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    薄膜包衣技術發展及應用分析


        薄膜包衣技術是一種新型的包衣技術,特別是生產設備和工藝的不斷改進和完善。高分子薄膜材料相繼問世,使薄膜包衣技術得到了迅速發展。不但彩色包衣劑的品種、數量的迅速增加,質量大幅度提高,而且包衣工藝、包衣設備和衣膜的種類、形態、特征以及中藥片丸劑包衣等等都有很大的發展。因此,應用薄膜包衣技術已經成為制藥企業提高產品質量的需要和發展趨勢。
        一、薄膜包衣技術的發展
        二十世紀末,國外的彩色包衣劑開始大量的進入中國醫藥市場,大大的刺激了國內包衣劑的開發和應用,促使我國醫藥研究單位,藥用輔料廠家及藥廠密切配合,使得近幾年薄膜包衣技術得到了迅速發展。
        1、什么是薄膜包衣
        薄膜包衣是將聚合物在固體劑型外形成薄膜的技術。如在素片表面通過噴霧方法均勻噴上一層性質穩定的高分子聚合物材料,形成數微米厚的塑性薄膜層,使其達到預期效果。片劑外這一層薄膜的形成是由單個片劑通過噴霧區域后黏附聚合物包衣材料,被干燥后再接受下一部分包衣材料,經過如此重復多次的黏附、干燥,直到整個劑型表面完全被覆蓋,包衣完成。薄膜衣是一兩層連續薄膜,厚度大多在8-100微米之間,有一定的彈性和柔韌性,緊密黏附于藥芯表面,一般難以剝離,這種衣膜稱為“非剝離膜”,俗稱“硬膜”。但也有一類薄膜因藥芯特性要求,采用特殊包衣配方,成膜后衣膜特別柔韌,可從藥芯表面成片,甚至整體剝離下來,這種衣膜稱為“可剝離膜”,俗稱“軟膜”。
        2、為什么要進行包衣?
        主要有以下幾點:
        ①片芯中某些物質具有苦味和氣味不佳。
        ②片芯中某些物質見光不穩定或在空氣中易氧化,包衣是為了提高穩定性。
        ③片芯不美觀。
        ④活性成分有色,且易污染患者的衣物及手
        ⑤調節藥物釋放。例如:腸溶、緩釋包衣。
        ⑥包衣可減少片子破碎,提高產率。
        ⑦隔離兩種不相溶的物質,可將其放在衣層中或將其制成包衣小丸后再壓片。
        3、薄膜包衣是發展方向
        我國中成藥丸劑包糖衣已有很悠久的歷史,從七十年代末開始,片劑自配包衣液在部分藥廠開始應用,但是,這些逐步被薄膜包衣劑所替代,從以下內容可以說明:
        薄膜包衣和糖衣效果對比表:
    薄膜包衣劑
    糖衣 
    防潮、抗濕、遮光 
    易霉變、軟化、開裂 
    片型美觀、色彩鮮艷、標志清新、形象生動 
    顏色不均勻、標識不清 
    增重少(一般為片重0.5-3%) 
    粉層厚、增重明顯(一般為片重50%以上) 
    操作時間短(2-3小時) 
    耗時長(10-16小時) 
    無毒、無味、無臭(適應廣泛人群) 
    含有糖份(具有局限性,如糖尿病人) 
    易崩解,提高了溶出度、利用度、有效期
    具有局限性 
    品種多,除胃溶、腸溶外還有口含、緩釋、控釋等 
    一般只能包胃溶 
      另外,有些藥廠自配包衣液也有明顯弊端:一是難以保證質量均一;二是容易發生變質現象;三是成本相對較高;
      薄膜包衣是一個正在迅速發展的制劑技術,通過對藥品進行包膜衣可以顯著地改善片芯的外觀,提高片芯的穩定性,調控藥物釋放,突出品牌形象。配合制藥設備的發展,薄膜包衣技術可以突現自動化大生產,并且完全滿足現代GMP對藥品生產設備和生產環境的要求,  
    所以采用薄膜包衣工藝成為制劑生產廠的一個普遍發展方向。
    二、薄膜包衣的類型、種類及特點
        薄膜包衣劑品種的劃分可以根據人體中釋藥的部位和釋藥的特征來分,具體的分為胃溶型、腸溶型、口溶型、緩釋性、控釋性及其他,根據特性可分為水溶型和醇溶型。
                      
        薄膜包衣劑類型:
    類型
    溶媒  
     特點
    全水普通型
    全水 
    遮光、著色、掩味 
    全水防潮型
    全水 
    具有防潮抗濕功能 
    標準型 
    70%以下乙醇 
    遮光、著色、掩味 
    防潮型
    85%以下乙醇 
    具有防潮抗濕功能
    特殊防潮型 
    85%以下乙醇 
    具有特強防潮抗濕功能 
    透明型 
    乙醇或水 
    隔離保護、保持片芯原色 
    隔離層 
    乙醇或水
    適用于深色片芯,遮光、防潮 
     
     
    普通腸溶型 
    90%以下乙醇
    適合大多數腸溶
    特殊腸溶型 
    90%以下乙醇 
    適合于結腸定位釋藥 
    透明型 
    乙醇或水 
    隔離保護、保持片芯原色 
    隔離層 
    乙醇或水 
    適用于深色片芯,遮光、防潮 

        特殊型:一般是指口溶型、緩釋型、控釋型等。
        對于薄膜包衣過程,其成功的關鍵就是使用優良的薄膜包衣材料,一般一個完整的薄膜包衣劑主要包含成膜劑、增塑劑、遮光劑和色劑以及其它輔助材料等,在品種和數量上都有嚴格的配伍,以保證在藥芯表面能形成一層或數層連續、致密、持久并具有特定功能的衣膜。所以,質量優良的彩色薄膜包衣劑應該是:不分層、不沉淀;不堵噴嘴;顏色一致;成膜快;附著力強;衣膜柔韌;光潔均勻。
        環境潮濕會導致藥片活性下降和分解,薄膜包衣可以提供防潮功能,通過降低因濕氣侵入藥片引起的活性降解而延長產品的穩定性。下面著重介紹大家比較關心的防潮方面的內容。
        薄膜包衣劑的防潮抗潮原理并不復雜,形象地說,一是將水分子“拒之門外”,采用一些疏水材料或難溶材料,它的分子中含有大量的疏水基團,在衣膜中能形成均勻致密的連續結構,像一道堅固的防洪堤一樣,將水“拒之膜外”。二是將水分子“吃掉”,將一些易水合物均勻地分布于衣膜中,水分子一旦侵入衣膜,立即將其“抓住,吃掉”,使其束縛于防潮劑分子之中,而不至于進入藥芯。防潮型薄膜包衣劑越來越受到制藥廠家的歡迎。特別是水溶性防潮型薄膜包衣劑應該是胃溶藥首選的包衣輔料,該品種成功地解決了包衣輔料的水溶、防潮、崩解三者之間難以調和的矛盾,只要將包衣劑加到水里攪拌45分鐘,便配成均一,且長時間不分層的包衣液,主要優點:一是不需防火設備,安全性好;二是藥物的有效的釋放;三是易于清洗設備;四是優良的防潮保護;五是節約成本和時間。
     
        使用水作薄膜包衣溶劑的最大缺點是其蒸法潛熱比大多數有機溶劑要高許多(大約是乙醇的3倍)。醇溶型防潮性包衣劑包容了水溶性防潮型包衣劑全部優點,而最大缺點是使用溶劑費用高,但是由于隔離效果好,抗氧化能力強,能避免在包衣過程中出現浸膏軟化,包衣凹點等情況。對于包制浸膏片、半浸膏片、返油性藥片等效果應該是顯著的。藥芯滲油、表面富油及藥芯含揮發性藥物等,如刻意追求以水為溶劑,效果難以明顯的。往往采用醇溶型防潮效果好的包衣劑,能夠解決這些特殊片芯的問題。所以,我們認為溶劑的選擇主要考慮藥芯和彩色包衣劑本身性能特點和需要。
        總而言之,薄膜包衣劑并不是幾種輔料任意的混合,整個過程仍然是相當復雜的,因為每種輔料都和其他輔料相互作用,物理狀態和彼此間的物理關系發生了很大的變化,如相變,分子融合等。所以,同新藥開發一樣,需要大量的處方篩選,尋找各種性能適合的輔料,不斷調整輔料之間的比例,每一步還需要通過嚴格的性能測試,穩定性考察,同時,還要考慮其與各種物料的兼容性,最終獲得一個滿足技術要求的完善配方。
    三、薄膜包衣技術的應用
        薄膜包衣過程主要是:包衣溶液或混懸液的制備;霧滴的產生;霧滴從噴槍向基片床移動;霧滴在片芯表面或顆粒表面上的撞擊、潤濕、鋪展以及聚結;干燥膠凝及黏附成膜。
        1、溶液
        包衣溶液的物理性質對薄膜包衣過程中的各個階段都會產生影響,量化包衣溶液的物理性質是至關重要的,這樣就可以預測及評價它對最終形成薄膜包衣的外觀及各種性質的影響。當包衣液轉送給噴槍時,在通過包衣鍋內的飼液管時可能會被加熱,加熱的溫度取決于管道材料、長度、噴霧速度、入口干燥空氣溫度、氣體容量流速。進入噴槍時,就會被噴嘴四周的高速霧化空氣所冷卻。當液體離開噴嘴時,包衣液被高速空氣所包圍,穩定的液流加速到一定速度以上,可提供能量克服粘性和表面張力而產生霧滴。
        2、霧化
    比較理想的噴霧是能產生大小相等的單個霧滴,只有噴出的所有霧滴的傳熱,傳質和干燥時間相同,才能保證它的在片劑表面能均勻分布。若方法得當,所有霧滴都會以同樣的狀態到達片劑表面,每轉動一圈鍋可新增加的衣膜干燥而不會過分濕潤。當霧滴被噴向翻滾的片床時,霧滴大小、噴霧軌跡及干燥速度都分別按各工序進行測定。片床本身是最終干燥的場所,空氣流過片劑間隙時要與發生傳質作用。霧滴粒徑分布取決于包衣溶液處方的黏度和表面張力、霧化氣壓、噴霧速度和所有噴槍。噴槍噴出的霧矩形狀和伴隨霧滴到片子或多顆粒表面的霧化氣體流速,后者在控制霧滴速度中有重要作用。霧滴離開噴槍時迅速減速,但仍運行一定距離,其速度遠遠大于伴隨的干燥空氣,在霧矩不同點的霧滴速度不同,霧滴存在不同的表面張力。
        利用霧化包衣液,在片劑外表面形成薄膜衣是一個漸進的間歇過程。基本經過噴霧區時,被不同性質的包衣液霧滴撞擊,當基片經過一個包衣區,撞擊霧滴的數目取決于基片經過噴霧區的速度,基片與噴槍的相對位置、霧流形狀及霧流中霧滴的分布,薄膜衣性質及膜形成的方式取決于霧滴撞擊基片表面的作用。若要形成連續、平滑、密度和硬度最大的薄膜衣,每個撞擊在基片表面的霧滴應該潮濕,能鋪展,黏附并與基片相互作用,或者能完成聚結形成連續薄膜衣而不含氣泡。
        3、表面效應
        薄膜包衣是用噴霧的方式將包衣溶液噴到滾動的片芯表面,在滾動的片芯中通入熱空氣以使溶劑蒸發,從而在片芯表面形成一層連接的薄膜。霧滴的形成,霧滴向片芯移動,霧滴在片芯表面的撞擊,鋪展,聚結作用,以及薄膜的干燥都是影響薄膜包衣的重要因素,所以,需要掌握其要領,并控制其條件。
        ①潤濕 即固體—蒸汽界面的過程,就是“干”表面變“濕”的過程。在這個過程中,氣體或是蒸汽的分子必須離開固體表面,同時它的位置被溶劑分子所取代。這些分子之間的相對親和力的大小將決定這一過程是否為自發過程,要充分理解這個過程潤濕力和可潤濕性的影響,潤濕力是指霧滴潤濕片芯的能力。“可潤濕性”是指片芯被霧滴所潤濕的能力。了解潤濕這一特性就可以知道,在實際應用中為了控制霧滴與片芯界面上所發生的過程,不但需要調整霧滴的性質,也要調整片芯的性質。
        ②穿透 在薄膜包衣過程的最初階段,霧滴與未包衣的片芯表面相撞,并同時發生霧滴的穿透作用和鋪展作用。穿透作用的程度取決于片芯的組分與毛細管結構之間的相互作用的大小,以及包衣液的組成及物理性質。在片芯有大量孔隙結構,通過它的包衣液就會發生穿透作用,最終滲入片芯的液體的體積就等于孔隙體積,而滲入的速率取決于包衣液的黏度、表面張力與固體表面的相互作用。
        ③鋪展 在包衣過程中由于霧滴以相當大的速率與片芯相撞。當霧滴被迫在固體表面以很高的速率流動時,將具有較大的動態接觸角。霧滴的接觸角和鋪展行為主要是霧化氣體的功能和包衣溶液黏度,也就是霧滴在基片表面的鋪展程度取決于基本的性質及霧滴的物理性質和動能。霧滴的黏度低時,霧滴的動能或動量通常是以其在表面鋪展。高黏度霧滴的鋪展程度因動能低而顯著降低,使其在片芯表面形成非常小的鋪展,所以,鋪展取決于霧滴表面張力與基片之間的相互作用及干燥時間。由于包衣液的鋪展性太差而造成的薄膜衣缺陷被稱為“桔皮”,即外觀就象桔子皮一樣。
        ④黏附 包衣膜對片芯的黏附作用在避免包衣缺陷中至關重要。黏附作用的大小取決于片芯及包衣液處方的性質。所以,選擇薄膜包衣劑處方的重要指標之一是薄膜衣對產品表面要具有較強的黏附作用。另外,在實際使用中,一是要注意配好包衣液;二是包衣時在出世潤濕后,固體和聚合物材料的化學基團之間應具有良好的結合力,并還要保持最大確切的接觸面積。片芯輔料也是影響衣層黏附力的重要因素之一,主要是受片芯性質影響和受片劑表面性的影響。所以,選擇合適的輔料也是解決衣層黏附性的重要工作內容。如:微晶纖維素制得的片劑表現出很高的黏附力;片劑潤滑劑選擇硬脂酸黏附力也明顯增強。顯然,衣層應具有較強的黏附力,不良的黏附力可造成薄膜包衣缺陷,如凹陷,架橋等。
        薄膜包衣過程的復雜性影響包衣片質量是千變萬化的,片芯、包衣液處方及包衣過程的相關參數決定了缺陷發生率及薄膜衣的粗糙度,應在實際工作中注意掌握和控制,把缺陷發生率降至最小,從而提高包衣的整體質量。
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