浙江微流纳米生物技术有限公司
纳米技术作为新兴技术之一,在现代药剂学中 越来越成为研究的热点。在医药领域中,药物颗粒 的粒径大小和粒度分布是药物药理药效及使用性能 的重要影响因素。与传统的药物制剂相比,纳米化 药物具有粒径小、比表面积大及宏观量子隧道效应 等特性,可有效增大药物尤其是难溶性药物的饱和 溶解度和溶出速度、增强疗效及靶向性、提高生物利用度及吸收稳定性、减少药物用量及降低不良反 应,在医药领域中具有广阔的应用前景。
1. 高压微射流装备的结构及工作原理
1.1 高压微射流装备的结构
高压微射流装备主 要由进料罐、单向阀、液压泵、增压器、压力表、交互 容腔、辅助容腔、回流过滤器、热交换器和出料口构 成。交互容腔和辅助容腔组成物料反应器,对物 料粉碎起关键作用。物料反应器的材质金刚石,其 具有坚硬、不易磨损、耐腐蚀等特性,可用于高硬度 药物。液压泵内的增压柱塞采用氧化锆陶瓷,具有 耐磨损、耐腐蚀且不易产生静电。高压微射流装备 的处理压力可达到 30 000 psi,故工艺流程很稳定, 其工艺流程如图 1 所示。
图1.高压微射流装备的工艺流程
1.2 高压微射流装备的工作原理
高压微射流装 备( Microfluidics TM Inc. ,U. S. A. ) 采用的是气流粉 碎原理,利用液压泵使流体产生高压,进而推动 装有活塞的增压器,液压驱动增压器内的活塞推动 高压往复活塞产生一个交替的抽吸,使流体加速,高 速进入 交 互 容 腔 内,在交互容腔内的微孔道 ( 75 μm) 中,流体被分散成两股进行强烈的高速撞击、高 速剪切,再进入辅助容腔( 200 μm) ,在撞击过程中 瞬间转化其大部分能量,从而产生巨大的压力降,实 现高速撞击、高剪切力、空穴作用、高频振动等综合 作用,来达到粉碎的目的,使得液滴或者晶体粒径降 低。
2. 高压微射流装备的应用
作为新型纳米技术,高压微射流均质技术具有 改性药物粒径大小的性能。一般来说,应用微射流 仪处理药物颗粒,影响药物粒径大小和粒度分布的 因素主要有 3 个,它们分别是处理压力、循环次数以 及药物本身性质有关。利用高压微射流装备只 能制备得到纳米混悬液和纳米乳两种剂型,与其他 方法连用可以制得纳米粒、多孔微球等剂型 的纳米药物,制得的药物可用于口服、注射、外用、肺 部吸收等。
2.1 纳米乳
纳米乳是非平衡体系,形成需要 外加能量,通常来自机械设备或化学制剂的结构潜 能,粒径通常 20 ~ 200 nm。表面活性剂的种类和用 量是纳米乳稳定性的关键。微射流仪能在较短时间 内提供所需能量并获得粒径小至的均匀乳液,故在 国内外纳米乳剂领域研究中被广泛应用。
2.2 纳米混悬液
纳米混悬液是指用少量表面活 性剂为稳定剂将难溶性固体纯药物以微粒状态分散 于分散介质中形成的非均相胶体分散体系的液体制 剂。与普通混悬剂相比,通常药用纳米混悬剂的平 均粒径一般低于 1 000 nm。纳米混悬剂属于热力学 不稳定而动力学稳定的粗分散体系,所以溶剂大多 数为水,其稳定性的关键也在于表面活性剂,但 制备纳米乳的药物要具有较大的脂溶性,纳米混悬 剂则适用于大多数药物。纳米混悬剂制备的主要方 法有研磨法、乳化法、蒸发沉降法、临界流体法 等,操作简单,工艺重现性好,易于工业化生产均 采用高压微射流法。
3. 结论与展望
高压微射流技术是集物理、化学、工程学、微技 术和生物技术于一体的多学科交叉的新兴技术。该 技术可以与喷雾干燥法、薄膜分散法、乳化法、蒸发 沉淀法等技术联合使用,能制备粒径小且粒度分布 窄而均匀的药物粒子。一般来说,随着处理压力增 强,处理次数增多,粒径减小,分散稳定性增强。由 于高压微射流装备使用简单、工艺重现性好,许多制 药公司及其研发机构已经对其产生浓厚兴趣,对未 来临床药物上市产品具有很大的应用前景。利用高 压微射流法制备化学小分子药物居多,在生物大分 子及其中药领域的研究将备受期待。
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