本文介紹了擠出滾圓造粒機(jī)包衣裝置的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，討論了包衣過程中的影響因素。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)徽晶纖維素微丸的包農(nóng)實(shí)例，驗(yàn)證了這種包表方法的實(shí)用性和有效性。

關(guān)鍵詞: 擠出滾圓造粒機(jī)、包農(nóng)、球形微丸

1.前言

    隨著微丸制劑和緩釋、控釋包衣這一新型制藥工藝的發(fā)展，將制藥工藝推向了又一新的高點(diǎn)。面對(duì)新工藝，其相應(yīng)設(shè)備的開發(fā)和推廣也極為重要。擠出滾圓法制備的球形微丸具有圓整度好，強(qiáng)度高，密度大，釋藥緩慢，產(chǎn)品粒度均勻、粒徑分布帶窄、收得率高，適合進(jìn)行包衣、灌裝膠囊等后續(xù)操作，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。包衣技術(shù)是用一定的材料在固體物料( 顆粒、片劑、丸劑)表面包裹成衣膜，以達(dá)到掩蓋藥物不良臭味，改善外觀、釋藥性能及提高制劑穩(wěn)定性的目的。很大程度上講，目前研制球形微丸大都是以研制緩釋、控釋制劑為目的。除了骨架型微丸外，要制成緩釋、控釋制劑，都需要進(jìn)行包衣。因此，包衣技術(shù)是現(xiàn)代制藥工業(yè)生產(chǎn)中的重要技術(shù)。

    目前，國(guó)際上較為流行的包衣設(shè)備有高效包衣機(jī)、流化床包衣機(jī)等。通過擠出滾圓造粒機(jī)制備的球形微丸的包衣，大多都是在這些包衣設(shè)備中進(jìn)行。因此，要制備微丸緩釋、控釋制劑就必須同時(shí)具備造粒設(shè)備和包衣設(shè)備，這樣無(wú)形中增加了生產(chǎn)成本。本文介紹了擠出滾圓造粒機(jī)在球形微丸包衣中的應(yīng)用，用擠出滾圓造粒機(jī)對(duì)球形微丸進(jìn)行包衣具有耗用衣材少、衣膜均勻、包衣時(shí)聞短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的發(fā)展前景。

2.設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)

    在研究擠出滾圓造粒機(jī)在球形微丸包衣的應(yīng)用中，使用的是華東理工大學(xué)與上海醫(yī)藥工業(yè)研究院聯(lián)臺(tái)研制的帶有導(dǎo)流裝置的擠出滾圓造粒機(jī)。該造粒機(jī)主要由擠出機(jī)、滾圓機(jī)、風(fēng)機(jī)和控制菜統(tǒng)四部分組成。擠出機(jī)主要由電機(jī)、減速器、軸承、聯(lián)軸器、擠出孔板、擠出螺桿、擠出筒、料斗和支架等組成。 擠出機(jī)的螺桿將從進(jìn)料斗進(jìn)入擠出筒的物料向前推進(jìn)，經(jīng)孔板擠出。擠出呈長(zhǎng)條狀的擠出物，再于滾圓機(jī)中滾制成大小均勻、規(guī)整的球形微丸。研究的過程中主要使用的是造粒機(jī)的滾圓裝置，下面主要介紹一下滾圓機(jī)及其包衣裝置的基本結(jié)構(gòu)。

滾圓機(jī)是基于離心機(jī)原理設(shè)計(jì)的。旋轉(zhuǎn)部分為垂直圓筒底部的具有特殊結(jié)構(gòu)的摩擦盤， 這是滾圓機(jī)的關(guān)鍵部位。在摩擦盤邊緣有一層唇邊，能減少摩擦盤對(duì)物料的碾磨，減少細(xì)粉的產(chǎn)生。顆粒在滾圓機(jī)中滾翩的過程中，風(fēng)機(jī)從摩擦盤的下部送風(fēng)，氣流從摩擦盤與滾圓筒內(nèi)壁之問的環(huán)隙吹人，一方面防止小顆粒漏下，另一方面強(qiáng)化顆粒的滾動(dòng)，起到流化的作用。 

運(yùn)用擠出滾圓造粒機(jī)對(duì)球形微丸進(jìn)行包衣，主要是根據(jù)滾轉(zhuǎn)包衣法，利用滾圓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理實(shí)現(xiàn)的。除了滾圓筒和底部的摩擦盤外，包衣裝置還包括噴霧系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)等組成部分。在包衣的過程之前，要根據(jù)包衣物料的多少適當(dāng)?shù)恼{(diào)整噴嘴的噴射幅度、噴射角度和離摩擦盤的高度，以達(dá)到^佳的噴射效果。

3.工作原理

3.1薄膜包衣的原理

當(dāng)固體物料( 顆粒、片劑、丸劑)在包衣機(jī)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將包衣溶液或混懸液的極細(xì)小的液滴噴射到固體物料的外表，當(dāng)這些液滴到達(dá)片芯時(shí)，通過接觸、鋪展、液滴間的相互接合， 在固體物料的表面形成一層衣膜，這一過程中包衣溶液及固體物料之間會(huì)發(fā)生兩種作用， 即溶劑對(duì)片芯的滲透作用和溶劑的蒸發(fā)作用。 當(dāng)溶劑的蒸發(fā)量衡定，且與溶劑噴人量相等時(shí)， 包衣的過程達(dá)到平衡。 薄膜包衣技術(shù)正是利用包衣液的蒸發(fā)量和其噴人量的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 但是包衣液的蒸發(fā)量和其噴人量的平衡并不能保證包衣衣膜的厚度均勻，這就需要每一個(gè)固體物料表面接觸的包衣液的量是相等的或近似相等的。

3.2運(yùn)用滾圓機(jī)進(jìn)行薄膜包衣的機(jī)理

評(píng)價(jià)薄膜包衣衣層的^基本的指標(biāo)就是衣層的均勻性，即厚度的均勻性。由于滾圓機(jī)自身的特點(diǎn)及其工作原理能夠很容易的解決這個(gè)問題。

用滾圓機(jī)進(jìn)行包衣的工作原理主要是三維隨機(jī)原理。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，眾多球形微丸在旋轉(zhuǎn)的摩擦盤的帶動(dòng)下，在滾圓筒內(nèi)以螺旋線軌跡滾動(dòng)，形成流場(chǎng)。 流場(chǎng)中的微丸流既與摩擦盤一起作環(huán)向旋轉(zhuǎn)，又有徑向的翻滾。其中，環(huán)向旋轉(zhuǎn)的直接原因是摩擦盤的旋轉(zhuǎn)， 旋轉(zhuǎn)方向與摩擦盤一致。而徑向滾動(dòng)則是離心力的作用。流場(chǎng)中底層微丸在摩擦盤的拖拽下向前運(yùn)動(dòng)，與滾圓筒壁碰撞后沿筒壁向上運(yùn)動(dòng)，再由筒壁返回摩擦盤。多層微丸共同翻滾，形成規(guī)則的流型。

就流場(chǎng)中的單個(gè)微丸而言，在流場(chǎng)的不同部位，會(huì)受到重力、周圍其他微丸的碰撞力和摩擦力、摩擦盤的牽引力和摩擦力、筒壁的摩擦力和碰撞力等多種力的作用。正是這些力的共同作用下，微丸進(jìn)行三維隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。 

4.包衣試驗(yàn)及結(jié)果分析

4 .1包衣過程

包衣實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整噴嘴的高度、噴嘴與滾圓筒之間的角度和噴嘴的噴射幅度。保證噴嘴噴出的液體完全噴灑到被包衣微丸上，以達(dá)到^佳的包衣效果，并避免包衣液的浪費(fèi)。包衣過程中，壓縮空氣分兩路進(jìn)入噴嘴。包衣液從儲(chǔ)液罐經(jīng)管路進(jìn)入噴嘴，在壓縮空氣的帶動(dòng)下進(jìn)行霧化。噴灑在隨摩擦盤一起作圓周運(yùn)動(dòng)的球形微丸上。熱風(fēng)從摩擦盤底部通過摩攘盤和滾圓筒壁之間的間隙吹入，一方面有助于球形微丸的翻滾，使包衣液能夠更均勻的噴灑到每一個(gè)顆粒;另一方面能使附著在顆粒上的包衣液較快的干燥，避免顆粒之間的粘連，影響包衣質(zhì)量。在包衣的過程中要調(diào)節(jié)包衣液的流量、熱風(fēng)的大小和壓縮空氣壓力三者之間的關(guān)系， 達(dá)到^佳的包衣效果。

4.2結(jié)果分析

下面通過對(duì)馓晶纖維素球形微丸的包衣實(shí)例，說明包衣工藝參數(shù)和產(chǎn)品評(píng)價(jià)結(jié)果。以擠出滾圓造粒機(jī)制備的微晶纖維素空白球形微丸為原料，經(jīng)干燥過篩，取粒徑為0 .8ram的微丸進(jìn)行包衣。包衣的工藝參數(shù)見表1。在包衣液中添加色素，以目測(cè)顆粒顏色的深淺來(lái)定性的判斷包衣的均勻性。

表1薄膜包衣工藝參數(shù)

  注: 由于采用變頻調(diào)遣器對(duì)電機(jī)進(jìn)行凋速控制，滾圓機(jī)轉(zhuǎn)速25Hz，相當(dāng)于轉(zhuǎn)速1440r/min。

為了觀察包衣過程以及包衣液的用量與包衣均勻性的關(guān)系，本試驗(yàn)將100ml的包衣液等分成10 份，每噴完一份對(duì)滾圓機(jī)中的微丸取樣進(jìn)行觀察。由取樣圖可見，運(yùn)用擠出滾圓造粒機(jī)的滾圓裝置對(duì)球形微丸進(jìn)行包衣，包衣液能夠均勻的撒在顆粒的表面，包得表面光滑，衣膜均勻產(chǎn)品。

4.3影響因素分析

(1)噴嘴位置的影響

包衣前應(yīng)根據(jù)微丸顆粒的多少調(diào)整噴嘴的高度、噴嘴與滾圓筒之間的角度和噴嘴的噴射幅度，保證噴嘴噴出的液體完全噴灑到被包衣微丸上。否則，使?jié)L圓筒內(nèi)壁或摩擦盤潮濕， 容易粘住微丸，或者呈液滴流人隨摩擦盤一起運(yùn)動(dòng)的球形微丸中，影響包衣的均勻性。

(2)工藝參數(shù)的影響

①包衣液流量的影響  相同時(shí)間內(nèi)包衣液流量過大，易造成球形微丸表面過濕而產(chǎn)生聚積和粘連，影響衣膜的均勻性。

②壓縮空氣壓力的影響  壓縮空氣壓力增加，霧化氣體的速度和能量增加，而包衣液通過壓縮氣體運(yùn)載和推進(jìn)，所得到的動(dòng)量和動(dòng)能隨之增加，包衣液更易于在物料表面強(qiáng)制性鋪展，同時(shí)壓縮氣體的壓力增加，包衣液霧滴粒徑降低，包衣均勻性好，表面粗糙度降低。但氣壓過高，可產(chǎn)生與包衣液流量過大類似的問題，還可能使破壞摩擦盤上的球形微丸飛濺， 破壞微丸的三維隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。另外，壓縮空氣的壓力過低，可能加劇噴嘴的堵塞。 

③熱風(fēng)的影響  熱風(fēng)的溫度過低，水分蒸發(fā)慢，會(huì)造成微丸表面過濕，出現(xiàn)粘連，也可能出現(xiàn)藥物向衣膜遷移的問題;熱風(fēng)的溫度過高，導(dǎo)致水分蒸發(fā)過快，干燥快，可能發(fā)生溶液噴干的情況，另外衣膜也出現(xiàn)不連續(xù)且易脫落的現(xiàn)象。熱風(fēng)量過大，可能造成微丸飛濺， 破壞其三維隨機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，影響包衣效果。

④滾圓機(jī)轉(zhuǎn)速的影響  包衣過程中滾圓機(jī)的轉(zhuǎn)速以微丸能在滾圓機(jī)內(nèi)保持穩(wěn)定的流線為準(zhǔn)，轉(zhuǎn)速快則微丸翻動(dòng)好、包衣均勻，干燥快、無(wú)粘連，但是如果轉(zhuǎn)速過快，可能造成球形微丸的飛濺，影響包衣質(zhì)量。對(duì)于硬度偏低、耐磨性差的微丸，轉(zhuǎn)速過快往往能造成微丸的磨損。

5.結(jié)語(yǔ)

本文闡述了利用擠出滾圓造粒機(jī)滾圓過程中的三維隨機(jī)原理和旋轉(zhuǎn)包衣法，將擠出滾圓造粒機(jī)運(yùn)用于球形微丸的包衣當(dāng)中。使此造粒機(jī)集球形微丸造粒和包衣于一體，具有結(jié)構(gòu)合理，操作方便，制造、運(yùn)行成本較低等特點(diǎn)。包衣成品具有耗用衣材少、衣膜均勻。包農(nóng)時(shí)間短，成品率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。具有包衣功能的擠出滾圓造粒機(jī)是醫(yī)藥緩釋、控釋微丸制劑更有效、更便捷的工具，為發(fā)展制劑新品種提供了可靠的設(shè)備保障，同時(shí)還可以運(yùn)用于食品包衣等其他領(lǐng)域，具有較好的發(fā)展前景。