药物制剂工程课件.ppt
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1、1,药物制剂工程,第二章 制剂各单元操作,2,药物制剂,一、制剂的分类:.按形态分类:可分为液体、固体、半固体和气体制剂。本书将制剂分为:口服固体制剂 (散剂,颗粒剂,片剂,胶囊剂,滴丸剂)灭菌制剂 (注射剂,混悬和乳化)外用制剂 (软膏剂,贴剂)其它制剂 (栓剂,气雾剂),3,.按分散系统 也即按物理化学的分散系统将药物制剂分类(物理药剂学)可分为:溶液型、胶体溶液型、乳剂型、混悬型、气体分散型、微粒分散型、固体分散型。3.按给药途经分类:这种方法是将同一给药途径的分为一类(临床药剂学)可分为;经胃肠道给药(经口给药)非经胃肠道给药(非经口给药),4,4.按制法分类 分为:浸出制剂 无菌制剂
2、,5,二、药物制成剂型的必要性给药途径:人体有十余个给药途径。1、口腔及消化道:口腔、舌下、胃肠道。 2、腔道:直肠、肛门、阴道、尿道、耳道、鼻腔等。3、呼吸道:咽喉、支气管、肺部。4、血管组织:皮内、皮下、肌肉、静脉、动脉等。5、其它:皮肤、眼等。,6,药物剂型的必要性和重要性1、为了适应病情的需要2、为了适应给药部位的特点3、为了适应药物本身性质的需要4、为了治疗的需要5、某些剂型有靶向作用6、为了生产、贮存、运输、携带和使用方便,7,第一节固体口服制剂,固体口服制剂共同特点有:1、物理、化学稳定性好,生产制造成本较低、售价便宜、服用与携带方便。2、制备过程的前处理经历相同的单元操作,而且
3、剂型之间有密切的联系,这个剂型可以是另一个剂型的原料,便于组织生产。3、药物在体内有共同的吸收路经,首先溶解后才能透过生物膜,被吸收入血液循环中。,8,固体制剂的制备工艺 药物 粉碎 过筛 混合 制粒 压片 包衣 散剂 颗粒剂 片剂 包衣片 胶囊剂 固体制剂的体内吸收路径 口服给药 崩解 溶解 吸收 血液,9,不同剂型在体内的吸收路径 剂 型 崩解或分散 溶解过程 吸 收 片剂 胶囊剂 滴丸剂 颗粒剂 散剂 混悬剂 溶液剂 口服制剂吸收的快慢顺序一般是: 溶液剂混悬剂、乳剂散剂颗粒剂胶囊剂片剂丸剂,10,对于片剂和多数固体剂型(如散剂、胶囊剂等)来说,下述NoyesWhitney方程可说明剂型
4、中药物溶出的规律。 (N-W方程)的形式是: dC/dt= kSCs式中:dC/dt溶出速度;k溶出速度常数;S溶出质点暴露于介质的表面积;Cs药物的溶解度。,11,改善药物的溶出速度可采取的措施:1、增大药物的溶出面积:通过粉碎减小粒经、崩解等。 崩解:固体一定时限内全部溶解成碎粒的过程。2、增大溶解速度常数K= D / V 搅拌可减小扩散边界层厚度,或提高扩散系数D V:溶出介质的量(体积)3、提高药物的溶解度 t提高 ,药物的溶解度也提高。,12,一、粉碎和筛分,(一)粉碎 粉碎是借助于机械力将大块固体物料破碎成适宜程度的碎块或细粉的操作过程。 粉碎度:粉碎前粒径与粉碎后粒径之比 n=
5、D2/D1 粉碎前粒径相同,粉碎后粉碎度愈大,粉愈细。5/0.5=10, 5/1.0=5 ,10/1.0=10目的:减少粒径,增加比表面积,从而对制剂加工操作和制剂质量都有重要意义。,13,粉碎操作对制剂过程有一系列的意义粉碎的目的它有助于增加难溶性药物的溶出度,提高吸收和生物利用度,从而提高疗效。有助于改善药物的流动性,促进制剂中各成分的混合均匀,便于加工制成多种分剂量剂型。有助于提高制剂质量,如提高混悬液的动力学稳定性改善其流变学特性。有利于药材中有效成分的提取,值得指出的是粉碎时也可能伴随产生一些不良作用,如晶型转变、热分解、黏附、凝聚性增大、密度减小等。注意不良后果,14,粉碎机理,粉
6、碎过程主要依靠外加机械力的作用破坏物质分子间的内聚力而实现的。各种粉碎机械作用于被粉碎物质的外力,有下列几种类型:截切、挤压、研磨、撞击、劈裂、撕裂和锉削等。粉碎过程一般是上述几种力综合作用的结果。,15,粉碎方法,(1)混合粉碎与单独粉碎(2)干法粉碎与湿法粉碎(3)低温粉碎(4)闭塞粉碎(过程中不加新料,不出料)与自由粉碎(过程中不加新料,排出细粉)(5)开路粉碎(过程中加入新料,排出细粉)与闭路粉碎(过程中加入新料,排出细粉同时细粉分级),16,17,粉碎设备,(1)研钵 一般用瓷、玻璃、玛瑙、铁或铜制成 (2)球磨机 在不锈钢(或陶瓷)制成的圆筒内,装有直径不同的钢球(或瓷球),当电机
7、转动时,这些钢球(或瓷球)正好能从最高位置落下,使药物受到强烈的撞击和研磨从而被粉碎,故而将这种粉碎机械称为球磨机。 应用冲击力与研磨力。 球磨机以临界转速的75为宜。 筒内装药量不宜太多或太少,一般占筒内容积的50。适于贵重物料的粉碎。,18,特点:总装量占圆筒体积的50%60%(球占3035%,物料1520%),该法可得200目细粉,结构和粉碎机理比较简单,但粉碎效率低,用时较长,由于密闭操作、粉尘少,适合于贵重物料、无菌物料、干法、湿法等粉碎,适用范围广。,19,20,(3)锤击式粉碎机(万能粉碎机):作用力以锤击力为主。 特点:适用于脆性、韧性物料及进行中碎、细碎、超细碎等应用广泛,结
8、构简单,操作方便,有锤击式和冲击柱式。 锤击式结构有高速旋转的旋转轴,轴上装有锤头(迎料面碳化钨保护套),机壳上装有针板(可更换),下部装有筛板(细粒通过筛板出料),粉碎粒度可由锤头的形状、大小、转速及筛网的目数来调节。过于微细时筛子容易堵塞,故以30200目的为好。,21,22,(4)振动磨:作用力:冲击、研磨、剪切力等。振动磨的特点:研磨效率高;成品粒径小;粉碎可在密闭条件下连续操作;外形尺寸比球磨机小,操作维修方便。 但振动磨运转时产生噪声(90120分贝)大,需要采取隔声和消声等措施。,23,24,(5)气流粉碎机(流能磨) 流能磨系利用高压流体使药物颗粒与颗粒之间或颗粒与室壁间相互强
9、烈碰撞而产生粉碎作用 流体可以是空气、蒸汽或惰性气体,速度可达音速或超音速。 由于粉碎过程中高压气流(170 kPa2070kPa)喷出膨胀吸热,产生明显的冷却效应,可以抵消粉碎产生的热量,适用于热敏性物料和低熔点物料粉碎,25,26,气流粉碎机特点:所得成品为超细粉。气流粉碎时,能自行分级,粗粉受离心力的作用不会混入成品中,因此成品粒度均匀。流能磨粉碎过程,由于气体自喷嘴出膨胀时的冷却效应,故本法适用于低熔点或热敏感物料的粉碎。易于对机器及压缩空气进行无菌处理。可以实现联合操作。设备结构紧凑、简单、磨损小,容易维修。但是动力消耗较大,成本较高。一般仅适用于精细粉碎。,27,(二)筛分(分级)
10、,将不同粒度的混合物料按粒度大小进行分离的操作称为分级,用筛网将物料进行分级的方法称为筛分法。目的:是为了获得有较均匀粒度的物料。1、筛分用筛冲眼筛(模压筛)和编织筛.筛子孔径规格有: 药典标准:药典筛(标准筛); 工业标准:工业筛(实验里常用)。 药典筛以“号”表示,号大,粉细。1#9#。 工业筛以“目数”表示,目数大,粉细。2、常用的筛分设备(1)摇动筛 (2)振荡筛 (3)微细分级机,28,29,30,31,3.筛分效果的评价物料经过筛孔孔径为d0 的筛子分级后,如果筛子上全部是粒径大于d0 的粒子,筛下全部是粒径小于d0 的粒子,这种分离叫理想分离。实际情况是当你继续摇动筛子时还有细粉
11、下来,这说明筛上仍留有小于d0 的粒子,筛下混有大于d0 的粒子,32,(1)总分离效率 mF kg原料分级得mR kg细粉和mp kg粗粉。 物料平衡式为:mF=mR+mp。设do的粗粉在mF、mR、mp中所含质量分数分别为xF、xR、xP。 则mFXF=mRxR+mpxp。(粗粉)粒径do的粒子在筛上回收率 p = mpxp / mFxF(细粉)粒径do的粒子在筛下回收率 R = mRxR / mFxF,33,总分离效率常用牛顿分离效率N表示, 即N=P+R1理想分离时: N=1,P=100%=1,R=100%=1实际分离时:N、P、R,34,(2)部分分离效率:考察物料中某粒度范围内该粒
12、子分离程度设物料中某粒度范围的粒子重量为F(Kg),筛分后,筛上该粒径范围的粒子重量为mP(Kg),筛下该粒径范围的粒子重量为mR(KG)筛上产品部分分离效率: 上mPF筛下产品部分分离效率: 下mRF如部分分离效率为50%,则表示该粒度的粒子过筛后正好一半在筛上,一半在筛下。如果某粒径范围的粒子全部被分离,则该粒子的部分分离效率全在筛上:上=1,下=0或全在筛下:上=0,下=1,35,影响分离效率的因素(1)粒子的性质:粒度,粒子形态,密度,电荷性,含湿量等(2)筛分设备的参数:振动方式,时间,速度,筛网孔径,物料层厚度等筛网的筛孔尺寸()应按物料粒径()来选取/L0.75,36,二、混合,
13、(把两种以上组分的物质均匀混合的操作统称为混合。)借助外力将两种或两种以上物质相互分散在其中的操作过程 包括:固-固:混合;固(大量)-液(少量):捏合(制软材);固(少量)-液(大量):匀化(如混悬剂);液-液:分散(乳剂)混合机理:对流混合、剪切混合、扩散混合。,37,(一)混合方法 实验室常用混合方法:搅拌混合、研磨混合(研钵)、过筛混合。 生产上常用混合方法:容器旋转混合:容器本身旋转带动物料运动使之混合。适合小批量生产,物性差异小的物料容器固定混合:物料在容器内靠叶片、螺带或气流的搅拌作用混合。适合大批量生产,物性差异大的物料(如固-液),38,(二)混合设备1.容器旋转型混合机 特
14、点: 分批操作,适宜多品种小批量生产; 可用带夹套的容器进行加热或冷却操作; 物料仅依靠筒体整体运动进行混合,对于流动性好,物性差异不大的粉粒体,混合效果好; 对于黏附性、凝结性的粉粒体必须在机内设置强制搅拌叶或挡板,或加入钢球。 存在问题: 物料加入及排出时会产生粉尘,必须注意防尘; 对于较硬的凝结块往往不易混合均匀 。 类型:(1)水平圆筒型混合机(2)V型混合机(3)双锥型混合机,39,40,41,2.容器固定型混合机 特点: 可间歇或连续操作或两者兼有; 容器外可高夹套进行加热或冷却; 适用于品种少、批量大的生产; 对于黏附性、凝结性物料也能适应 类型:(1)搅拌槽型混合机 (3)无重
15、力粒子混合机(2)锥形垂直螺旋混合机 (4)气流混合机,42,43,44,(三)混合度的表示方法 混合度是混合过程中物料混合程度的指标。1.标准偏差或方差2(1)准确度和误差:准确度用误差表示,误差越小准确度越高.(2)精密度和偏差:多次测量结果相互接近的程度叫精密度,用偏差表示,偏差越小,精密度越高,再现性越好.标准偏差,方差与偏差一样其值越小,精密度越高即离散性越小,混合的越完全.其值为零时达到完全混合.,45,:抽样次数:某组分在第次抽样中的分率:样品中某组分的平均分率,46,2.混合度M完全分离状态时: 完全混合状态时: 混合度M介于01之间,47,2o(o时间):两组分完全分离状态下
16、的方差2 (无限长时间):两组分完全混合状态下的方差.完全分离状态时, 2o=2 t Mo = 0完全混合状态时, 2 t=2 M = 1M介于01之间,在混合过程中,可随时测定M。测得M值愈大,混合均匀程度愈高,找出混合度随时间的变化关系,从而了解和研究各种混合操作的控制机理及混合速度等。,48,.混合指数In为同一时刻不同位置所取 样本数. X为混合浓度百分数.当测定含量Xw大于规定含量wo时当测定含量Xw小于规定含量wo时I一般在0100%,混合指数愈大,混合均匀程度也愈高,适用已知成份的混合.,()(w),w,49,(四)混合的影响因素:物料;设备类型;操作条件三方面。1.物料:粒子形
17、状,粒度分布,含水,流动性,密度等 两药物:处方量相等或相当,直接混合,容易混匀。处方量相差大,采用“等量递加”法,适用于毒、剧药等量递加法:将量大的药物取出一部分与量小药物约等量混合,如此倍量增大,至全部混合。 两药物:密度差异大,先装密度小(质轻)的,后装密度大(质重)的,也即重的往轻的上面装,避免轻质药物浮于上部或飞扬,重质药物沉于底部。两药物:粒度差较大,先装粒径大的,后装粒径小的。,50,低共熔,两种或多种药物混合后,熔点往往降低,如降至室温附近,则易出现润湿或液化现象,称做低共熔现象,可加吸收剂或找代用品或分包包装,服用时再混合。组分的吸附性与带电性,因混合摩擦而带电的粉末常随时均
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