混懸液如何選用合適分散設備
混懸劑(suspensions)系指難溶性固體藥物以微粒狀態分散于分散介質中形成的非均勻分散的液體藥劑。分散相微粒的大小一般在0.5~10μm之間,小的微??蔀?.1μm,大的微粒可達50μm或更大?;鞈覄┑姆稚⒔橘|多為水,也有用植物油?;鞈覄儆跓崃W不穩定的粗分散體系。
藥物可考慮制成混懸劑的情況為:①不溶性藥物需制成液體藥劑應用;②藥物的劑量超過了溶解度而不能制成溶液劑;③兩種溶液混合由于藥物的溶解度降低而析出固體藥物或產生難溶性化合物;④與溶液劑比較,為了使藥物緩釋長效。⑤與固體劑型比較,為了加快藥物的吸收速度,提高藥物的生物利用度。⑥固體劑型胃局部刺激性大的情況,可考慮用混懸劑。但對于毒劇藥物或劑量太小的藥物,為了保證用藥的安全性。則不宜制成混懸劑應用。
混懸劑的質量要求是:藥物本身化學性質應穩定,有效期內藥物含量符合要求;混懸微粒細微均勻,微粒大小應符合該劑型的要求;微粒沉降緩慢,口服混懸劑沉降體積比應不低于0.90,沉降后不結塊,輕搖后應能迅速分散;混懸劑的粘度應適宜,傾倒時不沾瓶壁;外用混懸劑應易于涂布,不易流散;不得有發霉、酸敗、變色、異臭、異物、產生氣體或其他變質現象;標簽上應注明“用前搖勻”。
混懸劑一般為液體藥劑,也包括一種干混懸劑。它是將難溶性藥物與適宜輔料制成粉末狀或顆粒狀藥劑,臨用前加水振搖即可分散成混懸液。其主要是有利于解決混懸劑在保存過程中的穩定性問題,并可簡化包裝,便于貯藏和攜帶。
混懸劑-混懸液的穩定性
混懸劑中藥物微粒與分散介質之間存在著固液界面,微粒的分散度較大,使混懸微粒具有較高的表面自由能,故處于不穩定狀態。尤其是疏水性藥物的混懸劑,存在更大的穩定性問題。這里主要討論混懸劑的物理穩定性問題,以及提高穩定性的措施。
(一)混懸微粒的沉降
混懸劑中的微粒由于受重力作用,靜置后會自然沉降,其沉降速度服從Stokes定律:
按Stokes定律要求,混懸劑中微粒濃度應在2%以下。但實際上常用的混懸劑濃度均在2%以上。此外,在沉降過程中微粒電荷的相互排斥作用,阻礙了微粒沉降,故實際沉降速度要比計算得出的速度小得多。由Stokes定律可見,混懸微粒沉降速度與微粒半徑平方、微粒與分散介質密度差成正比,與分散介質的粘度成反比?;鞈椅⒘3两邓俣扔?,混懸劑的動力學穩定性就愈小。
為了使微粒沉降速度減小,增加混懸劑的穩定性,可采用以下措施:①盡可能減小微粒半徑,采用適當方法將藥物粉碎得愈細愈好。這是***有效的一種方法。②加入高分子助懸劑,既增加了分散介質的粘度,又減少微粒與分散介質之間的密度差,同時助懸劑被吸附于微粒的表面,形成保護膜,增加微粒的親水性。③混懸劑中加入低分子助懸劑如糖漿、甘油等,減少微粒與分散介質之間的密度差,同時也增加混懸劑的粘度。這些措施可使混懸微粒沉降速度大為降低,有效地增加了混懸劑的穩定性。但混懸劑中的微粒***終總是要沉降的,只是大的微粒沉降稍快,細小微粒沉降速度較慢,更細小的微粒由于布朗運動,可長時間混懸在介質中。
混懸劑的制備應使固體藥物有適當的分散度,微粒分散均勻,混懸劑穩定,再懸性好?;鞈覄┑闹苽浞椒ㄓ蟹稚⒎ê湍鄯ā?/span>
1.分散法將固體藥物粉碎、研磨成符合混懸劑要求的微粒,再分散于分散介質中制成混懸劑。小量制備可用研缽,大量生產時可用分散機、膠體磨 高壓均質機 研磨分散機等機械。
分散法制備混懸劑要考慮藥物的親水性。對于親水性藥物如氧化鋅、爐甘石、堿式碳酸鉍、碳酸鈣、碳酸鎂、磺胺類等,一般可先將藥物粉碎至一定細度,再采用加液研磨法制備,即1份藥物加入0.4~0.6份的溶液,研磨至適宜的分散度,***后加入處方中的剩余液體使成全量。加液研磨可用處方中的液體,如水、芳香水、糖漿、甘油等。此法可使藥物更容易粉碎,得到的混懸微??蛇_到0.1~0.5μm.對于質重、硬度大的藥物,可采用“水飛法”制備。“水飛法”可使藥物粉碎成極細的程度而有助于混懸劑的穩定。
疏水性藥物制備混懸劑時,若藥物與水的接觸角>90°,不易被水潤濕,很難制成混懸劑。可加入潤濕劑與藥物共研,改善疏水性藥物的潤濕性。
助懸劑、防腐劑、矯味劑等附加劑可先用溶劑制成溶液,制備混懸劑時作液體使用。
現代固體分散技術,如藥物微粉化技術,應用于混懸劑的制備,可使混懸微粒更細小,更均勻,混懸劑的穩定性更好,生物利用度更高。如應用氣流粉碎機,粉碎的藥物可同時進行分級,可得到5μm以下均勻的微粉;膠體磨能將藥物粉碎至小于1μm的微粉。
通過以上的分析我們可以看出,要提高懸浮液的穩定性,分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出,根據前人所做的大量研究發現,隨著顆粒粒度的減小,雖然顆粒由重力引起的分離作用變為次要的因素,但是由于顆粒之間的間距減小,顆粒之間的結合力(范德華力等)起到了重要決定性作用。另外,當顆粒直徑小于某一細小尺寸時,此時,顆粒的布朗運動效應就不能忽略了,所以由于細小顆粒的布朗運動,而使得顆粒之間產生激烈地碰撞。若不加穩定劑,這些情況都會導致顆粒團聚,對體系的穩定是不利的。所以漿料的分散中,顆粒粒徑并非越細越好,要視漿料的特性而定。分散就是要根據物料的特性與特點,減小分散相顆粒的粒度,使其分布于一個較窄的尺寸范圍,并達到吸力與斥力的相互平衡,從而保證漿料體系的穩定。
影響分散乳化結果的因素有以下幾點
1 分散頭的形式(批次式和連續式)(連續式比批次好)
2 分散頭的剪切速率 (越大,效果越好)
3 分散頭的齒形結構(分為初齒,中齒,細齒,超細齒,約細齒效果越好)
4 物料在分散墻體的停留時間,乳化分散時間(可以看作同等的電機,流量越小,效果越好)
5 循環次數(越多,效果越好,到設備的期限,就不能再好)
線速度的計算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉子 間距 (m)
由上可知,剪切速率取決于以下因素:
– 轉子的線速率
– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D(轉子直徑)X 轉速 RPM / 60
高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是***重要的。根據一些行業特殊要求,依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm,轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內,由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強,乳液的粒經分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.
2、設備特點
⑴ ERS設備與傳統設備相比:
高效、節能
傳統設備需8小時的分散加工過程,ERS設備1小時左右完成,超細分散效果顯著,能耗極大降低;
高速、高品質
傳統設備的攪拌轉速每分鐘幾十轉,帶分散功能的轉速每分鐘1500轉以內,只完成宏觀分散加工,超細分散能力極為有限;ERS設備的轉速每分鐘10000~15000轉之間,超高線速度產生的剪切力,瞬間超細分散漿料中的粉體。
⑵ ERS設備與同類設備相比:
多層多向剪切分散
同類設備的定轉子等部件結構單一,多級多層的結構是單純重復性加工,相同的齒槽結構易發生物料未經分散便通過工作腔的短路現象;
ERS設備的定轉子結構采用多層多向剪切概念,裝配式結構使物料得到不同方向剪切分散,杜絕了短路現象,超細分散更為徹底。
研磨:利用剪切力(shear force)、摩擦力或沖擊力(impactforce)將粉體由大顆粒粉碎成小顆粒。
分散:納米粉體被其所添加溶劑、助劑、分散劑、樹脂等包覆住,以便達到顆粒完全被分離(separating)、潤濕(wetting)、分布(distributing)均勻及穩定(stabilization)目的。
研磨式分散機是由膠體磨,分散機組合而成的高科技產品。
***級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下,凹槽在每級都可以改變方向。
第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子(乳化頭)和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面,特別要引起注意的是:在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是指定轉子齒的排列,還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據以往的慣例,依據以前的經驗指定工作頭來滿足一個具體的應用。在大多數情況下,機器的構造是和具體應用相匹配的,因而它對制造出***終產品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用。
CMD2000系列的線速度很高,剪切間隙非常小,這樣當物料經過的時候,形成的摩擦力就比較劇烈,結果就是通常所說的濕磨。定轉子被制成圓椎形,具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下,凹槽在每級都可以改變方向。高質量的表面拋光和結構材料,可以滿足不同行業的多種要求。