超微粉碎技術(shù)與細(xì)胞級微粉中藥

發(fā)布時(shí)間 | 2016-10-10 17:32 分類 | 粉體應(yīng)用技術(shù) 點(diǎn)擊量 | 5396

粉碎機(jī) 分級機(jī)

導(dǎo)讀：中藥因其具有生物活性部位或活性化學(xué)組分而具有防病治病作用。因此，醫(yī)藥學(xué)家的注意力主要集中在尋找具有各種生物活性的化合物上面。

中藥因其具有生物活性部位或活性化學(xué)組分而具有防病治病作用。因此，醫(yī)藥學(xué)家的注意力主要集中在尋找具有各種生物活性的化合物上面。但是，生物機(jī)體對藥物的吸收、代謝、排泄是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，中藥產(chǎn)生的藥理效應(yīng)不能唯一地歸功于該藥物特有的化學(xué)組成，還應(yīng)與藥物的物理狀態(tài)等密切相關(guān)。因此，近年來人們開始把更多的目光投向藥物的物理狀態(tài)改變上。

隨著中藥行業(yè)引入了超微粉碎的概念，人們開始越來越關(guān)注中藥超微粉碎技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。

一、中藥超微粉碎與超微粉概念

中藥粉體原料大多為動(dòng)植物的細(xì)胞，雖不同的生物體細(xì)胞尺度差異很大，但通常來說中藥材（植物）的細(xì)胞直徑在10～100μm左右。

中草藥超微粉的粒徑一般粉碎到粒徑為48μm（300目）～25μm（500目）的粉末。因超微粉粉碎技術(shù)用于中藥材時(shí)，主要目的是破壞中藥材的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此超微粉也叫細(xì)胞級微粉。

藥典所記載的超細(xì)粉指95%上通過9號篩（200目）及100%通過八號篩（150目）破壁率約在10%左右。而超微粉通常指的是將中草藥粉碎至300目至500目之間，綜合破壁率約90%左右或者更高。具體目數(shù)對應(yīng)破壁率與細(xì)胞尺度大小有中藥有關(guān)。

二、中藥超微粉的特點(diǎn)

1、藥物釋放速度快，生物利用度提高

普通粉碎的中藥：因藥材細(xì)胞破壁率低（破壁率大多在10%以下）藥物進(jìn)入人體后，需通過吸水膨脹，使有效成分從細(xì)胞壁和細(xì)胞膜釋放出來。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外濃度差較小時(shí)，有效成分開始緩慢釋放甚至停止釋放。導(dǎo)致大量細(xì)胞內(nèi)的有效成分未來的及釋放就排出體內(nèi)，造成大量的浪費(fèi)及影響藥物的療效。

超微粉碎的中藥：細(xì)胞破壁率高（破壁率大多超過85%），大量有效成分分散于細(xì)胞壁外，進(jìn)入人體后可溶有效成分迅速在體內(nèi)溶解，藥物的釋放速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通粉碎藥粉。即使部分難溶粉體溶解速度較慢，但由于超微顆粒具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)，使其對物質(zhì)的吸附性較大，因而細(xì)胞級微粉中藥對腸壁的黏附作用增強(qiáng)，使中藥粉粒增加了在腸內(nèi)的停留時(shí)間，有利于藥物的吸收。

2、減少中藥原料用量，提高藥材利用率

高破壁率的粉末藥材細(xì)胞有效成分溶出率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低破壁的粉末藥材，大大提高了藥材的利用率，用遠(yuǎn)小于原處方的劑量可獲取等效原處方甚至優(yōu)于原處方的療效。

根據(jù)藥材性質(zhì)及粉碎度的不同，可節(jié)約藥材約30-70%，可以使名貴稀有藥材得到最大化的利用。

但也應(yīng)看到，中藥材經(jīng)超微粉碎后，對于含鞣質(zhì)較多的藥材，細(xì)胞破壁大所引起的“無效成份”的釋放，可能影響其他有效成份的吸收，出現(xiàn)流動(dòng)性差、吸濕等問題。所以要結(jié)合藥物分析、藥效學(xué)、藥動(dòng)學(xué)、藥理學(xué)等，篩選中藥超微粉碎的最佳工藝。

3、有利復(fù)方中藥粉體均勻，提高藥物的作用效果

復(fù)方由各藥材組成，細(xì)胞破壁后，細(xì)胞內(nèi)的水分及油分遷出，使微粒子表面呈現(xiàn)出半濕潤狀態(tài)，粒子和粒子之間形成半穩(wěn)定的粒子團(tuán)(或稱之為微顆粒) ，每一個(gè)粒子團(tuán)都包含相同比例的中藥成分。

這種結(jié)構(gòu)會使中藥材各有效成分均勻化，使各種成分均勻地被人體吸收，增強(qiáng)藥物的作用效果。

4、超微粉碎可在不同溫度下進(jìn)行，有利于保留生物活性成分，適用范圍廣

超微粉碎可根據(jù)藥材的需要，在不同的溫度下進(jìn)行，可最大限度地保留生物活性物質(zhì)和營養(yǎng)成分，從而提高藥效，適用于含糖含油類、含芳香性揮發(fā)性成分中藥材的加工與生產(chǎn)。

對質(zhì)地致密的動(dòng)物貝殼類、骨類藥材和礦物類藥物更具有優(yōu)越性，對纖維狀、高韌性、高硬度或具有一定含水率的物料均適應(yīng)。既可用于干法粉碎，也可用于濕法粉碎，因此適用范圍非常廣泛。

5、粉末分布均勻易于成型

超微粉均勻細(xì)膩，可改善片劑表面的均勻性及崩解性，可制成速溶顆粒。通過超微粉研磨的粉末不填加任何輔料可直接制粒。同時(shí)纖維具有一定的吸收膨脹性，超微粉具有較多膨脹質(zhì)點(diǎn)，因此在體內(nèi)可以迅速崩解。

6、藥物服用口感好，無顆粒感

研究表明：物料平均粒度25μm左右，且大部分顆粒的粒度在15-20μm，入口口感比較細(xì)滑。當(dāng)平均粒度超過了40μm時(shí)就能明顯感覺到口感粗糙。

中藥復(fù)方顆粒平均粒度通常在20μm以下，20微米以下粒度占75%以上時(shí)，口服無粗糙感。

三、常用的中藥超微粉碎設(shè)備

中藥粉碎設(shè)備藥品的生產(chǎn)有其嚴(yán)格的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，一般的粉碎設(shè)備并不直接適用于藥品的生產(chǎn)，目前研制生產(chǎn)的設(shè)備大多由礦物粉碎設(shè)備改進(jìn)而來。目前市面上用于中藥超微粉碎設(shè)備種類繁多，主流中藥粉碎設(shè)備有3大類：振動(dòng)磨，機(jī)械式超微粉碎機(jī)，氣流式超微粉碎機(jī)。

1、振動(dòng)磨：振動(dòng)磨是利用高速振動(dòng)使介質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)沖擊及介質(zhì)回轉(zhuǎn)，使粉料得到正向撞擊的同時(shí)又得到剪切力的作用，高速、高能量進(jìn)行粉碎。

其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高，一般為60％～80％，單位時(shí)間內(nèi)的作用次數(shù)高。可采用冷卻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)常溫或低溫粉碎，對含有揮發(fā)性成分的中藥同樣適用，振動(dòng)粉碎可得到粒徑為2～3μm以下的超細(xì)粉體。在中藥的超微粉碎中，振動(dòng)磨是被國內(nèi)外研究得最多、應(yīng)用最廣泛的一種設(shè)備。

其不足是產(chǎn)品粒度與給料最大粒度有關(guān)，當(dāng)給料最大粒度為10 mm左右時(shí)，產(chǎn)品粒度大于10 μm；另外，在干法工作時(shí)，對中藥的水分較敏感，水分增加，生產(chǎn)能力下降。

2、機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)：它是通過機(jī)械零件或介質(zhì)的高速運(yùn)動(dòng)對原藥材粉體施加沖擊、剪切等外力來達(dá)到粉碎，再通過適當(dāng)分級機(jī)構(gòu)循環(huán)而達(dá)到超微粉碎的目的。機(jī)械超微粉碎設(shè)備的特點(diǎn)是簡捷方便，適用進(jìn)料粒徑范圍大。

但是這種粉碎方法也存在著一些問題：1）物料粉碎過程不易受力，由于中藥材中大多數(shù)是植物，有相當(dāng)部分物料富含纖維且比重較輕，在粉碎機(jī)械時(shí)不易受到機(jī)械力的作用，從而使粉碎效果差或粉碎時(shí)間長。2）物料粉碎過程溫``度過高，因?yàn)橹兴幉亩鄶?shù)具有活性成分，在粉碎處理過程中，對溫度要求比較高，機(jī)械粉碎高轉(zhuǎn)速所帶來的沖擊力，往往造成溫度過高，藥材失效。一般來說，高速運(yùn)動(dòng)機(jī)械粉碎越細(xì)，其轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生腔室熱量過高。3）不溶性微粒超標(biāo)，其粉碎的越細(xì)，零件磨損的越嚴(yán)重，磨損微粒產(chǎn)生的不溶性異物將直接影響藥品質(zhì)量。

3、氣流粉碎機(jī)：以壓縮空氣或過熱蒸汽通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍氣流作為顆粒的載體，顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性擠壓、摩擦和剪切等作用，從而達(dá)到粉碎的目的。產(chǎn)品粒度可達(dá)1～10 μm，粒度分布范圍窄，即粒度更均勻；不含運(yùn)動(dòng)部件和運(yùn)動(dòng)死角、容易達(dá)到易于清洗的要求。又因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎溫度較低。

氣流粉碎機(jī)具有低污染(對藥品污染低、環(huán)境污染低)、高產(chǎn)量、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。不過，一般認(rèn)為氣流粉碎機(jī)在粉碎纖維性、韌性中藥比較困難，而且在粉碎作業(yè)時(shí)存在相對高速氣流，將藥物揮發(fā)成分帶走，造成藥效損失，所以只適合脆性中藥的粉碎。

四、中藥超微粉碎的應(yīng)用前景和思考

以生藥人藥的傳統(tǒng)劑型有湯劑、散劑、膏劑和丸劑等，隨著超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用，可以拓寬以生藥人藥的劑型，如片劑、膠囊劑、軟膏劑、吸人劑、涂膜劑等，也可促進(jìn)先進(jìn)制劑技術(shù)(如固體分散技術(shù)和藥物緩釋技術(shù))在這些生藥劑型中應(yīng)用。