中国粉体网讯 近年来，随着纳米技术在药物研究中的应用日益广泛，纳米喷雾干燥技术已经发展成为实现纳米级药物制备的一种手段。纳米喷雾干燥能生产出粒径为纳米级的药物颗粒并具有极高的产率。纳米喷雾干燥技术主要通过驱动致动器喷射液体制剂，该致动器以极高的振动频率产生小尺寸范围的微小气溶胶液滴，通过在两个电极之间施加高电压使水分蒸发，得到纳米尺寸的药物颗粒[1]。
纳米喷雾干燥法可制备纳米级超细粉体，并可大量生产。与传统喷雾干燥技术相比，该方法获得的药物颗粒粒径更小、粒度分度更均匀。已有报道[2]采用纳米喷雾干燥技术成功制备了载药微粒、固体分散体、聚合物纳米胶囊、脂质体微胶囊化等。在药物制剂领域，纳米喷雾干燥技术将有着广泛的应用前景。
2 纳米喷雾干燥技术
纳米喷雾干燥技术采用喷雾干燥的基本原理，结合创新的压电雾化技术，通过新颖的静电收集装置，可得到纳米级的干粉颗粒品[3]。
2.1 传统喷雾干燥
传统喷雾干燥是将料液吸入干燥腔内通过喷嘴进行雾化，该料液含有作为溶质或悬浮液包埋的生物活性成分，其中溶剂通过热空气流快速蒸发，将小液滴转化为固体颗粒，最后从旋风收集器分离出出口空气并收集干颗粒[4]。
根据干燥特点，喷雾干燥可分为雾化、干燥、分离等三个步骤[5]：①物料雾化：物料通过雾化器的雾化作用雾化成直径细小的雾滴，增大料液的传热面积。②物料干燥：雾化之后的细小雾滴与高温热空气直接接触过程中迅速蒸发大部分水分，从而把料液干燥成粉体或颗粒状产品的过程，在此过程中物料与环境之间发生热量和质量的交换。③气固分离：干燥之后的物料为粉末状物料和气体状溶剂，生产过程中一般采用旋风分离加布袋除尘器的方法加以分离。
2.2 纳米喷雾干燥技术的原理及流程[6]
纳米喷雾干燥原理与传统喷雾干燥相似，但在结构上有所差异：如圆柱形干燥室、产生喷雾的雾化器、在干燥气体中诱导层流的多孔金属泡沫以及静电粒子收集器[7]。纳米喷雾干燥结构及工艺流程如下图所示[8]。
纳米喷雾干燥结构以及流程示意图
纳米喷雾干燥的流程可分为三步：（1）通过喷雾振动网雾化形成液滴。液体物料由进料泵送入喷头后，压电驱动致动器会产生细密的液滴喷雾。（2）干燥气体中液滴的干燥和干燥颗粒的形成。液滴与加热气流在干燥腔内进行层流（防止出现湍流），溶剂快速蒸发形成干燥颗粒；（3）干燥颗粒的分离和收集。干燥腔底部存在高压电场，该电场由两个电极组成：中心的星形阳极和干燥室侧壁的圆形阴极。当干燥的纳米颗粒向下移动时，会向高压电场中央阳极充电并移动聚集到周围的阴极。这可以以99%以上的效率分离和收集纳米颗粒。最后，干燥气体离开干燥腔，可从收集器表面轻轻刮下干燥的纳米颗粒，以进行表征和利用[8]。
3纳米喷雾干燥技术的影响因素[9]
温度、喷帽孔径、料液浓度以及载体材料种类对产物的粒径、形态、分散性以及稳定性等均有显著影响。实际应用中各种因素相互作用，需要根据实际情况选择最优工艺处方。
3.1 设备参数
进口温度可通过手动设置，并会影响喷头温度和出口温度，较高的进口温度，有利于物料干燥完全，但会破坏热敏性物质的活性。相反，温度较低，物料干燥不完全，容易结块，降低产率。喷帽孔径决定了雾化液滴的粒径，虽然小孔径有利于制备粒径更小的粒子，但物料所承受的剪切力会加大，会对一些敏感物质产生影响且不适于黏度较大的材料。粒子的物理化学性质受各种设备参数协同影响。
3.2 处方因素
处方因素对粒子的粒径大小和分布、形态、产率等有显著影响。载体材料选择和浓度比在很大程度上决定了微粒的物理化学性质。喷雾过程中加入适宜浓度的载体材料可保护药物结构、提高产率、更高效地制备粒径均匀的干燥粒子［10］。载体材料的种类对粒子的粒径、产率等也产生显著影响，难溶性药物在喷雾过程中需要溶解于有机溶剂中，而表面活性剂能溶于水也能溶于有机溶剂，作为载体材料应用广泛。此外，加入适宜的载体材料可有效改善药物的生物药剂学缺陷，提高生物利用度。
4 纳米喷雾干燥技术的应用[9]
纳米喷雾干燥技术由于其独特的压电喷雾机制、层流加热方式和静电粒子收集系统，可以制备粒径分布均匀、高产率的粒径在300nm～5μm的不同类型药物的载药微粒，更好地适用于各给药部位的需求，解决各类药物生物利用度低的问题。
4.1 载难溶性药物
提高药物溶解度、口服生物利用度一直是药物制剂领域的研究热点。经纳米喷雾干燥可高效率制备纳米粒、固体分散体等，粒径均匀且达到纳米级别，有效分散于载体材料中，具有较为理想的性质。Xu等[11]利用纳米喷雾干燥工艺制备了难溶性药物阿立哌唑的纳米粒，并比较了阿立哌唑原药、阿立哌唑与稳定剂的物理混合物和阿立哌唑纳米粒在不同pH介质中的溶解度。结果显示，纳米喷雾干燥工艺制备的纳米粒溶解度明显高于原药和混合物。
4.2 载生物大分子药物
生物大分子药物由于其独特的物理化学性质，使其难以透过体内屏障，稳定性低，容易被降解失活，生物利用度低，经研究［12］表明将生物大分子类药物制备成纳米粒子或纳米复合微球可防止其在消化道降解失活，并有效提高稳定性与生物利用度。相对于冷冻干燥、传统的喷雾干燥，纳米喷雾干燥过程温和、不破坏药物结构与活性、进样量小、更适于价格昂贵的生物大分子药物。
4.3 载速效类药物
纳米粒、微球作为新型药物载体可以控制粒径并延缓控制药物释放。传统的喷雾干燥技术很难得到粒径小于2μm的粒子，而纳米喷雾干燥技术可以产生300nm～5μm的超精细液滴。通过调节载体材料种类及各项工艺参数可以制备出具有缓控释与靶向功效的纳米粒或纳米复合微球。
5结语
纳米喷雾干燥技术的出现让纳米级喷雾成为现实，该技术为研究者提供了一种简单快速、粒径分布范围广、产率高的制备纳米/微粒、脂质体、固体分散体、纳米混悬剂等制剂新技术的方法。纳米喷雾干燥技术创新性地应用了压电驱动的喷雾头、层流加热系统，过程温和，保障药物的活性、结构基本不改变，尤其适于蛋白质、多肽类、单克隆抗体等生物大分子药物，也适于口服、静脉注射和肺吸入给药的药物递送。随着纳米喷雾干燥技术的应用，越来越多的药物有望制成具有良好性质的颗粒，促进药物制剂的发展。
参考文献
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（中国粉体网编辑整理/青黎）
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