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微射流均质技术在制剂制备中的应用

作者:浙江微流纳米生物技术有限公司 日期:2025-04-11 点击:409
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微射流均质机原理:微射流均质机是一种全新的高压均质机,集输送、混合、超微粉碎、加压、膨化等多种单元操作于一体的新兴高压均质技术,液体物料被均质机中液压增压泵的柱塞杆挤入金刚石交互容腔,分成两股细流进入微米级Y型孔道形成超音速射流相互对撞、剪切,在撞击的过程中瞬间释放出大部分能量,产生巨大的压力降,以此将液体中的液滴或粉末颗粒细化至较均一的纳米级分布,同时均匀分布在液体内部,进而提高很多的功能性指标,用于满足整个产品工艺链条的工况需求。

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应用:微射流均质机在制药领域中常用于制备纳米乳剂、纳米粒、 脂质体等,制备工艺一般为先进行初乳制备,再经高压均质得到较小粒径和均匀一致的制剂。均质机的可控设备参数有均质压力、循环次数(循环时间)和温度等,制剂粒子大小和分布一般随着均质压力增大和循环次数增多明显下降,到达一定压力和循环次数后渐趋平衡;也有的制剂当压力和循环次数超过一定值后,粒径和分布反而增大;在制备脂肪乳时需选择合适的均质温度。由于均质过程对不同制剂性能的影响各异,因此不同处方和剂型的纳米制剂应对均质参数进行优化以确定最佳工艺。

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1、聚合物纳米粒(Nanoparticles NP指药物溶解、吸附或包裹在高分子材料基质中形成的微球。目前NP的制备研究多处于实验室阶段,开展大规模生产的报道很少,因此应用高压均质法制备NP的报道也不多。高压均质法在降低NP粒径和粒度分布时,往往也影响了制剂的载药量和包封率及释放速度,应同时考虑多个指标以优选工艺。如YONCHEVA等考察了均质压力和循环次数对盐酸毛果芸香碱-聚乙丙交酯-纳米粒的粒径、载药量和释药方式的影响,并与未经高压均质机的样品比较。结论是NP粒径与均质压力和循环次数密切相关,均质压力增大和循环次数增多时NP粒径和粒度分布均有显著下降趋势;在50MPa和3个循环的条件下,NP粒径由宽分布的 446.6~1802.7nm降到约300nm。而粒子的载药量和包封率则略有下降,可能原因是高压下NP粒径减小或剪切力加快,药物从粒子中扩散出来和外层水相性质的改变。均质压力也是影响NP释放的主要因素,压力增大使释放速度加快。

2、固体脂质纳米粒(Solid lipid nanoparticles SLN)它是20世纪90年代初发展的新型药物载体体系,系指以固态的天然或合成类脂如卵磷脂、三酰甘油等为载体材料,将药物包裹或内嵌于类脂核中,制成粒径50~1000nm的固体胶粒给药系统。高压均质法是目前制备SLP的经典方法,20世纪90年代中期由MULLER等建立起来,并发展为有成熟工艺的工业化生产,典型的生产条件是均质压力50MPa循环2或3次。国内有报道采用较高压力制备水飞蓟宾脂质纳米粒,100MPa压力下高压均质若干次条件得SLN平均粒径为148.9nm离心沉降实验表明稳定性好。而SOUTO等用该法制备了粒径约400nm的克霉唑脂质纳米粒。

3、脂质体(Liposome)指将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所得的超微型球状载体,具有无毒、良好的生物相容性及易实现靶向性等优点。制备脂质体的方法不下十余种,如注入法、薄膜分散法、冷冻干燥法等,而高压均质法制备脂质体具有重现性好、可大规模生产、微粒均匀、稳定性好等优点。被日益广泛重视。RAMON等考察了高压均质机设备参数对脂质体性能的影响,结果表明增大均质压力和循环次数可使粒径减小至100nm以下,稳定性变化不大。DIETER等考察了40和70MPa均质压力下,循环次数由1到15次脂质体性能的变化。结果表明随均质压力和循环次数增大,微粒粒径随之下降,经15次循环后脂质体微粒的平均粒径约30nm,粒径分布高限<100nm。采用较高压力(70MPa)时,开始粒径下降较快,而当循环次数>10次后,40和70MPa压力下制得的微粒粒径相差不大。

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4、脂肪乳(Fat Emulsion)是以植物油、磷脂乳化剂、等渗剂和注射用水制成的稳定的水包油(O/W)乳剂,脂肪乳用作肠外营养已有40多年的历史,而近年来,将其作为药物载体的研究日趋广泛,可分为 “载药型脂肪乳 ”和 “营养型脂肪乳 ”。脂肪乳的基本制备工艺为 “初乳制备 ”,再 “高压均质 ”,使脂肪乳的粒径一般控制在300nm左右。不致造成毛细血管阻塞或肺栓塞。MUHANNAD等以1.5%大豆卵磷酯为稳定剂,制备了含20%和 30%油相的羟嗪(安泰乐)乳剂发现,均质压力可同时影响乳剂的粘度和平均粒径,随着均质压力上升到 30MPa,乳剂的粘度和平均粒径可明显降低,而压力>30MPa时,粒径略有下降而黏度不变。采用30~35MPa和8个循环的条件,可制得约140nm,粘度为3.8~3.9mPa·s的乳剂,保存 9个月后稳定性良好。田煦等采用137.8MPa压力下均质15次的条件制备了平均粒径200nm左右。灭菌稳定的粉防己碱静脉注射脂肪乳剂。孙丽芳等将初乳经纳米高压均质机乳化两次得平均粒径为325nm的人参皂苷Rg3脂肪乳。

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5、亚微乳(submicronemulsions)MICHAELA等以中长链三酰甘油为油相,羟丙甲纤维素为乳化剂制备眼用亚微乳,考察了低中高均质压力的影响,结果显示采用较低压力(50MPa)时,经过5个循环后分散不够充分,而采用均质压力 (160MPa),粒径变大且均匀性差,可能是由于均质过程中界面变大,导致水相中部分聚合物被破坏,使新形成的液滴不稳定而发生聚结。90MPa的压力较为适合。郭涛等考察了连续压力和循环次数对大蒜油亚微乳粒径的影响,压力增大 粒径明显下降,当压力达到65MPa时,粒径变化渐趋平衡;粒径随着循环次数的增多而减 少,当循环到第3次时粒径明显减小,循环7次以上渐趋平衡。采用65MPa压力下均质9次后,制得的大蒜油亚微乳平均粒径为 (150.4±14.6) nm,其中粒径<161.4nm的分布达90%,说明体系的粒径非常均匀。

微射流均质机因其均质效率高和工艺稳定等优点在纳米制剂的制备中被日益广泛使用。该法最显著的优势是制得的粒子粒径小和粒度分布窄且均匀,效果显著,但对制剂的其他质量指标如包封率、载药量、释药速度和稳定性等而言,需结合其他各处方和工艺因素的优化以获得良好的制剂理化性能,因此还需深入研究以获得成熟工艺。尽管如此,高压均质机依然是纳米制剂工业化可采用的最有前途的工艺方法,应用前景广阔。

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 高压微射流均质机 

ZSQ20250411