第六章 粉体学基础.ppt

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1、,药 剂 学,药剂学教研部,上一节课,第四章 微粒分散体系概念和基本特性物理化学性质第七章 流变学基础基本概念和流体的基本性质在药剂学中的应用,分散体系(disperse system)：一种或几种物质高度分散在某种介质中所形成的体系。被分散的物质称为分散相(disperse phase)，而连续的介质称为分散介质(disperse medium)。分散体系按分散相粒子的直径大小可分为：小分子真溶液(直径100nm)。将微粒直径在1nm100m范围的分散相统称为微粒，由微粒构成的分散体系则统称为微粒分散体系。,粗分散体系的微粒给药系统包括混悬剂、乳剂、微囊、微球等。它们的粒径在500nm100

2、m范围内。,胶体分散体系的微粒给药系统包括纳米微乳、脂质体、纳米粒、纳米囊、纳米胶束等。,第六章 粉体学基础,第一节 概述第二节 粉体的基本性质第三节 粉体的性质第四节 黏附性和黏着性第五节 粉体的压缩性,5,教学内容,粉体学（micromeritics）：是研究粉体的基本性质及其应用的科学。粉体（powder）：是无数个固体粒子的集合体。粒子（particles）：粉体运动的最小单元。,6,第一节 概 述,单个粒子叫一级粒子,聚集粒子叫二级粒子,粉：100m的粒子叫“粒”，流动性较好。,7,第一节 概 述,8,粉体微粒大小的分类,第一节 概 述,“第四物态”-粒子的集合体 以片剂的压片过程为

3、例说明粉体的性质：颗粒流入冲模流动性（液体的性质）由颗粒压制成片压缩性（气体的性质）压成片后片子的弹性变形（塑性变形）抗变形能力（固体的性质）,第一节 概 述,一、粒子径和粒度分布（一）粒子径 粉体粒子的大小，也叫粒度。1.几何学粒子径2.沉降速度相当径（Stokes径）3.筛分径DA,10,第二节 基本性质,1.几何学粒子径（geometric diameter）(1)三轴径(2)定方向径(3)圆相当径(4)球相当径,定方向连线径(Feret径)定方向等分径(Martin径)定方向最大径(Krummbein径),长径短径,面积相当径(Heywood径)周长相当径,体积相当径表面积相当径比表面

4、积相当径,11,第二节 基本性质,1、几何学粒子径(1)三轴径反映三维尺寸；长短高。,12,光学（0.5 m）电子（0.01 m）,投影面,第二节 基本性质,13,Feret径：定方向接线径,Martin径：定方向等分径,Krummbein径：定方向最大径,1、几何学粒子径(2)定方向径某定方向直线长度。,第二节 基本性质,14,Heywood径DH投影面积圆相当径,面积相当径(Heywood径)周长相当径（DL）,1、几何学粒子径(3)圆相当径,第二节 基本性质,体积相当径（DV）表面积相当径（DS）比表面积相当径（DSV）,15,1、几何学粒子径(4)球相当径,第二节 基本性质,等体积球,

5、16,测定原理：粒子通过细孔时，粒子体积排除孔内电解质而电阻发生改变；利用电阻与粒子体积成正比的关系将电信号换算成直径。,16,第二节 基本性质,体积相当径与粒子体积相同的球体直径；库尔特计数法：1600 m。,2.沉降速度相当径（Stoke径）,与粒子具有相同沉降速度（恒速）的球形粒子的直径；沉降法100 m。,17,第二节 基本性质,3.筛分径（sieving diameter）,18,算数平均值=(a+b)几何学平均值=(ab),粒径表示方法：(-a+b)（-1000筛下+900m筛上）粗细筛孔直径的算术或几何平均值；粒度分布,第二节 基本性质,（二）粒度分布(particle size

6、 distribution)表示不同粒度粒子群的分布情况。频率分布：各个粒径的粒子群在总粒子群中所占的百分数（微分型）。累积分布：小于或大于某粒径的粒子群在总粒子群中所占的百分数（积分型）。基准：质量基准(工业)、个数基准、面积基准,19,第二节 基本性质,20,第二节 基本性质,（三）平均粒子径（D50）中位径（在累积分布图中累积值正好为50%所对应的粒子径），是最常用的平均径。,21,第二节 基本性质,（四）粒子径的测定方法,22,第二节 基本性质,形状指数（shape index）球形度圆形度 形状系数（shape factor）体积形状系数 表面积形状系数 比表面积形状系数,第二节 基

7、本性质,二、粒子形状,三、粒子的比表面积,比表面积（specific surface area）单位重量或单位体积微粉所具有的表面积。体积比表面积 单位体积粉体的表面积 重量比表面积 单位重量粉体的表面积,S：总表面积；v：体积d：面积平均径n：粒子个数,第二节 基本性质,比表面积的测定方法 气体吸附法 BET（Brunauer，Emmett，Teller）公式 气体透过法 Kozeny-Carman公式,N2的断面积A=0.162nm2/mol,第二节 基本性质,一、密度与孔隙率二、流动性与充填性三、吸湿性与润湿性,第三节 粉体的性质,（一）粉体的密度,1、密度的定义 真密度（true de

8、nsity，t）颗粒密度（granule density，g）松/堆密度（bulk density，b）振实密度（tap density，bt）,tgbtb,第三节 性质 一、密度与孔隙率,2、粉体密度的测定 真密度与颗粒密度 液浸法：真体积 压力比较法：真体积 松密度与振实密度 量筒法：堆体积,第三节 性质 一、密度与孔隙率,（一）粉体的密度,（二）粉体的空隙率,孔隙率：指粉体层中孔隙所占有的比率。,第三节 性质 一、密度与孔隙率,（一）粉体的流动性流动性的评价与测定方法粉体流动性的影响因素与改善方法（二）粉体的充填性充填性表示法颗粒的排列模型充填状态的变化助流剂对充填性的影响,第三节 性质

9、 二、流动性与充填性,（一）粉体的流动性,流动形式与其行对应的流动性评价方法,第三节 性质 二、流动性与充填性,流动性表示法 休止角 注入法 排出法 倾斜角法,tan=H/R,30：流动性好；40：满足生产需求；,重力=摩擦力,第三节 性质 二、流动性与充填性,（一）粉体的流动性,休止角指在重力场中，粉料堆积体的自由表面处于平衡的极限状态时自由表面与水平面之间的角度。,粒径/m,休止角,第三节 性质 二、流动性与充填性,流动性表示法 流出速度 全部物料流出漏斗所需的时间。100mm玻璃球,第三节 性质 二、流动性与充填性,（一）粉体的流动性,流动性表示法 压缩度,C20%流动性较好；C为40-

10、50流动性差；,第三节 性质 二、流动性与充填性,（一）粉体的流动性,轻敲法,影响粉体流动性的因素及改善方法,粒子大小：大颗粒摩擦力、附着性和聚集性；粒子形态及表面粗糙度：光滑摩擦力；密度：重力流动式密度大利于流动；含水量：粘结力，干燥；过于干躁则引起粉尘飞扬；加入助流剂的影响：填入粒子凹面形成光滑表面，阻力；少量，滑石粉/微粉硅胶,第三节 性质 二、流动性与充填性,含水量对粉末粘结力的影响,1 海藻酸钠2西黄蓍胶3小麦淀粉4玉米淀粉5马铃薯淀粉,第三节 性质 二、流动性与充填性,（二）粉体的充填性,1、充填性表示法,松密度与空隙率反映粉体的充填状态,第三节 性质 二、流动性与充填性,（二）粉

11、体的充填性,2、颗粒的排列模型,第三节 性质 二、流动性与充填性,方立格子,斜方格子,斜方格子,四面契格子,棱面格子,棱面格子,3、充填状态的变化与速度方程 容器中粉体给予振动或冲击时粉体层的体积减少，粉体的特性之一，与流动性密切相关。,第三节 性质 二、流动性与充填性,（二）粉体的充填性,（一）吸湿性 指固体表面吸附水分的现象。,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,P=Pw,（一）吸湿性 1.水溶性药物吸湿平衡曲线,临界相对湿度（CRH）CRHAB CRHA CRHB 与各成分的量无关；意义：作为药物吸湿性指标；为生产、贮藏环境供参考；为选择防湿性辅料提供参考。,第三节 性质 三、吸湿性与润湿

12、性,无CHR混合物的吸湿性具有加和性,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,（一）吸湿性 1.疏水性药物吸湿平衡曲线,（二）润湿性,润湿(wetting)：是固体界面由固-气界面变为固-液界面的现象，即液体在固体表面上的粘附现象。,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,完全不润湿,不能润湿,能润湿,完全润湿,接触角预测固体润湿情况,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,（二）润湿性,（三）接触角的测定方法,1.将粉体压缩成平面，水平放置后滴上液滴直接由量角器测定。,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,2.管式接触角测定,圆柱体中充填粉体,滤纸堵住底端,浸入水中,第三节 性质 三、吸湿性与润湿性,测定液体吸入

13、高度与时间,粘附性（adhesion）不同分子间产生的引力；凝聚性（cohesion）同分子间产生的引力；影响粉体的充填性、流动性。,第四节 黏附性与黏着性,原因：在干燥状态下主要是范德华力与静电力的作用；在润湿状态下主要由粒子表面存在的水分形成液体桥或由于水分的减少而产生的固体桥发挥作用。,第四节 黏附性与黏着性,措施：增大粒径湿法制粒；加入助流剂；控制水分。,第四节 黏附性与黏着性,压缩特性为体积减小，一定压力下形成坚固压缩体。可压缩性：粉体在压力下体积减少的能力；压力对孔隙率的影响。可成形性：物料紧密结合成一定形状的能力；压力对抗张强度（硬度）的影响。可压片性：粉体在压力下压缩成一定强度

14、和硬度的片剂的能力；孔隙率对抗张强度（硬度）的影响。,第五节 粉体的压缩性质,目前比较认可的压缩成形机理粒子受压时，粒子间的距离很近，从而在粒子间产生范德华力、静电力等吸引力；粒子受压时，其塑性变形使粒子间的接触面积增大；粒子受压破碎时，产生的新生表面有较大表面自由能；粒子受压变形时，粒子相互嵌合而产生的机械结合力；粒子受压时，由于摩擦力而产生热，特别是颗粒间支撑点处局部温度较高，使熔点较低的物料部分地熔融，解除压力后重新固化而在粒子间形成“固体桥”；在水溶性粒子的接触点处析出结晶而形成“固体桥”。,第五节 粉体的压缩性质,第五章 药物制剂的稳定性,第一节 概述第二节 药物稳定性的化学动力学基

15、础第三节 制剂中药物的化学稳定性第四节 药物及制剂的物理稳定性第五节 药物与药物制剂稳定性的试验方法第六节 固体药物制剂的稳定性,本章内容,化学稳定性 物理稳定性 生物学稳定性 药效学稳定性 毒理学稳定性,第一节 概 述,一、研究药物制剂稳定性的意义,药物分解变质,药效降低,产生毒副反应,造成经济损失,保证产品质量，新药申请必须呈报有关稳定性资料 合理地进行剂型设计，提高制剂质量，保证药品疗效与安全，提高经济效益,第一节 概 述,二、研究药物制剂稳定性的任务,探讨影响药物制剂稳定性因素与提高制剂稳定化措施研究制剂稳定性试验方法，制订药物产品有效期，保证药物产品的质量，为新产品提供稳定性依据。筛

16、选出最佳处方，为临床提供安全、稳定、有效的药物制剂。,第一节 概 述,反应级数,多数药物及其制剂可按零级、一级、伪一级处理,（一）零级反应,1952年应用于药物稳定性考察,第二节 药物稳定性的化学动力学基础,（二）一级反应,-d C/d t=k C,lgC=-kt/2.303+lgC0,t1/2=0.693/k,t0.9=0.1054/k,（三）二级反应,第二节 药物稳定性的化学动力学基础,化学动力学基本概念,半衰期(t1/2）、有效期（t0.9）,半衰期是指药物分解一半时所需时间,有效期是指制剂中的药物分解10所需时间,第二节 药物稳定性的化学动力学基础,获得预期结果的办法：,精心设计实验对实验数据进行正确的处理,化学动力学参数（如反应级数n、k、E、t1/2）的计算，有图解法和统计学方法，后一种方法比较准确、合理。,第二节 药物稳定性的化学动力学基础,下一节课,第五章 药物制剂的稳定性制剂中药物的化学稳定性药物及制剂的物理稳定性药物及制剂稳定性的实验方法固体药物制剂的稳定性,END,谢谢！,