中药超微粉技术应用及前景

1、中药超微粉技术应用及前景 中药超微粉技术应用及前景摘要 中药现代化技术基础的研究热点之一是中药饮片的超细粉。本文通过介绍中药传统剂型与超微粉碎相关名称与概念对二者进行对比，阐述了超微粉碎技术在单味中药、复方中药的应用研究进展，概述了常用超微粉碎设备和工作原理，以及中药超微粉碎的特点，以这些对中药超微粉碎的应用前景进行了展望。关键词 ：中药；超微粉；应用前景 Abstract One of the hot spots in the modernization of traditional Chinese medicine is the ultrafine powder of Chinese he

2、rbal pieces. This paper introduces Chinese traditional dosage forms and ultramicro pulverization related names and concepts to compare and contrast the two, this paper expounds the ultrafine grinding technology in the research progress in the application of Chinese herbs, Chinese medicine, an overvi

3、ew of the commonly used ultrafine grinding equipment and work principle, and ultra-fine powder of Chinese medicine characteristics, to those of traditional Chinese medicine ultrafine crushing application prospect are discussed. Key words: Traditional Chinese medicine; ultrafine powder; application p

4、rospect目 录中文摘要I英文摘要1. 前言1 2. 中药超微粉相关概念及讨论2 2.1 中药超微粉的概念2 2.2 中药材的超微粉碎2 3. 中药超微粉碎的优势4 3.1 提高生物利用率4 3.2 提高疗效4 3.3 微细粉碎的匀化作用4 3.4 提高中药的质量管理4 3.5 节省药材4 3.6 便于携带5 3.7 易于服用5 3.8 丰富和完善中药炮制技术5 3.9 改进中药制剂工艺5 3.10 开发中药新剂型54. 中药超微粉碎的前景6 3.3 市场的需要6 3.1 消费者与养殖者共赢的需要6 3.2 兽用中药现代化的需要65. 结论8参考文献9II1.前言 超微粉碎技术是近20年来

5、迅速发展起来的一项跨学科、跨行业的高新技术，它在中药领域的应用，对提高中药疗效、药品质量、生物利用度和降低中药资源的浪费与损耗，以及提高社会效益、经济效益，都具有十分重要的现实意义和实用价值。 中药超微粉碎技术又称中药细胞级微粉碎技术或中药细胞破壁技术。所谓中药细胞级微粉碎，是指以中药材细胞破壁为目的的粉碎作业，粉碎后粒子的中心粒径为1075m，经细胞级微粉碎作业所获得的中药微粉，称为“细胞级中药微粉”，以细胞级中药微粉为基础生产的中药制剂，称为“细胞级微粉中药”，简称“微粉中药” 。 中药绝大多数的品种是来源于动植物的生物体，其基本组成单元是细胞，药效成分通常分布于细胞内或细胞间质

6、中，且以细胞内为主。经过超微粉碎后，细胞壁被破碎，细胞内的有效成分，得以充分暴露出来，这样的药物进入机体后，有效成分的释放速度和释放量会大幅度提高，中药的使用量随之大幅度下降，其疗效不会降低，还有可能提高。中药在细胞级微粉碎过程中，药材受到强烈的正向挤压力和切向剪切力的共同作用下，细胞被挤压、剪切细胞壁被撕裂、断开，因此，细胞被破成碎片或被压破，各种成分得以充分混匀。中药材经过细胞级微粉碎后，其微粉全部通过300目筛（300目筛孔径为47m），细胞破壁率达95%以上，其微粉用电子显微镜观察，很难看到完整的细胞和完全看不出药材的组织结构，看到只是细胞碎片。中国药典规定的中药极细粉是通过200目筛

7、（其孔径为75m），达不到细胞破壁的目的。2. 中药超微粉碎相关概念及讨论 2.1 中药超微粉碎的概念 关于中药的超微粉碎，研究者从不同的研究角度，给出了不同的名称与概念，如中药超微颗粒、单味中药超微饮片、中药超细粉体等。由于植物药、动物药的有效成分主要分布于细胞内与细胞间质，且以细胞内为主，因此有人将打破中药材细胞为目的的粉碎称为中药的“细胞级微粉碎”，采用细胞级微粉碎方法所获得的中药微粉称为“细胞级中药微粉”，类似地，以细胞级中药微粉为基础制出的中药称为“细胞级微粉中药”，简称“微粉中药”1。 有人将粒径大于1um的粉体称为“微粉”，粒径小于1 um的细粉称“超微粉”。实际上，从中药的粒径

8、而言，当前研究方兴未艾的微米、纳米中药亦属于中药超微制剂。陆付耳等认为，“微米中药制剂”属细胞级微粉制剂是采用现代高科技与传统炮制技术和制剂技术研制出来的一种新剂型，一般认为其粒径应在1-75um，该粒径范围内的中药能保持传统中药固有药效学物质基础。“微米中药”包括微米中药材、中药微米提取物、微米中药制剂，它使中药材细胞破壁率提高达90以上。所谓“纳米中药”，则是指应用纳米技术制造的、粒径小于100 nm的中药有效成分、有效部位、原药、复方制剂，是通过纳米化后的一种中药粉体。根据上述观点，有些研究工作者又将超微粉体分为微米级(>1um)、亚微米级(0.11um)和纳米级(1100nm)，

9、将超微粉体技术分为微米技术、亚微米技术和纳米技术2。从当前的研究进展来看，虽然有关中药超微粉碎的名称较多，相关概念与内涵也不尽相同，但大多数都认为中药的超微粉碎是指中药的细胞级微粉碎，其中心粒径在75um以下。随着研究工作的不断深入，对中药超微粉碎的定义或概念必将更加科学、准确。  2. 2中药材的超微粉碎   中药材中的生物活性成分或活性化学组成即其有效成分是其防病治病的物质基础，但是生物机体对药物的运转过程、吸收、代谢、分布和排泄是十分复杂的，中药制剂所产生的药理效应还与它的物理状态密切相关，而改变药物粉体的单元尺寸是改变其物理状态的一种行之有效的方

10、法，所以如果能减小药物粉体的粒径到微米级甚至到纳米级，那么该药物的物理状态将发生显著的变化，主要表现在随着药物粉体粒径的减小，粉体表面原子个数迅速增加，即表面效应增强，从而导致表面能也随之增加3。这样一来，药物粉体由于具有很高的化学活性，其药物活性和药效也就随之增强。 另一方面，由于植物性药材的生物活性成分或活性化学组成通常存在于细胞内与细胞问质中，且以细胞内为主。传统粉碎加工工艺制成的药材粉体破壁率低，这样在细胞完整无损的状态下，有效成分需要透过几个甚至数十个细胞壁和细胞膜才能释放出来，被生物机体吸收缓慢、利用率低，有时甚至还来不及释放就被排出体外，造成药物的浪费所以如果能消除完整细胞壁和细

11、胞膜对有效成分的释放所形成的这种阻力，即如果能将细胞打碎，使其中的有效成分直接接触溶媒而溶出，势必提高其生物利用度，经超微粉碎的中药颗粒粒径范围为175,um，一般平均粒径为15,um。由物理学原理可知，粒径在此范围的中药粉体所含的药效学物质基础与普通中药制剂相比，分子结构上不会发生明显变化，即其生物活性成分或活性化学组成不会被破坏，所以该药物的药效学、药理学机理不会被改变，对用药安全方面也不会构成威胁4。3. 中药超微粉碎的优势 3.1 提高生物利用率    中药细胞破壁后，有效成分直接进入溶媒，被机体吸收。而普通的粉碎颗粒或饮片，多数细胞是完整的，其粒子由数个

12、、数十个或更多的细胞组成，细胞内有效成分的溶出，必须穿过数个、数十个细胞壁才能进入溶媒被机体吸收，释出速度是很慢的；而且相当多的有效成分，来不及穿过几个或数十个细胞壁和细胞膜的释放，就被排出体外，常常达不到有效的治疗浓度。因此，中药经超微粉碎后，粒度细微、均匀、比表面积增加，空隙率增大。药物更易分散，溶解在胃肠液中，且与胃肠粘膜的接触面积增大，停留时间延长，更易被胃肠道吸收。同时，中药有效成分的释出速度和释出量，单位时间内人体吸收药物有效成分的量，都比普通粉碎方法所获得的中药粉末高得多，大大提高了中药的生物利用度。 3.2 提高疗效    中药通过超微粉碎后，细胞

13、破壁率高，有效成分在没有进入机体前就释放出来，进入机体后，可溶性成分迅速溶解，溶解度低的成分也因超微粉末具有较大的附着力，而紧紧粘附在胃肠粘膜上，在体内停留时间长，有利于药物有效成分的吸收，其吸收量大大增加。而用常规方法粉碎的中药粉末，由于细胞破壁率低，颗粒较粗，对肠壁的吸附力弱，在肠内停留时间短，许多药物粒子有效成分还来不及完全释放出来，就被挤出体外，吸收量受到极大影响5。因此，微粉中药的疗效大幅度提高。 3.3 微细粉碎的匀化作用   中药大多数是复方成分，在细胞破壁后，细胞内的水分、油分及有效成分均完全暴露出来，使微细粒子表面呈现半湿润状态，粒子和粒子之间会形成半稳定

14、的粒子团（或称之为微粒），每一个粒子团均包含有相同比例的活性成分，这种结构会使中药材各有效成分分布均匀化，各种成分均匀地被人体吸收，增强了药物作用的效果6。 3.4 提高中药的质量管理   中药材通过超微粉碎技术操作时，与药中药材细胞直径相当大小的虫卵、细菌及各种微生物，也同样被破壁而死亡，从而减轻虫害和微生物对中药的侵害。中药的微粉生产，必须按GMP要求进行操作，具有无菌、无虫害、小包装和规格化的特点，易于控制药品质量。必然促进中药生产的现代化、机械化和科学化管理。 3.5 节省药材  中药材通过超微粉碎后，细胞壁被破坏，有效成分呈释放状态，能被机体充分利用。中

15、药材经微粉处理后，用于治疗的剂量会小于原处方的药量，即可获得原处方量的疗效；根据药材和粉碎度不同，超微粉碎一般可节省药材3070%，即能达到相同的效果，甚至提高疗效，这样就减少了给药剂量，节省了原料资源的浪费，大幅度降低中药材的消耗量。 3.6 便于携带 传统的中药饮片用药量多，体积大，易散包。携带不便，若出差10天，要带处方药是有困难的，又没有地方煎煮；而微粉中药的用量仅为原处方药用量的2030%，且粉碎成微细粉末，装入无菌的小包装，携带就方便多了。 3.7 易于服用   传统汤药要先用武火、后用文火煎煮，时间较长；且大碗的苦味汤药饮用十分困难。中药经微粉化处理后，一般不

16、需要进行煎煮，可直接用开水冲服；不仅可以减少有效成分的损失，提高药材的利用率，而且服用也方便得多，还克服了服用苦味药的弊端。 3.8 丰富和完善中药炮制技术  中药加工炮制的目的之一，是使药材质地酥碎，便于有效成分的溶出和吸收，提高药效。应用超微粉碎技术，使碾磨粉末冲服的药材和中药制剂达到适宜粒度，可更好地发挥药效，大大完善了中药的炮制技术。 3.9 改进中药制剂工艺  中药丸、片剂、冲剂、散剂和胶囊剂的传统加工技术不利于有效成分的溶出和吸收；一些外用散剂甚至会产生局部的刺激作用。超微粉碎技术使中药细胞壁破裂，有效成分易于溶出,同时其表面积增大，分散性、吸附能力、表面活性等

17、都发生了综合性变化；这些特性可明显提高药物的溶解度、崩解度、吸收率及生物利用度，增加口服制剂在体内的溶出和吸收，增强药物作用的效果。使散剂有很好的分散性，利于涂布、附着，有效成分易于吸收，还可以减少局部刺激性7。 3.10 开发中药新剂型   中药新剂型的研究和改进，应当朝着高效、速效、长效、低毒及易携带，服用方便，易保管的方向发展；达到使用剂量小，吸收率和生利用度高，体内维持必需浓度时间长的中药新型制剂4，如微丸、滴丸、颗粒剂、注射剂、缓释制剂、控释制剂、靶向制剂，以及中药全粉无辅料造粒、压片等新剂型新技术8。微粉中药细胞壁破裂，有效成分被充分利用，可以满足上述条件的要求

18、，为中药开发新剂型提供了物质基础。4. 中药超微粉碎的前景 4.1 市场的需要   中药具有平衡阴阳、祛邪扶正、标本兼治的特点。2003年中药防治SARS 的成功实践，使许多有识之士认识到，中药对传染性疾病的防治大有作为。当前疫病流行特点多呈现非典型病毒病、细菌病混合感染、继发感染的情况，在西药的薄弱领域可充分发挥中兽药的优势。特别是针对畜禽疾病中占主要部分的病毒性传染病，中药具有多方位调节和治疗作用，可提高动物机体的免疫力和抗应激能力。 在休药期用兽用中药替代西药防治疫病，中长期使用具有低毒副作用，可有效降低体内的药物残留，同时还能促进生产性能的发挥，从而满足日

19、益严格的食品安全需要。总之，养殖业生产者不仅要提高自身饲养水平，更要对其生产的动物食品安全负责，否则其产品将被禁止进入市场。畜禽产品如果不被市场认可就只能遭遇淘汰，这关系到养殖户的切身利益9。4.2 消费者与养殖者共赢的需要   随着生活水平的不断提高，人们的食物结构将发生巨大变化，人们会精心挑选食品，品牌消费将会越来越成为许多人的消费习惯。绿色食品作为一种代表无污染、高质量食品的品牌，具有巨大的市场潜力。而绿色畜禽食品通过绿色健康养殖产生，绿色健康养殖是一种以预防为主，从提高畜禽群整体的免疫力和抗病能力及追求绿色健康环保为目标的一种新的养殖模式。  传统兽用中药

20、散剂在禽病防治中采用常规方式粉碎（低速粉碎）给药，由于鸡的肠道较短，对纤维素的消化能力低，药物的吸收利用率低，见效慢，造成很大浪费。而超微粉由于细胞破壁后，药材中的有效成分能够充分释放出来，表面积增大，有效成分在胃肠道的溶解度增加，药物用量少、见效快、疗程短、成本较低、疗效可靠，已成为规模化畜禽养殖兽用中药制剂混饲或混饮给药的首选方式。经临床试验证明，兽用中药超微粉与传统中药粗粉相比，有效成分能快速释放，能被肠道充分吸收，在相同防治效果下，畜禽公斤体重用药量降低30%70%，大大降低了中兽药的用药量，从而比传统中药使用成本降低50%左右，有利于该类产品在畜禽养殖业中的推广应用10。 兽用中药超

21、微粉被广泛用于日常保健预防，可以降低动物源性食品药物残留，减少细菌病毒的耐药性，增强畜禽机体的抵抗力，提高畜禽的生产性能，降低养殖风险，并提供绿色环保的动物性食品。 4.3 兽用中药现代化的需要   目前兽用中药与现代化要求相差甚远，虽然地方标准有部分现代兽用中药方剂，但是符合国家兽药标准的屈指可数。传统剂型尽管能保证中药本身功效和保持中药传统特色，但是存在着许多不可避免的弊病，如质量标准难以控制、用量大、工艺粗放等，影响药效的发挥、使用和流通，阻碍了国内畜牧业蓬勃发展步伐，因此要实现兽用中药现代化，制剂改革是势在必行。超微粉技术是兽用中药剂型的改造过程中所应用的新型生产工艺，既能体现传统中兽药散剂配伍变化的特色，又能在精确控制成品粒度的前提下实现规模化生产，使制剂质量可控，有利