干法制粒可壓性損失機制與條帶的表征
 

　　在近的幾十年里，干法制粒在制藥行業(yè)的發(fā)展中日益受到關(guān)注。技術(shù)改進(jìn)(控制輥輪間隙、壓制均勻的條帶、顆粒的性質(zhì)、改進(jìn)輥側(cè)的密封及抑制細(xì)顆粒)促進(jìn)了干法制粒日益普及。干法制粒是一個連續(xù)的單元操作，可以將一批分批進(jìn)行生產(chǎn)，并以各種工藝參數(shù)共同進(jìn)行處理。就生產(chǎn)的簡單性而言，干法制粒(DG)處于粉末直壓(DC)和濕法制粒(WG)之間，比濕法制粒工藝更簡單且不需要干燥。
 

　　干法制粒使用輥壓(RC)將松散的粉末壓制成條帶，然后粉碎制粒，能克服流動性不好、物料分層、混合不均勻、物料遇水發(fā)粘等問題。干法制粒具有的處方開發(fā)能力，并通過調(diào)節(jié)壓輥的速度、間隙尺寸、送料速度、輥壓、篩孔目數(shù)等可以在不同尺寸之間靈活轉(zhuǎn)換。但干法制粒通常面臨著多次制粒時可壓性損失和從實驗室/小試規(guī)模放大到商業(yè)規(guī)模困難并且難以對條帶進(jìn)行表征等挑戰(zhàn)，也有甚至被發(fā)補而對可壓性損失以及多次制粒對溶出曲線的影響進(jìn)行研究。本文就干法制粒時可壓性損失機制和條帶表征進(jìn)行討論。
 

　　可壓性損失機制
 

　　已有不少研究者對可壓性損失的機制進(jìn)行了研究，干法制?？蓧盒該p失可以從粘結(jié)面積(bonding area，BA)和粘結(jié)強度(bonding strength，BS)兩方面解釋。BA和BS之間相互作用，決定了片劑的抗張強度。制得的顆粒有較大的BA和BS對于片劑而言是有利的。任何影響B(tài)A或BS的因素都會影響顆粒的粉體學(xué)性質(zhì)而影響可成片性。
 

　　對于發(fā)生塑性形變的輔料，影響B(tài)A和BS的因素有潤滑劑、顆粒的尺寸、顆粒的硬度以及輔料的性質(zhì)(粒度、外形、空間結(jié)構(gòu))等。通常潤滑劑加入方式為內(nèi)加和外加，不同方式使物料具有不同的性質(zhì)，這在考察工藝和處方設(shè)計時應(yīng)給予充分考慮和評估。通常若非處理粉體時需要(如避免粘輥)加入潤滑劑，則不建議內(nèi)加潤滑劑。與外加潤滑劑相比，內(nèi)加潤滑劑對可壓性產(chǎn)生的不利影響更加明顯。
 

　　加入潤滑劑后的混合時間會影響可壓性，如加入硬脂酸鎂后混合時間過長會引起過混合現(xiàn)象，引起可壓性降低。一些潤滑劑可以顯著影響片劑的抗張強度，潤滑劑的不同晶型(如硬脂酸鎂的不同晶型)使其比表面積不同而表現(xiàn)出不同的潤滑效率，在不同程度上影響B(tài)S而影響可壓性。API的晶型、形態(tài)、批間PSD差異、表面粗糙程度等也會存在差異，在不同程度上影響可壓性。
 

　　對于脆性材料而言，輥壓制粒則不會顯著降低物料的可壓性，但顆粒的硬度仍然很重要，脆性物料如甘露醇、噴霧干燥的一水乳糖、無水磷酸氫鈣等。脆性材料在碾壓后制粒時更易形成新的斷面，而具有相當(dāng)合適的BA，因此可壓性損失較低。脆性材料與塑性材料比值較高的處方進(jìn)行干法制粒時可壓性損失速率也會降低。
 

　　干法制粒因設(shè)備使用時間長了旁路密封性不好導(dǎo)致漏粉較多或一次所制得的顆粒率不滿足流動性要求，而會進(jìn)行多次制粒。制粒次數(shù)會影響粉體的可壓性損失，以MCC為模型，進(jìn)行多次制粒，次輥壓引起MCC可壓性損失高，并在后面的進(jìn)一步輥壓中繼續(xù)降低，直到第5次輥壓時可壓性不再損失。當(dāng)在生產(chǎn)上進(jìn)行多次輥壓制粒時，二次輥壓乃至多次輥壓會使物料出現(xiàn)“加工硬化”，即在反復(fù)輥壓時出現(xiàn)半透明或類似微泛油光的條帶，這對可壓性是不利的，此時應(yīng)該采取措施減輕“加工硬化”的現(xiàn)象，如降低輥壓、降低供料速度、或提高輥速等。
 

　　也有研究使用“孔隙率”的概念去表征干法制粒的顆?；蜉亯褐频玫臈l帶，研究發(fā)現(xiàn)孔隙率較高的顆粒在壓力作用下更易發(fā)生形變，這是因為高孔隙率的物料具有較大的BA。Herting和Kleinebudde研究了MCC和茶堿二元混合物干法制粒，二者粒徑不同，制備出不同孔隙率的條帶，加入潤滑劑在三種不同壓力下壓片。觀察到干法制?？蓧浩越档?，其中孔隙率低的可壓片性損失較高。
 

　　事實上輥輪施加的壓力并不是干法制粒時的實際輥壓，實際輥壓也不易于控制。因此需要使用某些參數(shù)對條帶進(jìn)行表征，如密度、孔隙率、機械強度等，以便在不同型號、不同品牌的設(shè)備上或生產(chǎn)設(shè)備上通過不同的參數(shù)實現(xiàn)干法制粒的重現(xiàn)性，解決放大時面臨的參數(shù)不一致的挑戰(zhàn)。影響干法制粒的因素見圖1。以下因素參數(shù)相同或不同，制備的條帶性質(zhì)相同即可解決放大所面臨的挑戰(zhàn)。
 

　　條帶的表征
 

　　2.1脆性(ξ)
 

　　脆性(ξ)定義為脆性試驗中產(chǎn)生的細(xì)粉的分?jǐn)?shù)，即脆碎度。計算公式如下：(Wb是樣品初始質(zhì)量，Wa是脆性試驗后大塊的質(zhì)量)。
 

　　使用脆碎度測定儀測定條帶的脆性，如圖2a所示，將條帶30g切成30mm×30mm見方的小快，如圖2b所示，但脆性測試轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速與脆碎度測定參數(shù)不同，脆性測試是以50rpm/min的速度轉(zhuǎn)500轉(zhuǎn)。測定后除去細(xì)粉，按照上式計算脆碎度。每批樣品重復(fù)測定三次，并計算均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差。此法可針對某一品種的物料特性并根據(jù)后續(xù)的多批次數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。