薄膜包衣技术

1、目 录一 药用薄膜包衣简介二 药用薄膜包衣的对象三 药品包衣的原因四 药用薄膜包衣的原理五 药用薄膜包衣的原则六 药用薄膜包衣的影响因素七 与薄膜包衣相关的一些术语一、药用薄膜包衣简介药用薄膜包衣的起源于英国,最初的目的是对品上色,也就是说最初的薄膜包衣材料只是一种染料。发展到现在,薄膜包衣已是集多种功能于一身,技术含量相当高的一种药品包装技术。以专业角度讲,药用薄膜包衣是一种包覆在药品表面的一层高分子薄膜,对药品起上色、保护、美化以及控制药效等多种作用。也因为这些不同的作用,薄膜包衣也发展成为以口含、胃溶、肠溶、控释、缓释为主的多品种、多功能材料的总称。以操作技术讲,薄膜包衣还包括将包衣材料

2、采用一定的工艺,包覆于药品上,起到预想的作用,也达到薄膜包衣的功效。所以药用薄膜包衣不仅是一种性能优越的材料,而且是一种先进的技术,更是一个尖端的产业。二、药用薄膜包衣的对象药品片剂、滴丸、微丸等都可以采用不同的工艺和设备进行薄膜包衣。总之,几乎所有的药品固体制剂都可以薄膜包衣。1. 片剂:片剂是药品细粉与适宜辅料压制而成的固体制剂。根据片剂的外观形状主要分为:深弧片、浅弧片、平片、异形片、其中浅弧片最适于薄膜包衣。根据药品材料和辅料的不同,又可分为浸膏片、半浸膏片和全粉片,西药都是全粉片。2. 丸剂:指药品细粉加适宜的黏合剂或其他辅料制成的球形或类球形制剂,分为蜜丸、水蜜丸、水丸、糊丸、浓缩

3、丸、蜡丸和微丸等类型。三、药品包衣的原因药用薄膜包衣的技术很大程度是包糖衣发展而来,药品薄膜包衣的功能其实质是克服了药品本身的诸多缺点。如味苦、外观差、不易吞服等。综合起来,主要有以下原因:u 片芯中某一种或几种物质气味不佳或口味不爽;u 片芯中某些成分受热、光和湿度易发生变质、变性;u 片芯表面粗糙,颜色不均匀,包衣可改善外观;u 片芯有色成份不稳定,易发生迁移,对患者和患者的物品易发生污染;u 片芯比较松散,易掉粉、掉粒,甚至掉块,影响片型完整和药效;u 功能的需要,如药效需缓释或控释的;u 隔离片芯两种不同作用的成份;u 比包糖衣操作更方便、性能更优越;u 提高药品档次。四、药用薄膜包衣

4、的原理简单地说,薄膜包衣是利用高分子材料在一定温度、压力等条件下迅速成膜的原理,在药品表面形成一种具有多种作用和特殊功能的高分子薄膜。药用薄膜包衣原理相对简单,但成膜过程却是相当复杂的。在现存药用薄膜包衣中,包衣材料通常以分散体系(包括水溶剂和有机溶剂)通过喷雾工艺成膜。当高分子材料的分散体系经喷枪雾化以微小液滴喷到药品表面后,这些小液滴在表面张力和摩擦力的作用下,迅速铺展于药品表面,经过热空气的热作用,带走溶剂迅速成膜。包衣过程是一个物料平衡和热量平衡的维持过程,是传热、传质的动态平衡。 包衣的主要目的是将包衣材料喷到片芯上,给它一个合适的环境,让它形成最好的膜。这个环境有温度、湿度、撞击、

5、磨擦等因素。进风量、进风温度、排风量、喷量、喷程,以及雾化等的调节,即可确定片床湿度、温度和压力。转速快慢即可确定片芯在包衣时所处的运动状态,受到的撞击和磨擦等。这个温度、湿度、压力、撞击、磨擦构成的环境,就是包衣材料赖以成膜的环境,这个环境的选择和确定直接关系包衣质量的好坏。在包衣前,首先根据片芯的性能、包衣材料的性能以及包衣液的溶剂类型确定一个合适的环境,如怕高温产品片床随时处于低温环境,易吸潮的产品片床随时保持干燥等。当这个环境确定后,片床将处于这个环境中,接受包衣材料,并使包衣材料在这个环境中成膜。排风成膜环境 (温度、湿度、负压和摩擦等) 进风(热风) 喷枪 片芯流动 片 床 片床温

6、度由排风温度指示其中:片床以连续稳定流动为最佳。排风量进风量负压=排风-热风-溶剂蒸气1.一次性成膜(包括受液铺展溶剂挥发成膜四个阶段)。摩擦、压力、碰撞A.受液:指片芯接受包衣液。 喷量相关因素 雾化 喷程液体浓度B.铺展:指包衣液接触片芯后浸润片芯的过程。 润湿性(可能问题:填字、不光滑、颜色不均匀等) 喷量:喷量的大小会影响润湿性。相关因素 受液的干湿情况:受液太干不利于铺展,如果所受包衣液变成干粉,就不能铺展。 喷程 温度C.溶剂的挥发:指包衣液中的溶剂受热后变成蒸汽,再被排风带走的过程。 温度 排风相关因素 溶剂类型 喷量 喷程(与干燥时间相关)D.成膜:溶剂挥发后、高分子成膜剂借助

7、粘性,分子缠绕、粘结在一起成膜。 铺展性是关键 相关因素 材料粘性 温度(不同材料不同的成膜温度) 干燥速度2.膜的增厚A.一次性成膜较好,即每次受液都能很好铺展、成膜。原理:每一层衣膜靠分子间力、粘性等一层一层增厚(通常衣膜完整,表面光洁,颜色均一、光亮)。B.一次成膜性较差,即每次均不能形成完整衣膜。原理:每次受液后,包衣材料均以点状,或片状粘附于片芯表面,多次受液后,材料之间靠粘性、分子间力、结合在一起成膜。特点:通常材料铺展性差,对材料用量,转速依赖较强。材料用量:需达到一定量才能成膜。转速:转速太低,均匀性不够,表面光洁度、颜色均一性均会受到较大的影响。五、药用薄膜包衣的原则包衣过程

8、中,为维持一个合适的包衣环境,或者由于包衣进程的需要,需改变这个环境时,都需要调节工艺参数,如何调节这些工艺参数,主要应遵循以下原则:u 不要对某一个或几个工艺参数机械的应用某一数值,片芯所处的包衣环境是所有工艺参数共同作用的结果,各工艺参数之间有一个合理的对应关系。u 目的是将片芯包上薄膜衣,所以着眼点侧重于片床的情况,而不是工艺参数的某一数值。u 当片芯有特殊性(如不耐高温、不耐磨等),首先根据其特殊性确定一个或几个主要工艺参数,然后调节其它参数来实现需要的包衣环境。u 包衣过程中随时掌握片床、片芯及衣膜的情况,随时注意工艺参数的调节,以保证片床随时处于最佳的成膜环境。u 合适的包衣环境确

9、定后即可稳定操作,并可编写SOP文件。六、药用薄膜包衣的影响因素1.片芯A.硬度:要求:不小于3kg,最好大于5kg。硬度偏小,通常出现药品易碎、掉粉、磕边、磨损严重等现象,因薄膜衣是一层很薄的薄膜,按原则应体现片芯原形,包衣片通常会出现麻面,表面粗糙,片型不完整等。B.片芯表面效果要求:片芯表面光洁、细腻、平整。片面不平(即有凸起或缺陷),包衣过程中磨擦较大,流动性差,包衣均匀性差,包衣片表面依然体现片芯表面不平的现象,甚至视觉效果更明显,且光亮度差。片芯表面光洁、细腻、平整可包出轮廓清晰、光滑亮丽的薄膜衣片。C.片芯形状及大小要求:片芯有一定厚度,较大面有一定的外凸弧度(即凸片)。在包衣过

10、程中,片床的流动性是相当重要的因素。片芯太薄和外凸弧度太小都会导致片床流动性差,从而影响包衣。平片和凹片因其流动性极差而很难包衣。片芯太小因其比表面积太大而要求包衣的理论增重较大,片芯太大不但流动性差,而且由于其势能较大而碰撞力度较大,对片芯硬度和强度都有相当高的要求,否则会导致严重的碎片、断片、磕边等现象。D.脆碎度和耐磨性要求:脆碎度不得大于0.2,耐磨性要求片芯至少应经得起包衣机以最低转速转动五分钟以上。脆碎度太大,易造成片芯掉粉、掉碴,损坏包衣的表面效果。耐磨性太差,不仅会使片芯磨损,严重时可能无法上膜。E.片芯标识要求:片芯标识应是有一定深度的倒梯型凹痕。(即凹痕底部夹角应大于90度

11、)标识过细会因为包衣材料很难进入而成为衣膜最薄弱的部位,使衣膜性能受到损害。标识过浅容易导致标识模糊。凹痕太直，即凹痕底部夹角接近或等于90度（不会小于90度）时,凹痕底部夹角处成膜不好而成为衣膜薄弱部位,影响衣膜性能。此外,凹痕太细、太直都易导致填粉,影响标识清晰度。F.片芯特性a. 对包衣液溶剂敏感对溶剂敏感主要是指片芯易与溶剂发生溶解、反应等现象。此类情况应视程度轻重而定。一般情况下，只需控制包衣过程中片床的干湿程度即可，即控制溶剂不浸入或不被片芯吸收。敏感程度很高时，在设计和配制包衣材料时就需充分考虑并严格控制。b.对光敏感对光敏感的药物，除在颜色选择时考虑其避光能力外，主要是操作环境

12、的避光处理。c. 对热敏感要求:软化点应大于35,绝不能低于25。软化点较低,包衣过程受热会变软、变形,无法保持片芯原有形状,软化点低的药用需采用超常规的低温包衣,如肝复乐。此外，含易挥发或升化成份的药用包衣时要求片床温度较低,防止其成份挥发,并要求衣膜成膜较快,致密性好,最好具备可吸附药用挥发成份或抑制其挥发的功能。2.包衣材料的特点包衣材料的特点与包衣操作紧密相关,包衣操作的工艺参数都需严格参照包衣材料特点,如片床温度必须结合材料成膜温度,转速与衣膜的耐磨性关系很大等。对于药品公司(即包衣材料的使用者)无需过多考虑,因材料的设计和配制已针对性的充分考虑,可操作性也经过了相关试验。A.成膜性

13、:成膜性的好与差直接关系薄膜衣的性能和外观效果。成膜性好,薄膜衣以多次成膜,再层层膜重叠、结合而形成。此类薄膜衣不但光洁度好,颜色均一,而且衣膜完整性好,致密性、防潮性、强度、韧性等多种性能可最大限度体现,是功能性材料必备的条件。成膜较差的包衣材料,虽然可以在堆积状态下,靠压力、摩擦等外在因素成膜。但所成薄膜衣往往对衣膜厚度(或包衣材料量)依赖性较强,只有到一定厚度时方可形成完整的衣膜。此类衣膜不但表面光洁度差,而且材料性能也很难完全体现。两者的差别在包衣操作上主要体现为以下两点:a.对成膜较差的包衣材料,均匀性是包衣操作的重点,即转速和喷量的协调控制是此类产品包衣操作的关键。b.成膜性好的材

14、料无论厚度多少均能体现衣膜性能,只需喷上少许材料即可改变片芯强度、耐磨性等。故在包衣操作时可根据衣膜情况较早提高喷量和转速,以提高包衣效率。成膜性差的材料则相反,它需相当厚度方可体现衣膜性能,所以需到相当量(一般以颜色均一为判断标准)才能提高转速、喷量等工艺参数,相对效率较低。B.强度:包衣材料所成薄膜衣的强度对包衣操作影响较大。主要体现在转速、温度和水分,衣膜强度的大小直接关系衣膜的耐磨性,故转速应根据衣膜强度作相应控制。此外,在包衣过程中的暴皮现象可依靠衣膜强度得以控制,当衣膜强度并不太好时,控制药品的吸水量和片床温度是控制衣膜暴皮的关键。C.韧性:材料韧性除与衣膜耐磨性关系较强外,只与成

15、膜温度有直接关系。每种材料成膜温度均有差异,只有成膜温度合适、材料方能体现最好性能于衣膜,故包衣操作中选择适合包衣材料的片床温度是至关重要的。D.粘性:材料的粘性对包衣操作影响较大,粘性重不易干燥、易粘片,粘性小相对包衣操作简单。对粘性重的包衣材料,如何控制粘片是关键,有的材料高温粘,有的材料低温粘,对此应根据材料特点设制片床温度,此外控制片床干湿程度也应充分考虑材料的粘性。通常在包衣材料的设计和配制过程中已有充分的考虑,并在很大程度上控制了其粘性,故一般不存在很难控制的情况。E.成膜温度:成膜温度对衣膜性能影响很大,故在包衣操作中应严格、科学地控制。如高温脆性的材料,当片床温度较高时,衣膜变

16、脆,强度变小,不仅在稳定性试验中易出现裂片,甚至在包衣过程中就会出现磕边、裂片等不可补救的局面,造成很高的废品率。3.包衣液特点包衣液特点、药用特点和设备情况是包衣前重点观察的三要素,故包衣液的特点是影响包衣操作的重要因素,必须重点对待。A.粘度:即包衣液稠度。与喷量的调节、雾化的优劣等关系密切。粘度较大对喷雾压力要求较高,太小可能无法喷出包衣液,且较难雾化,在专业薄膜包衣公司,一般都以在喷雾压力大于3kg的条件下能否自由调节喷量,并能调出合适的雾化效果和雾化面为准。粘度小对操作无特别影响,唯一影响就是喷量调节更敏感，故在调节喷量时应更稳定地较小幅度的调整。B.固含量:固含量不仅是影响包衣液粘

17、度的主要因素,更是影响包衣液溶散程度,溶剂挥发,成膜的关键因素。如以酒精为溶剂的包衣材料,因溶剂挥发很快而固含量相对较小,而以水为溶剂的包衣液因其难挥发而固含量较高,此项指标在设计材料时已通过试验作出明确规定,使用者不要随意改动即可。C.溶剂:溶剂是根据材料的溶解性能而定的,在包衣操作中不可改动,不同溶剂因其挥发等特点不一,操作工艺上有较大差别。有机溶剂的包衣材料因其溶剂(通常是乙醇)易挥发,片芯易干燥而包衣操作相对简单,包衣时间也相对较短,但需注意空中干燥会导致干粉多,损耗大。水作溶剂的包衣材料因其难挥发,不易干燥,片床干湿程度需重点控制,如太湿会使片芯吸潮而水分含量超标,影响片芯性能,且易

18、发生粘片。在这两类包衣液中,有机包衣液包衣材料因其易干燥,雾化好,通常喷量较大,喷程较小,片床温度也较低,水作溶剂的包衣材料正好相反。D.雾化:雾化是衣膜外观的主要影响因素。雾化好,雾滴小,衣膜均匀、平整光滑。相反则衣膜粗糙,均一性差。此外,雾化扇面的大小是材料损耗的重要因素。扇面过大,相当一部分喷到锅壁,不仅损耗大,而且容易粘附药片。扇面过小,包衣液和材料太集中,片床上膜的均匀性、干湿程度等均难控制。基本的原则是扇面尽可能覆盖片床,但不能喷到锅壁上。此外,各把枪的雾化扇面尽可能独立,交叉区域应尽可能小。4.工艺参数A.进风(热风):是溶剂挥发,片芯干燥的热源,是包衣材料成膜所依赖的温度环境。

19、热风的大小和温度的高低直接关系到包衣的效率。热风的大小和温度的高低以能使片芯受液后迅速干燥为最合适。风量不宜过大,当接近或大于排风量时,锅内负压很小或成正压,无法有效带走溶剂蒸汽,增加锅内湿度而无法干燥。温度也不宜过高,温度过高,喷雾时空中干燥增多,损耗增大,而且片芯受液较干,润湿性差,影响成膜和衣膜外观。B.排风:是形成负压,带走溶剂蒸汽的关键因素。排风的大小以锅内形成0.10.2kPa的负压即可,排风的温度需通过热风、喷量等的调节来控制,不能自身设定和调节。排风的温度接近但略高于片床湿度,是片床温度的近似显示。C.转速:转速的高低通常需结合片芯硬度、耐磨性和衣膜强度、衣膜耐磨性来确定。片芯

20、性能好,衣膜强度、耐磨性好,转速高一些对包衣有利。也就是说只要片芯和衣膜经得住碰撞和磨擦,转速可尽可能高一些。转速的高低同样影响衣膜的外观和包衣的效率。转速高、磨擦大,衣膜光亮;喷量可适当加大,缩短包衣时间,并提高片芯流动性和效率,从而提高衣膜的均一性。D.喷量:喷量是包衣效率的直接影响因素。喷量的大小,需结合包衣材料特点,包衣液特点,设备情况,并配合其它工艺参数而定。喷量的调节(特别是调大时)应注意以下几点:a.喷量调大之前,应充分考虑是否可再加大喷量,否则,不宜变动。b.调大喷量,应先调整调大喷量所需的其它工艺参数,如温度调高、转速加快以后方可调调大喷量。否则粘片、吸潮等现象就容易发生。c

21、.喷量以稳定与合适为好。即喷量合适了,最好以一稳定喷量包衣。如此衣膜效果、均一性等均会有较好的结果。E.负压:负压是排风量进风量溶剂蒸汽量的差值,其作用不仅是带走溶剂蒸汽和热交换后的热风,也是促使溶剂挥发的动力,利于片床干燥。故在包衣过程中必须保持一定的负压,没有负压将难以包衣。F.喷程(喷距):是喷枪的喷嘴到片床的距离,也是包衣液雾滴喷到片芯表面的空中历程。喷程的大小与包衣材料的特点和溶剂种类密切相关。如果包衣材料易干燥,粘性小,喷程应较小,反之应适度加大。酒精为溶剂的包衣液因其易挥发,其喷程通常小于水作溶剂的包衣液。喷程的大小直接影响包衣的效果和材料损耗,直接的判别因素为片床的干湿情况。G

22、.泵速:即蠕动泵的运行速度。蠕动泵的作用是向喷枪输送包衣液。通常情况下,只有泵速偏小,包衣液不足才会影响喷量,但也有一些设备直接用泵速(即包衣液输送量)控制和调节喷量。H.气压(即压缩空气的压力):气压的大小可直接影响雾化效果和喷量,通常应大于3kg(单枪情况),并要求稳定。5.人员人员:指包衣操作者。是包衣过程中唯一的人的因素,无法量化,但有判断和识别能力。在薄膜包衣中人的经验和操作手法不象包糖衣那么重要,但在发生意外和不正常现象时,人的判断和识别能力,以及即时采取的措施就非常重要。在药品生产厂家的成熟品种包衣几乎都有严格的SOP,故操作相对简单,对人的依赖性很小。6.设备设备:是实现包衣的工具。设备的优