浅析全粉末直接压片技术及其在中药应用中的关键问题_岳鹏飞

摘 要 : 全粉末直接压片技术与其他片剂生产工 艺相比 , 具有较明显的优势 , 如具有工 艺简单、 节能省时、 生产成 本 低、 产品质量稳定等特点。但目前国内片剂生产仍然 是以湿法 制粒的 工艺为 主 , 粉末直 接压片工 艺的使 用率尚 不 足 20% 。将围绕影响全粉末直接压片技术在中药应用中的关 键问题如吸 湿性、 流动性差、 可压性 差等问 题进行 综 述 , 以期抛砖引玉 , 共同促进适合中药特点的全粉末压片技术的发展。 关键词 : 全粉末直接压片 ; 中药 ; 关键问题 中图分类号 : R283 3 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 2670( 2010) 12 2099 03
Key words: pow der direct t ablet ing t echnolog y; Chinese mat er ia medica ( CMM ) ; key issue
粉末直接压片是指将 药物的 粉末与 适宜的 辅料分 别过 筛并混合后 , 不经过制颗粒 ( 湿法制粒或干法制粒 ) 而 直接压 制成片的工艺。粉末直接压片与其他片剂生产工艺相比 , 具 有较明显的优势 , 如工 艺简单、 节能 省时、 生 产成本 低、 产品 质量稳定等。但目前国内片 剂生产 仍然是 以湿法 制粒 的工 艺为主 , 粉末直接 压片 工艺 的使 用率 尚不 足 20% 。本 文将 从全粉末直接压片机制与特点 , 以及影响全粉末直接 压片技 术在中药中应用的关键问题等方面进行综述。 1 1. 1 全粉末直接压片的机制及特点 全粉末直接压 片成型机 制 [ 1] : 全粉末 直接压 片系 指在 1. 3 全粉末直接压片对药物粉末的要求 [ 2] : 进行粉末直接 表1 制粒后压片和粉末直接压片的工艺路线 tableting and tableting after granulating
Table 1 Process route of technology for powder direct
压片的药物应具有一定的粗细度 , 药物粉末应具有良好的 流 动性、 可压性和润滑性。但 多数药物 不具 备这 些特点 , 当 药 物的粗细度不适于直 接压片 时 , 可 通过改 变其 粒子大 小、 分 布和形态等手段来加以改善。对于低剂量药物 ( 如主药量 在 50 mg 以下 ) , 处方中含有较多的辅料 , 流动性、 可压 性、 润滑 性主要取决于辅料的 性能。不 论药物 本身的 流动性 和可 压 性好坏 , 只要与流动性、 可压性好的辅料混合均匀 后 , 即可 直 接压片。 1. 4 全粉末直接压片的特点与优势 [ 3] 1. 4. 1 提高药 物在制剂过程中的稳定性 : 许多药 物对湿、 热 不稳定 , 若采用常规湿法制粒 , 在生产过程中 , 药物与黏合 剂 中的溶剂接触 , 并经高温干燥 , 必会对产品质量产 生影响。 1. 4. 2 提高药 物的崩解性 和溶出 度 : 片剂的 崩解主 要依 靠 崩解剂通过毛细管作 用或膨 胀作用 促使片 剂崩 解。采用 粉
不同的压片工艺 工艺单元操作 湿法制粒 原辅 料 粉 碎 ∀ 过 筛 ∀ 混 合 ∀ 制 粒 ∀ 干 燥 ∀ 整 粒 ∀ 总混 ∀ 压片 ∀ 包装 干法制粒 原辅 料 粉 碎 ∀ 过 筛 ∀ 混 合 ∀ 干 压 ∀ 整 粒 ∀ 总 混 ∀ 压片 ∀ 包装 全粉末直 原辅料粉碎 ∀ 过筛 ∀ 混合 ∀ 压片 ∀ 包装 接压片
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则粒子间的剪切力 , 故流动性差。 2. 3. 3 含水 量 : 当 含水 量很 少时 , 最 初水 分 都被 吸附 在 表 面 , 这种吸附水对粉体的流动性影响不大 ; 随着水 分的增加 , 在吸附水的周围形成了薄膜水 , 物料间就不容易发生相对 移 动 , 故限制了物料整体的流 动性 ; 当水 分增加 到超过 最大 分 子结合水时 , 整个物料的流 动性变 差 , 甚至整 体会失 去流 动 性。而粉末干燥状态时 , 流动性一般较好 , 但过于 干燥时 , 由 于静电引力作用相互吸引黏结导致流动 性变差。 2. 3. 4 温度 : 热处理过 的粉末 的松装 密度和 振实密 度随 热 处理温度的升高有增 加的趋 势 , 可 能是随 温度 的升高 , 粉 末 颗粒的致密度提高所致。但温度如果不断地升高 , 粉体的 流 动性会下降。在高温容器内 , 物料受高温作用后黏附性明 显 增加 , 易发生物料间黏附以 及粉体 与器壁 黏附 ; 如果 温度 更 高时 , 料粉会发生化学反应 而少量 液化 , 使黏 附作用 进一 步 增强。再者 , 温度过高会使 中药粉体 的有 效成 分发生 改变 , 特别是对于含挥发性 成分的 粉体不 能采取升 高温度 的办 法 改善粉体流动性。 2. 4 中药粉末可压性差 的问题 : 中药 粉末的 压缩特 性也 称 可压性 ( co mpressibility) , 系指 中 药粉 末在 压 缩过 程中 压 制 成型的可能性、 紧密性及坚实性 , 是粉末弹性、 塑性等多种 性 质的综合效应。对中药 粉末可 压性的 研究需 要了解 中药 粉 末的粉体性质与压缩成形性之间的关系或规律 , 弄清粉末 直 接压片生产工艺各环 节中药 粉末物 理性质变 化对可 压性 的 影响 , 掌握各种辅料对中药粉末压缩成形性的改善或不良 作 用 , 建立片剂强度与各种影 响因素 之间的 关系 的数学 模型 , 开发应用范围较为广阔的计算机预测模型或专家 系统 , 以 解 决处方设计、 工艺放大和大规模生产中可能存在的粉末可 压 性问题。 2. 4. 1 粉 末 的弹 性 变 形 和 塑 性 变 形 对 片 剂 可 压 性 的 影 响 [ 8] : 全粉末直接压片过程包括初步压缩、 粉末堆 积、 初始 结 构形成、 弹性形变、 塑性形变、 结合键形成及去除压力后的 弹 性回复等一系列变化。塑性、 弹性、 弹性 塑性比 等是与压 缩 性密切相关的性质 [ 9] 。一 般塑性 好的物 质具 有较好 的可 压 性。中药粉末中含有大 量的纤 维性物 质 , 如动 物角质 类 , 动 植物皮类 , 矿物类药材等 , 弹性 形变大 , 塑 性小 , 会严 重导 致 片剂的可压性不好。此外粉末的粒径过大 , 也会影响片剂 的 塑性形变。通常运用弹性回复率、 抗张强度等参数来表征 中 药粉末可压性的好坏 , 进而筛选合适的辅料改善中药粉末 的 可压性能。 2. 4. 2 粉末组 成成分对片 剂可压 性的影 响 : 中药粉 末中 含 有多糖、 黏液质、 挥发油、 脂肪油等黏性成分 , 熔点 比较低 , 加 压时物料受压导致粉末的接触面滑动摩擦而产生 热量 , 以 及 物料受压而产生弹性 变形或 塑性变 形所消耗 的能量 转化 为 热能等因素会使物料 部分熔 融 ; 解 除压力 后再 固化 , 可减 少 粉末粒子间的内聚力 , 从而会影响片剂的可压性。 2. 5 中药粉末的润滑敏 感性问 题 : 中 药全粉 末压片 时一 般 均需要加入适宜的润滑剂 , 如滑石粉、 硬脂酸镁等 , 以降低 粉 末与模圈壁间的摩擦 力。中药 全粉末 直接压 片研究 中应 严
收稿日期 : 2010 05 30 基金项目 : 国家科技重大专项中药复方释药系统技术平台项目 ( 2009ZX09310 005) ; 十一五! 科技支撑计划项目 ( 2006BA 109B08 01) 作者简介 : 岳鹏飞 , 男 , 硕士 , 讲师 , 主要从事药物新剂型与新技术研究。 E mail: ypf pharm@ 126. com * 通讯作者 杨 明 , 教授 , 博导 , 从事中药复方释药系统研究。 E mail: yangming16@ 126. com
中草药
Chinese Traditional and Herbal Drugs
第 41 卷第 12 期 2010 年 12 月
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综述
Biblioteka Baidu
浅析全粉末直接压片技术及其在中药应用中的关键问题
岳鹏飞 , 郑 琴, 胡鹏翼, 伍振峰 , 杨 明*
330004) ( 江西中医学院 现代中药制剂教育部 重点实验室 , 江西 南昌
Powder direct tableting technology and its key issue used in Chinese materia medica
YU E P eng fei, ZH ENG Qin, H U Peng yi, WU Zhen f eng, YANG M ing
( K ey Labor ator y o f M odern Pr epar ation of T raditional Chinese M edicine, M inist ry o f Education, Jiang x i U niver sity o f T r adit ional Chinese M edicine, Nanchang 330004, China)
一定压力下将粉末压实 , 最后变为具有一定孔隙率压 块的过 程 , 压片过程包括加压、 压 力滞留、 压力 解除 及推片 等步 骤。 压缩是片剂制造的主要操作 , 是借压力把粉末间距离 缩小至 产生足够内聚力而紧密结合的过程 , 粉末在压实的过 程中产 生聚结和黏合等作用 , 并发生不同性质的形变 , 如塑性形 变、 脆性断裂等 , 从而松散的结构变为相对均匀的 固体而成型。 1. 2 全粉末直接压片与制粒压片的工艺对比 : 通过对比 ( 表 1) 可以看出 , 粉末直接 压片的 工艺单 元最少 , 只需 将原 辅料 处理后混合好压片即可 , 工艺的关键在于混合后物料 是否具 有压片所要求的流动性 和可压 性。直接压 片工艺 的研 究就 是研究不制粒也能解决物料的流动性和可压性的问题 , 目前 采取的措施主要是改善药物粉末的形态、 添加优良的 辅料以 改善混合物料的流动性和可压性、 改进压片设 备等。
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第 41 卷第 12 期 2010 年 12 月
末直接压片工艺制备的 片剂 , 与湿法 制粒不 同 , 崩 解剂 不会 由于前期接触水分而降低崩解性能 , 从而保证了良好 的崩解 特性。另外 , 由于没有进 行颗粒 压片 , 片剂 崩解后 不会 形成 大团状颗粒 , 而是形成 比表面 积相对 较大的 细粉 , 提高 了片 剂的分散均匀度 , 有助于药物的释放、 吸收。 2 影响全粉末直接压片技术在中药制剂中应用的关 键问题 全粉末直接压片是一个非常复杂的机械过程 , 它 涉及粉 体的流动性、 充填性和 压缩成 型性等 , 影响 这些性 质的 因素 较多 , 主要从以下几个方面进行阐述。 2. 1 处方中药粉末所 占比例 大的问 题 : 中 药复方 粉末 通常 在片剂的处方中所占的比例较大 , 因此粉末的粉体学 性质以 及辅料的类型和用量需 要重点 评价和 控制。如何 使用 最小 量的辅料来制备各种质量指标均合格的片剂值得探讨 , 研究 其粒径大小以及 粉末 形态 对可 压性 的 影响 是非 常重 要 的。 许多中药在压片前经常 惯性地先 被微粉 化 , 至少 要过 80 目 筛甚至 200 目筛。微 粉化固然 可提高 药物 的溶出 度和 生物 利用度 , 但也不可避免 会导致 药物颗 粒间摩 擦力增 加 , 从而 降低其流动性 , 而且多 数情况 下会使 可压性 显著下 降 , 因此 必须筛选适合直接压片粉体学性质的中药粉末 , 选择 适合的 辅料进行压片。 2. 2 中药粉末的吸湿 性问题 : 中药 粉末通 常为含 多种 吸湿 成分的混合物 , 如蛋 白质、 多糖、 淀粉、 黏 液质、 无机 盐等 , 普 遍具有较强的吸湿性 , 吸湿后 的物料 会表现 出流动 性差、 黏 性强等不良特点 [ 4] 。中药全 粉末直 接压片 前务必 首先 考察 粉末的吸湿性 , 通常 用临 界相对 湿度 ( cr itical r elative humi dit y, CRH ) 、 吸湿等温曲 线、 吸 湿时间 曲线、 吸湿等 温线、 平 衡吸湿等特征参数来表 征 [ 5] 。一般 药物在 周围环 境湿 度低 于临界相对湿度时 , 吸 湿量很 低并很 快达到 平衡 ; 但在 高于 临界相对湿度的条件下 , 药物会大量吸湿一直 达到饱和。因 此应该根据吸湿原理 , 从吸湿的热力学和动力学的角 度研究 中药粉末吸湿是否发生及发生的程度 , 以及吸 湿速度 2. 3