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【科普】粉末包衣在药物制剂中的应用发展

信息来源:深圳市信宜特科技有限公司
添加时间:2025-04-02

【科普】粉末包衣在药物制剂中的应用发展

绪论

粉末包衣技术作为薄膜包衣技术的重要分支之一,近年来在药物制剂领域表现出了突出的优势。为满足对控制药物释放、表面改性、掩盖不良气味、提高稳定性等需求,且基于粉末包衣机数可用于片剂、丸剂、颗粒剂等多种固体制剂,粉末包衣技术受到研究者的广泛关注。
为确保粉末包衣应用领域药品的质量与安全性,制药相关行业的法规在不断完善,其应用逐渐受到更严格的监管,对包衣材料的安全性、质量标准、工艺过程的验证等方面都提出了更高的要求。

图片来源:薄膜包衣交易网

目的

控制药物释放:根据包衣材料和包衣工艺的不同,粉末包衣技术可实现药物的延迟释放、缓释、肠溶等特性,使药物在特定的时间或人体位置释放,以提高药物的疗效、生物利用率、安全性等。

表面改性:由于合成工艺限制,部分药物原料表面具备静电过大、流动性不足等问题。通过粉末包衣技术,可实现对物料的表面改性,使物料表面更加光滑、色泽均匀的同时,改善流动性。

掩味:粉末包衣工艺具备一定的掩盖不良气味、不良口味的效果。对于一些具备难闻性气味、或口服口味不佳的药物、食品等,粉末包衣工艺可提供足够的掩味效果,改善患者在用药过程中的体验。

增强稳定性:对部分易氧化、受潮、分解、挥发等的物料,可利用粉末包衣工艺,在粉末表面形成一层隔离包衣层,以隔绝氧气、水蒸气、光线等外部因素对物料的直接影响,从而提高药物的稳定性。

常见物理技术
喷雾干燥
20世纪30年代,喷雾干燥工艺开始被应用于包衣工艺。工艺对应的原理为:混合物料粉末(API+包衣材料+其它辅料)制备为均匀分散体后,经过雾化装置,同时进行加热使溶剂挥发,包衣材料得以在药物表面析出,使对API的包衣效果得以实现。

喷雾干燥法的优势在于操作时间短,适用于不稳定药物(例如:维生素VD3等)。此外,喷雾干燥法所用的包衣材料一般成本较低,适宜于工业化生产。但是,相对的,喷雾干燥法也具备仪器成本较高的缺陷。

近年来,常规喷雾干燥法进行包衣时,最终成品的粒径不易控制,为获得目标粒径的成品往往需要多次重复摸索工艺,且对初始分散体的均匀性、雾化系统的雾化效果等都提出了较高要求。另,均匀分散体稳定雾化过程中,也有液滴间易黏连的问题。电喷雾干燥法作为解决办法之一收到关注。研究发现,当作用于电喷雾喷枪两端的电压恒定是,喷雾液滴的大小亦恒定,且由于液滴带互斥电荷,聚集现象明显减少。

喷雾冷凝(热熔制粒)

固体脂质微粒在药物制剂中具备广阔的应用前景。与喷雾干燥类似,喷雾冷凝也是预先将API均匀分散于包衣材料中,通过喷雾装置,同时对分散系进行降温固化,实现对药物的包衣。二者不同之处在于包衣材料形成包衣层的原理,喷雾干燥通过对溶剂的蒸发形成包衣,喷雾冷凝依靠对熔融状态包衣材料的冷凝固化实现包衣。

喷雾冷凝用于包衣,也具备快速、低成本、包衣颗粒粒径可控等优点。分散系通过雾化系统后冷凝,一般获得成品也表现出微粉的特征。为使喷雾冷凝工艺获得的包衣颗粒粒径拥有更多选择性,目前信宜特公司提出对热熔分散系采用高速离心头进行分散,可有效提升包衣成品的粒径大小。

气流悬浮包衣

由于粉体材料具备流动性差、润湿性强、易粘连等特点,在采用流化对粉末进行包衣的工艺中,对粉体流化状态和干燥效率的要求较高。在根据不同需求对流化床加以改造,衍生出的多种包衣技术中,侧喷转盘式包衣具备一定的优异性。

利用底部转盘带动的离心力,保证物料流动性的同时,同时利用排风机、进风机保证流化床内热量供给,使包衣材料能够均匀在粉末颗粒表面干燥,形成有效、致密的包衣层。

热熔包衣

热熔包衣利用低熔点材料进行包衣,将包衣材料熔融后,喷雾在药物表面形成包衣层。该法与使用流化床进行的气流悬浮包衣差异在于,包衣材料所需的预处理不同。对比流化床包衣配置包衣材料的溶液,热熔包衣需求的是将包衣材料进行热处理,使包衣材料熔融为液体后使用。

常用材料

薄膜包衣材料:如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,具有良好的成膜性、稳定性和水溶性,可用于改善药物外观、防潮等。
肠溶包衣材料:常见的有肠溶型丙烯酸树脂、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(HPMCP)、醋酸纤维素邻苯二甲酸酯(CAP)等,能使药物在胃酸环境中保持稳定,在肠道内溶解并释放药物。
缓释包衣材料:如乙基纤维素(EC)、聚丙烯酸树脂等,可调节药物的释放速度,使药物在体内缓慢、持续地释放,延长药物的作用时间。
特殊功能性材料:例如具有遮光作用的二氧化钛、具有矫味作用的甜味剂和香精等,可以根据具体需求添加到包衣材料中,赋予包衣更多的功能。

图片来源:曲阜贝蒂斯生物医药有限公司

可用设备

喷雾干燥机
喷雾干燥机可通过混合料液经蠕动泵输送至二流体气流式喷枪,再经压缩空气雾化成雾滴,与经过电加热器加热的空气充分接触,瞬间干燥固化,部分干燥颗粒随气流沉降到干燥室底部的收集桶内,尾气经除尘装置完成气固二次分离,收集产品。

图片来源:信宜特公司网站

热熔喷雾制粒机

热熔喷雾制粒机可通过原辅料在热熔挤出段充分混合、熔融,经双螺杆输送至二流体气流式喷枪,再经压缩空气雾化成雾滴,与经过超低温冷冻的空气充分接触,瞬间冷凝固化。部分冷凝颗粒随气流沉降到干燥室底部的收集桶内,尾气经除尘装置完成气固二次分离,收集产品。

图片来源:信宜特公司网站

●流化制粒包衣机

流化制粒包衣机的侧喷结构,可通过“离心盘+边缘进风”特殊结构,粉体圆周运动,内外循环,喷枪侧喷,雾化液包覆粉末颗粒外表,实现粉末粘连制粒或粉末包衣。

图片来源:信宜特公司网站

此处简单介绍使用深圳信宜特PC系列粉末包衣机获得测试数据。

图片来源:信宜特公司内部数据

可通过对包衣前后物料颜色、粒径的对比,证明粉末包衣效果。将物料放置于显微镜下观察,亦可直观、清晰的观察到物料前后变化。

图片来源:信宜特公司内部数据


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