【原创】包衣技术保药效,制剂领域显神威


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  药物制剂包衣技术通常应用于固体形态的药物制剂,是指通过特定的包衣设备和工艺流程,按照药物和剂型的特点选择合适的成膜材料和辅料,使之在药物制剂的外表面上形成一层或数层厚度不同但分布均匀的薄膜的技术。

中国粉体网讯  药物制剂包衣技术通常应用于固体形态的药物制剂,是指通过特定的包衣设备和工艺流程,按照药物和剂型的特点选择合适的成膜材料和辅料,使之在药物制剂的外表面上形成一层或数层厚度不同但分布均匀的薄膜的技术。研究发现,包衣技术可有效隔离光照、氧、湿度等环境因素对药物稳定性的破坏,提高药物的稳定性,增加药物的储存周期,改善药物的适口性,实现药物在胃或肠的定位靶向释放。掩盖不良嗅味,减少刺激。此外,包衣技术还能改善药物外观、便于识别、克服配伍禁忌等作用。随着学科间交叉发展的不断深入,药物制剂包衣技术的方式方法也越发的多种多样。


有机溶剂包衣技术


有机溶剂包衣技术是将高分子材料溶解于有机溶媒中,再加入增塑剂、致孔剂等辅料制成包衣液,使用包衣设备将其均匀包裹在制剂周围形成包衣膜的技术。在包衣过程中最关键的是溶剂系统能否保证成膜聚合物在底物表面较好的黏附并形成紧密连续的衣膜,因此选用合适的有机溶剂是解决问题的关键。由于有机溶剂包衣液黏度较大且有机溶剂大多具有毒性并且易燃易爆,会对环境、操作人员造成危害,在包衣膜中的残留也会对服药患者造成二次伤害,目前已经逐渐被水性包衣技术所替代,但当对一些对水敏感或容易水解的药物进行包衣工作时,有机溶剂包衣仍是第一选择。


水性包衣技术


水性包衣技术是一种使用水作为分散系的新型包衣技术。水性包衣技术以水作为分散系对环境几乎没有污染,可有效解决有机溶剂包衣所带来的一系列环境问题,因此其成了现代药物制剂的主流包衣技术。在水性包衣技术中以水分散体包衣技术的发展最快,目前已大量应用于生产实践中。但水性包衣技术依然存在诸如包衣后干燥老化时间过长以及不适用于某些对温度和湿度敏感的药物包衣等问题。水性包衣技术包括3种方式,分别为:水溶液包衣技术、水混悬液包衣技术、水分散体包衣技术。


(1)水溶液包衣技术

水溶液包衣技术是将某些易溶于水的高分子材料(如羟丙甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等)溶于水中形成的包衣液,多数用于速释片包衣。


(2)水混悬液包衣技术

当使用水不溶性的高分子材料作为成膜材料时可以通过将其制备成水混悬液的方法进行包衣。


(3)水分散体包衣技术

聚合物以半固态或固态的球形粒子形式分散在以水为分散介质的溶液中的一种新型水性包衣技术。水分散体的主要制备方法有:乳液聚合、乳化-溶媒挥发、相转变、直接乳化等方法。其成膜原理可分为3个阶段:

第一阶段,包衣液在压力的作用下雾化为细小液滴并沉积在底物的表面上;

第二阶段,随着水分蒸发沉积在底物表面上的聚合物粒子开始紧密的堆积在一起;

第三阶段,堆积起来的粒子开始发生形变,相邻的聚合物分子链开始交叉扩散,随着分子链的扩散在底物表面形成均匀连续的包衣膜。


非溶剂包衣技术


非溶剂包衣(干法包衣) 技术的出现很好地解决了水溶性包衣技术中存在的难题:水溶性包衣由于包衣液中含有大量水分,因此在包衣完成后需要进行老化处理,会在一定程度上增加制剂生产周期,且对于温度和湿度敏感型药物有使用局限性等问题。与有机溶剂包衣相比,干法包衣可以避免包衣过程中有机溶剂排放引起的污染,避免火灾、爆炸等危险的发生,减少溶剂回收设备的投入;目前干法包衣技术已成为薄膜包衣技术的热点研究方向。


干法包衣技术是直接使包衣材料在物料表面成膜的包衣技术,使包衣材料在压力、静电或干黏合剂的作用下形成衣层。主要包括:增塑剂干法包衣、静电干法包衣、热黏合包衣、粉末机械干法包衣、压制包衣等。


(1)增塑剂干法包衣 

增塑剂是典型的小分子量原料,其可以改变薄膜包衣系统的膜的物理性能。将增塑剂与包衣粉末交替或同时喷向固体制剂表面时,液体增塑剂可润湿固体制剂与包衣粉末,基于液体增塑剂的毛细管作用力,包衣粉末黏附在固体制剂表面形成一个整体,实现包衣。增塑剂干粉包衣设备易得、工艺简单,只需对现有包衣设备(如旋转包衣机、流化床包衣机)简单改装、添加喷粉装置即得,但增塑剂用量较大,通常要达到聚合物质量的30%以上。


(2)静电干粉包衣

静电干粉包衣是将静电学原理应用到包衣工艺上产生的一种新的包衣技术,其过程是采用接地的高效包衣锅并确保底物在包衣锅内有效接地,使带有电荷的包衣材料定向地覆盖在底物上,加热固化后形成均匀、完整、致密的包衣膜。整个包衣过程不使用任何溶剂,根据需要可以加入合适的增塑剂来降低加热固化所需的温度,并缩短包衣时间。使包衣材料带电的方式分为摩擦起电和电晕带电,目前主要采用电晕带电的方式。


(3)热黏合包衣

热黏合包衣是将聚合物包衣材料加热成熔融态,再将其喷洒至固体制剂的表面,然后经过降温、固化形成包衣膜的一种技术。在包衣过程中不需要使用任何溶剂,但包衣材料的熔点低于85℃,才可以考虑使用热黏合干粉包衣工艺。本工艺加入适量的增塑剂可促进包衣膜对底物的附着与铺展,对形成均一、致密的包衣膜有重要作用。


(4)粉末机械干法包衣

粉末机械干法包衣主要用于细粉的包衣。通过机械处理使主体粒子与客体粒子的运动趋于同步,由于粒子之间的碰撞,主客体粒子之间的距离变小、范德华力增大。对于粒径仅数微米的干粉,范德华力是粒子间黏附的主导力;与重力相比,黏附力很大,所以客体粒子能黏附在主体粒子周围形成稳定的“有序结构”。


(5)压制包衣技术

压制包衣也属于一种干法包衣,其原理是包衣材料通过压力、静电或干黏合剂的作用将片芯包裹后形成衣层,在压片机上直接压制成型。该法适用于对湿热敏感药物的包衣。20世纪50年代末期出现了专门进行压制包衣的压片机。可压性良好的物料都可应用这种包衣方法。该法还可用于制备脉冲或缓释给药系统。


新型包衣方法


(1)膜直接包衣法 

直接采用膜包覆片芯的包衣方法,是指包衣膜和片芯均单独制备,包衣膜再与片芯一起成型的包衣技术。


(2)熔融包衣液浸蘸包衣法

Lilieblad发明了一种将包衣材料施加在片剂、胶囊上的一次性包衣成型的装置,如图所示。片剂在通过装有包衣材料熔融液的碗状装置时黏附上包衣材料,再通过位于底部的、带有可穿透开口的弹性隔膜,形成包衣膜。由于聚合物熔融温度高,此法不适合采用聚合物材料进行包衣。


熔融包衣液浸蘸包衣法的示意图

(图片来源:袁春平,区淑蕴等.膜控释药片剂的包衣技术研究进展)


(3)注塑成型包衣法

Puri等报道的注塑成型包衣方法过程如下:在注塑模腔中定位放置片芯,再往注塑模腔内注入热熔的包衣材料,使包衣材料在片芯上半部分形成包衣层,然后打开模腔,翻转片芯,同法操作,在片芯的另外一面形成注塑膜层,完成包衣。该法通过使用不同的注塑模具,成功制备了两层包衣膜连接处有重叠或无重叠的包衣片剂。


注塑成型包衣示意图

(图片来源:袁春平,区淑蕴等.膜控释药片剂的包衣技术研究进展)


注塑成型包衣技术不需要使用溶剂,适用于对水敏感药物的包衣。与其他非溶剂包衣技术相比,该方法加工时间更短(不需要固化或干燥),是一种连续的工艺,可批量生产,但需要为每种片型制备专用的精密注塑模具。另外,注塑成型所需温度一般都较高(200~300℃),该方法不适合对热不稳定药物的包衣。


小结:


虽然包衣技术具有稳定性好、抗湿性好、缓控释及靶向等优点,但其在制备过程中仍有许多方面需要改善。随着新工艺、新技术、新材料、新装备的不断涌现,各种包衣技术必将日益完善。


参考来源:

1、于盼盼,杨秋霞等.干粉包衣技术的概况及应用进展

2、徐晨,谢俊等.粉末包衣技术在药物制剂领域的应用研究进展

3、黄永清,叶英等.粉末机械干法包衣研究进展

4、宋宇飞.薄膜包衣技术难点及解决方案

5、袁春平,区淑蕴等.膜控释药片剂的包衣技术研究进展

6、王立,刘华石等.包衣技术在口服固体缓控释制剂中的应用


(中国粉体网编辑整理/青黎)


注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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作者:青黎

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