一、流化床制粒技術原理與特點
流化床制粒技術原理主要是利用氣流的作用,使物料粉末宛如在空氣中“跳舞”,處于流化狀態。與此同時,通過特定的裝置噴入粘合劑溶液 ,讓粉末顆粒在相互碰撞的過程中逐漸粘合在一起,最終形成具有均勻粒徑的球體顆粒。
流化床制粒技術最顯著的特點是實現混合、制粒、干燥這幾個關鍵步驟在同一設備內完成。流化床制粒技術制得的顆粒疏松多孔,崩解溶出較快,適用于速釋片的生產。另外,對于一些熱敏性藥物,因流化床制粒技術在制粒過程中能夠較好地控制溫度,避免藥物因受熱而變質,為熱敏性藥物的生產提供了理想的解決方案。
二,關鍵控制參數
1、進風溫度:進風溫度是指流化物料粉末的氣體溫度。物料粉末熱穩定好,則進風溫度可以稍高;物料粉末熱穩定差,則進風溫度需要稍低。進風溫度高,物料粉末干燥快,不利于顆粒增長,制備的顆粒粒徑小;進風溫度低,物料粉末干燥慢,有利于顆粒增長,制備的顆粒粒徑大。
2、進風濕度:進風濕度是指流化物料粉末的氣體濕度。進風濕度過大會影響制備顆粒的狀態,嚴重時甚至會導致塌床的發生;進風濕度忽大忽小,會導致制備的顆粒狀態批間差異較大。
3、進風風量:進風風量是指流化物料粉末氣體的氣體流量,應使物料粉末處于理想的流化狀態,物料粉末理想的流化狀態有利于物料粉末的混合均勻、濕法制粒和干燥的全過程。
進風風量過大,黏合劑溶液揮發過快,黏合作用減弱,不利于顆粒增長,制備的顆粒粒徑小,顆粒粒度分布過寬,細粉過多。進風風量過小,黏合劑溶液揮發過慢,物料粉末干燥過慢,利于顆粒增長,制備的顆粒粒徑大,也可能會導致物料粉末過濕而黏合成團,引起外干內濕、塌床等事故的發生,以至于制粒失敗。
進風風量在生產過程中是一個動態的平衡值,以能始終使物料粉末處于理想的流化狀態為宜,物料粉末混合階段,物料粉末較輕,較低的進風風量即可。濕法制粒階段,隨著黏合劑溶液的加入,物料粉末先慢慢變重后在干燥的過程中慢慢變輕,進風風量需要隨著物料粉末重量的變化而變化,即進風風量慢慢增大后慢慢減小。干燥階段,進風風量隨著物料粉末重量的降低而減小。
4、噴霧壓力:噴霧壓力是影響粘合劑霧化效果和液滴大小的關鍵因素,進而對顆粒的大小和均勻性產生重要影響。噴霧壓力通常在 0.5 - 3 bar 之間,不同的壓力值會產生不同的霧化效果。 當噴霧壓力較大時,粘合劑能夠被更充分地霧化,形成的霧滴細小且均勻。這些細小的霧滴在與物料接觸時,能夠更加均勻地分布在物料表面,使得顆粒在形成過程中更加均勻,最終得到的顆粒粒徑小且均勻性好。而當噴霧壓力較小時,粘合劑的霧化效果不佳,形成的霧滴較大。這些大的霧滴在與物料接觸時,分布不均勻,容易導致部分物料吸收過多的粘合劑,而部分物料吸收不足,從而使得顆粒大小不均。
三、物料與粘合劑的選擇
物料的初始粒徑對制粒效果有著顯著的影響。一般來說,物料需要預處理至 20 - 200 目。物料粒徑過粗,其質量和體積較大,在流化過程中需要更大的氣流來推動,這就容易導致流化困難。相反,如果物料粒徑過細,雖然在流化過程中容易被氣流帶動,但也容易出現團聚現象。這些細小的顆粒之間相互吸引,形成較大的團聚體,同樣會影響流化的穩定性。 粘合劑在流化床制粒中起著關鍵的粘結作用,其類型的選擇需要根據藥物的特性來確定。常見的粘合劑有淀粉漿、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、HPMC(羥丙基甲基纖維素)等 。
淀粉漿是一種常用的粘合劑,它具有良好的粘合性能和穩定性,價格相對較低。但需要注意的是,淀粉漿的粘度受溫度影響較大,在不同溫度下的粘度差別明顯。所以在使用淀粉漿作為粘合劑時,要特別關注其溫度變化,通常建議將淀粉漿加熱至 82 - 86℃時停止加熱,并在整個制粒過程中始終保持溫度大于 60℃,以確保其粘度的穩定性和粘合效果。
PVP 具有良好的溶解性和粘合性能,能夠溶于水或乙醇等溶劑。在流化床制粒中,其常用濃度為 20% 。但使用 PVP 作為粘合劑時,需要注意兩個問題。含 PVP 的片劑在儲存后通常會變硬,這在一定程度上會影響片劑的崩解和藥物的釋放,所以 PVP 更適合用于泡騰片或咀嚼片等劑型。PVP 具有較強的引濕性,如果藥品對濕度較為敏感,可能會導致藥品質量下降。
HPMC 通常使用的是低粘度型號,常用濃度為 10 - 15%。以水為溶媒時,可以先將 HPMC 分散于 80 - 90℃熱水中,攪拌均勻后加冷水溶解;以水 / 乙醇混合溶媒時,可先分散于乙醇中,再加水稀釋溶解。HPMC 具有良好的成膜性和穩定性,能夠在藥物顆粒表面形成一層均勻的薄膜,不僅增強了顆粒的結合強度,還能改善藥物的釋放性能,適用于一些對藥物釋放有特殊要求的制劑。