特别是调大时)应注意以下几点:
a.喷量调大之前,应充分考虑是否可再加大喷量,否则,不宜变动。

b.调大喷量,应先调整调大喷量所需的其它工艺参数,如温度调高、转速加快以后方可调调大喷量。

否则粘片、吸潮等现象就容易发生。

c.喷量以稳定与合适为好。

即喷量合适了,最好以一稳定喷量包衣。

如此衣膜效果、均一性等均会有较好的结果。

E.负压:负压是排风量－进风量－溶剂蒸汽量的差值,其作用不仅是带走溶剂蒸汽和热交换后的热风,也是促使溶剂挥发的动力,利于片床干燥。

故在包衣过程中必须保持一定的负压,没有负压将难以包衣。

F.喷程(喷距):是喷枪的喷嘴到片床的距离,也是包衣液雾滴喷到片芯表面的空中历程。

喷程的大小与包衣材料的特点和溶剂种类密切相关。

如果包衣材料易干燥,粘性小,喷程应较小,反之应适度加大。

酒精为溶剂的包衣液因其易挥发,其喷程通常小于水作溶剂的包衣液。

喷程的大小直接影响包衣的效果和材料损耗,直接的判别因素为片床的干湿情况。

G.泵速:即蠕动泵的运行速度。

蠕动泵的作用是向喷枪输送包衣液。

通常情况下,只有泵速偏小,包衣液不足才会影响喷量,但也有一些设备直接用泵速(即包衣液输送量)控制和调节喷量。

H.气压(即压缩空气的压力):气压的大小可直接影响雾化效果和喷量,通常应大于3kg(单枪情况),并要求稳定。

5.人员
人员:指包衣操作者。

是包衣过程中唯一的人的因素,无法量化,但有判断和识别能力。

在薄膜包衣中人的经验和操作手法不象包糖衣那么重要,但在发生意外和不正常现象时,人的判断和识别能力,以及即时采取的措施就非常重要。

在药品生产厂家的成熟品种包衣几乎都有严格的SOP,故操作相对简单,对人的依赖性很小。

6.设备
设备:是实现包衣的工具。

设备的优劣、运行的正常与否可决定包衣能否正常进行和包衣结果的好坏。

在包衣过程中,除考察包衣设备能否正常运行外,不同包衣设备各工艺参数的调节方式也需要重点注意。

随着高效、自动化程度更高的包衣设备的出现和改造糖衣锅的减少,包衣设备已进入一个相对先进的时期,薄膜衣片的批量生产也将全面展开。

7.与包衣相关的一些术语
◆包衣:是指将包衣材料喷涂于药品表面,形成功能性保护膜的过程。

◆包衣粉:药用薄膜包衣的粉状包衣材料,其性状为彩色粉末。

◆包衣剂:药用薄膜包衣中包括粉状和液状包衣材料的统称。

◆包衣液:包衣材料按配液说明配制而成的浆状混悬液。

◆暴皮:指包衣材料在片芯上成膜后,突然暴开的现象。

◆成膜性:指包衣材料在片芯上成膜的特性。

◆风量:指进风或排风单位时间内流动的体积数。

◆负压:指锅体内与外界环境的压力差。

负压＝排风量－进风量－溶剂蒸汽时量
◆附着力:指衣膜与片芯的结合强度,即分开衣膜与片芯所需的力。

◆固含量:指包衣液的浓度,即包衣液中固体份(包衣粉)的质量百分
比。

◆桔皮:指衣膜的皱折现象。

◆开裂:指包衣过程中衣膜或片芯的破裂现象。

◆磕边:指片芯因脆性和强度不够,在包衣过程中因流动和碰撞发生的
边角破损现象。

◆理论增重:指片芯包衣所需包衣粉的量与片芯重量的比例。

◆流动性:指片床的流动特性,包括流动速度、稳定性和流动状态。

◆喷量:指单位时间内以喷枪喷出的包衣液的多少。

◆片床:指包衣过程中,所有片芯形成的整体。

◆片芯:有待包衣的药品固体制剂,也称素片。

◆溶剂类型:包衣液中溶剂的种类。

◆药用薄膜包衣:对象为药品的薄膜包衣。

◆粘片:因粘性和湿度促使有衣膜的片芯之间互相粘连,拉掉某些衣膜
的现象。

◆转速:指包衣过程中锅体转动的速度,单位为转／分。