中药复合粒子设计及其压片关键性能改善与机理研究

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目的:探索中药粉体的直压现状,通过流化包裹解决中药粉体因流动性和/或可压性差而不能满足粉末直压工艺要求这一共性问题,同时分析其改善机理,并优化复合粒子(composite particle,CP)设计,推进直压技术在中药片剂生产中的应用。方法:(1)根据中药粉体制备工艺(水提、醇提和药材粉碎),并综合考虑药用部位等,选取27种常用中药粉体,全面表征其粉体学性质,采用多种统计学分析方法探究中药粉体直压现状。(2)针对每种制备工艺,各选择一种代表性的中药粉体(干姜醇提物、栀子水提物和茯苓粉碎物),分别与八种改性剂(HPMC、葡聚糖、菊糖、PVP、PVP+甘露醇、PVP+Si O2、HPMC+甘露醇和HPMC+Si O2)通过流化包裹工艺制备CP,同时制备处方相同的物理混合物作为对照。分别从分子、粒子和粉体层面全面地表征物料的粉体学性质,并结合片剂压缩过程的相关参数,分析CP关键直压性能(流动性和压缩性)改善的机理,同时比较不同改性剂在改善中药粉体性能上的异同。(3)针对每种制备工艺,各选择三种代表性的中药粉体,分别与代表性的改性剂(HPMC和PVP)通过流化包裹工艺制备CP,全面地表征物料的粉体学性质及片剂压缩过程的相关参数,深入比较HPMC和PVP对中药CP性能改善的异同。(4)根据颗粒工程学原理,选取具有代表性的穿心莲提取物和改性剂HPMC,应用Hunter L18筛选实验设计,以收率、压缩性和流动性为响应值,同时考察流化包裹改性过程的工艺、处方和设备参数,并研究参数间的交互作用,对该中药CP进行优化。将优化的CP与直压辅料(直压乳糖、微晶纤维素和自制直压甘露醇)及其他中药CP(模拟中药复方片剂)按照不同比例混合,进行全自动连续直接压片,随机挑选片剂测定相关性质。结果:(1)在研究的27种中药粉体中,约81.5%的中药粉体同时存在压缩性差和流动性差的现象,且所有的中药粉体均不能满足中药粉末直接压片的要求;粉碎工艺对中药粉体的粉体学性质有显著的影响,但是提取溶剂对中药粉体粉体学性质的影响有限;中药粉体关键直压性能主要受其基本性质影响。(2)流化包裹改性剂有效地改善了中药粉体的关键直压性能,并通过全自动连续直接压片成功地制备了高载药量的中药片剂。流化包裹过程不是原料物理性质的简单叠加过程,改性剂有效地包覆在中药粉体粒子表面,改变粉体的粒子结构与表面形态,引起粉体学基本性质的改善,从而改善其关键直压性能。在研究的八种改性剂中,HPMC和PVP的综合性能较优。(3)HPMC和PVP对中药CP性能改善的对比研究表明:首先,HPMC和PVP对CP的真密度和流动性的影响无明显的差异;其次,与包含PVP的CP相比,包含HPMC的CP的粒径较大、粒径分布更均匀、松密度和振实密度较小、吸湿性较弱;第三,对于醇提物,两者对CP压缩性的影响亦无显著差异;但对于水提物和粉碎物,包含HPMC的CP的压缩性普遍较好。(4)优化所得的HPMC包裹穿心莲提取物的流化操作参数如下:进风温度为50 oC,进风量为150 m3/h,粘合剂加入速率为6.5 rpm,雾化压力为1.2 bar,分配板为C板,导流筒底部与分配板的距离为1.5 cm,壳-核物料的质量比为6%,包衣液浓度为16%。采用该最优参数制备三批CP进行验证,响应值(收率、压缩性和流动性)的验证误差分别为0.51%、3.17%和4.78%,优化CP的关键直压性能得到了显著改善。上述最优CP与直压辅料及其他中药CP在不同比例组合下生产的片剂表面光滑,质量合格。结论:中药粉体的直压性能普遍较差,流化包裹改性剂可成功改善其直压性能,使其满足直压要求。同时,Hunter L18实验设计可以有效地优化流化包裹过程,且优化后CP的适用性良好。本研究为中药粉末直压的发展提供了一定的理论依据,有助于直压技术在中药片剂生产中的应用。
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