一種擠出滾圓機結構和參數的優化改進

朱菊紅，樓衛紅，金鑫

（1.浙江眾益制藥股份有限公司，浙江 麗水 323000；2.浙江金華康恩貝生物制藥有限公司，浙江 金華 321017）

一種擠出滾圓機結構和參數的優化改進

朱菊紅1，樓衛紅2，金鑫1

（1.浙江眾益制藥股份有限公司，浙江 麗水 323000；2.浙江金華康恩貝生物制藥有限公司，浙江 金華 321017）

論文采用擠出滾圓法制備微丸，對擠出機的導流槽進行改進，用物性測試儀表征軟材的物理性質，確定了最優化的導流槽數量。在相同處方條件下，設計正交試驗篩出最優化的擠出和滾圓工藝參數。

擠出滾圓法；導流槽；物理性質；工藝參數

0 引言

隨著醫療行業的快速發展，微丸口服制劑由于具有局部刺激小、生物利用度高、可制備多元釋藥系統等優點，日益受到制藥工作者的青睞［1］。擠出滾圓法制備微丸，不僅設備和工藝簡易，且微丸的質量重現性好，已成為國際上通用的制劑方法［2］。用擠出滾圓法生產微丸，工藝易于操作和控制，成品率高、藥物含量大，已顯示出其在產業化上的優勢。

擠出過程是物料壓縮成型的過程，包括物料輸送、壓縮、擠出、切條四個步驟。軟材具有粘性、彈性、潤滑性，能使擠出過程順利進行。

擠出機的類型主要分為螺旋桿、柱塞式、籃式、圓柱式擠出機［3］。螺旋式擠出機分為軸向和徑向，又有單軸和雙軸之分。目前用于制備微丸的擠出機的筒體一般為光滑裝置，這樣物料在筒體內來回擠壓，不利于物料擠出，而且還會造成物料的溫度升高，影響了微丸的質量。物料經常和攪龍經常粘連在一起，導致攪龍不能轉動，技術人員不得不經常拆洗機器，這樣嚴重影響了生產效率。

1 實驗

1.1擠出機導流槽改進

為了克服現有技術中擠出機物料與滾軸時常粘連，溫度較高的不足，現對擠出機的導流槽進行了改進，如圖1所示。圖中所示的擠出機，包括筒體和攪龍，所述筒體包括多個導流槽，所述導流槽沿筒體徑向的橫截面呈漸寬弧形，沿筒體內壁徑向設置，本擠出機結構簡單，安裝拆卸方便，物料在筒體內不會發生粘連，大大提高了制藥效率。

圖1擠出機結構示意圖

圖2為本文所改進擠出機的筒體橫截面示意圖，擠出機內壁均勻設置8個導流槽，這些導流槽界面呈弧形，沿著筒體圓周逐漸變寬，貫穿于筒體1內壁。導流槽也可以與筒體分體制成，再以焊接或其他方式連接。

圖2　擠出機筒體橫截面示意圖

（1）擠出機導流槽數量篩選。物性測試儀（texture analyser，TA）可對樣品的特征物理性質以數據準確表達，其測量原理是通過探頭以穩定速度下壓、穿透樣品時受到的阻力［4］來表示。目前國內外對于軟材物理性質表征的研究鮮見報道，本實驗采用相同的工藝處方，用不同導流槽數量的擠出機制備軟材，用質構曲線解析法分析軟材物理性質。對其曲線進行分析計算得各參數，包括硬度、彈性、黏附性、內聚性、咀嚼性和回復性。本文用硬度、表面相對粗糙度、回復性三個指標來評價軟材質量。

表1　導流槽數量對軟材物性參數的影響

（2）表中數據表明：導流槽的數量對軟材的硬度、表面粗糙度、回復性有著一定的影響。硬度直接影響滾圓過程中的脆碎度，硬度小，滾圓過程中細分多，硬度大，滾圓過程中剪切不斷，圓整度差。表面相對粗糙度和回復性會影響微丸的圓整度。綜合以上考慮，由于選擇導流槽數量為8時，硬度，表面粗糙度度，回復性都較合理。為了較為直觀地將硬度，表面相對粗糙度，回復性全部作圖，對其進行了0～1內的數據標準化。

從圖3可以看出，最佳的導流槽數量為8時，軟材硬度較高，表面較光滑，回復性較強。

圖3　導流槽數量對物料參數的影響

1.2擠出滾圓參數篩選

微丸丸芯的圓整度、脆碎度對包衣是否完善至關重要，而這些性質與丸芯處方、擠出-滾圓的工藝條件有很大關系。在預實驗的基礎上，采用相同的處方、軟材制備工藝，著重研究擠出速度、滾圓速度、滾圓時間對微丸圓整度和脆碎度的影響，并進行3因素3水平的正交試驗設計。試驗用圓整度、脆碎度、總收率（粒徑700～1400m）三個指標來評價微丸丸芯工藝質量。為了便于比較，質量數據以相對百分比表示。

采用表2中的因素和水平設計正交試驗，結果如表3所示。從表中的K1，K2，K3數據可以看出，以微丸綜合質量為判斷標準，最佳條件應選擇A2B2C3此組合制備樣品數批，結果表明所得微丸綜合質量良好。從極值R可以看出，B因素對微丸綜合質量影響較大，在生產過程中應重點控制。

表2　微丸制備工藝因素水平表

表3　微丸制備正交試驗計算表

在相同的處方，軟材制備工藝條件下，選擇擠出速率取10g/min，滾圓時間選擇150s，改變滾圓轉速，考察微丸圓整度，脆碎度，收率的影響。

從圖4可以看出，隨著滾圓轉速的提高，微丸圓整度，先快速增加，然后到某一定值，脆碎度和收率先增加，后減小。綜合考慮，滾圓轉速在40～45Hz之間為最佳。

表4　不同滾圓轉速對微丸質量的影響

圖4　不同轉速對物料參數的影響

2 結論

擠出滾圓制備微丸的過程中，軟材的性質直接影響微丸的質量。目前用于制備軟材擠出機的筒體一般為光滑裝置，物料擠出較為困難，而且還會使物料的溫度升高，影響了微丸的質量。物料經常和攪龍經常粘連在一起，導致攪龍不能轉動，技術人員不得不經常拆洗機器，這樣嚴重影響了生產效率。本文對擠出機的導流槽進行改進，用物性測試儀表征軟材的

TH-39

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10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.021

1002-6673（2015）02-055-03

2015-03-17

朱菊紅（1967-），男，浙江諸暨人，本科，高級工程師。研究方向：制藥工程及產業化。