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影响小型干法制粒机干法制粒工艺的因素

浏览次数:125发布日期:2021-04-27
  小型干法制粒机的干法制粒在制药领域应用广泛,有将近70年的使用历史,本文从干法制粒仪器结构、物料可压性损失、影响干法制粒工艺的因素、干法制粒注意事项等方面对干法制粒工艺过程进行简单剖析,最后通过FDA于2012年发布的有关仿制药开发QBD运用实例,对QBD思维在干法制粒工艺中运用的思路进行梳理,加深大家对干法制粒工艺过程的理解。
  一、干法制粒介绍
  干法制粒是将松散的粉末压缩团聚,然后将压实的粉末粉碎制粒使粉末的流动性得到改善的过程,适用于工艺生产如压片胶囊灌装等。与湿法制粒相比,干法制粒的优点是在整个工艺过程中无需水或其它机溶剂的参与,对湿、热敏感的药物尤为合适。另外,辊压干法制粒从技术方面来看更容易实现自动化控制,效率高、工艺简单且更加环保。粉末压缩方式有辊压与非辊压方式,辊压是制药行业的主流,其主要优势是工艺过程连续具有更大的生产能力、粉末对润滑剂的依赖性小等。一般干法制粒辊压工艺主要变量有三个:压力大小、进料螺杆的转速及辊筒转速。混合粉末中对辊压影响较大的辅料主要有两种:粘合剂与润滑剂。
  辊压结构如下图1,物料辊压过程分三个区域:1进料区,物料所受压力较小;2压缩区,物料所受压力高且物料颗粒产生塑性形变;3出料区,压实的物料呈条带状薄片排出。辊压过程需要充足的粉末进入辊轮间隙以保证工艺的连续进行,在整个压制过程中为保证不漏粉辊轮区需要一定的密封措施,为保证制备颗粒的均匀性辊压力要尽可能稳定。
  不同厂家设计的仪器设备会有一定差异,如物料进入辊筒方向(如下图2所示),辊筒表面的设计有光滑、凹槽或口袋等形式,另外密封系统、辊筒大小、辊筒宽度及进料系统(重力进料或强制进料)等也会有一定差异。
  二、影响干法制粒工艺的因素
  物料含水量的影响。物料的含水量影响物料的形变与拉伸强度,从而影响片剂的可压性。因此在干法制粒工艺过程中,即使是相同的物料也要严格控制水分含量。
  润滑剂的影响。润滑剂的加入会影响一些物料的可压性,润滑剂的加入量及加入方式是影响片剂可压性最重要的两个方面,另外,相同润滑剂的晶型与比表面积同样会影响混合物料的可压性。
  粘合剂的影响。粘合剂可以补偿颗粒硬度损失、减少干法制粒过程中细粉的量及确保片剂的拉伸强度。Mangal等人对比了八种不同粘合剂在干法制粒过程中的影响,其中六种粘合剂结构与纤维素相关,两种与聚维酮相关,结果表明不同的粘合剂对颗粒粒度分布与片拉伸强度的影响不同,正确的选择粘合剂对干法制粒工艺较为重要,特别是对于脆性的API物料,粒度分布是粘合剂的一个关键物料属性,另外研究还表明片剂的掉盖现象与粘合剂的用量紧密相关。
  辊筒压力的影响。当辊筒压力较低时,对于相同的物料损失的可压性差别很小,但是当滚筒压力较大时,相同物料的可压性损失就会很大。在较低压力下制备得到的颗粒孔隙较多,在压片时颗粒更容易破裂,因此可压性高。结合辊压结构(图1),相同属性的物料在不同区域所受压力也不同,压力单位很难准确反应挤压过程中物料实际所受压力情况,因此,通常以输出物料的属性来反应压力的大小,如薄片或颗粒的孔隙率、密度等。
  物理属性的影响。很多API和辅料具有不同的物理形态,包括多晶型、溶剂化物和无定型等。即使是相同的物质也有批间的差异,如粒度分布、形态学(晶型、晶癖、结块)、表面粗糙度等,在干法制粒过程中同样会影响物料的可压性。
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