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制剂工艺参数优化对片剂崩解性能的影响及调控策略

更新时间:2025-08-19&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;触&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;点击率:110

摘要

片剂的崩解性能是影响药物溶出度和生物利用度的关键因素,而制剂工艺参数的合理调控是改善崩解性能的核心手段。本文系统分析了制粒、压片、干燥等关键工艺环节的参数对片剂崩解性能的影响机制,提出了针对性的优化策略,包括湿法制粒中黏合剂用量与浓度的控制、干法制粒中辊压压力的调节、压片过程中压力与速度的平衡、干燥工艺中温度与水分的精准把控等。通过工艺参数的组合优化,可有效改善片剂的孔隙结构、颗粒硬度及崩解剂活性,显着提升崩解效率。本文为固体制剂生产中崩解性能的调控提供了理论依据和实践指导。


引言

在固体制剂中,片剂因服用方便、剂量准确、稳定性良好等特点被广泛应用。然而,片剂需在体内特定环境下快速崩解为颗粒或粉末,才能使药物有效溶出并发挥疗效。崩解性能不佳会导致药物释放延迟、生物利用度降低,甚至引发临床疗效不足等问题。《中国药典》(2025 年版)对片剂崩解时限作出了明确规定,如普通片剂崩解时限应在 15 分钟内,这对制剂工艺提出了严格要求。


制剂工艺是影响片剂崩解性能的核心因素,其中制粒、压片、干燥等环节的参数直接决定了片剂的微观结构(如孔隙率、密度)、颗粒硬度及崩解剂活性。本文基于工艺参数与崩解性能的关联机制,从多个工艺环节提出优化策略,为提升片剂质量提供技术参考。

一、制粒工艺参数对崩解性能的影响及优化

制粒是片剂生产的关键步骤,其核心是将药物粉末与辅料黏合形成具有一定粒度和硬度的颗粒,颗粒的物理性质直接影响后续压片质量及崩解性能。根据制粒方式的不同,可分为湿法制粒和干法制粒,两者的参数优化策略存在显着差异。

(一)湿法制粒参数优化

湿法制粒通过黏合剂的作用使粉末聚结成粒,黏合剂用量、制粒时间、搅拌速度及颗粒粒径是影响颗粒结构的关键参数。


黏合剂的用量与浓度直接决定颗粒的硬度和致密性。过多或过高浓度的黏合剂(如 15% 淀粉浆)会导致颗粒过度黏结,形成坚硬致密的结构,阻碍水分渗透,延长崩解时间。实验表明,将淀粉浆浓度从 15% 降至 10%,同时减少用量 10%~20%,可显著降低颗粒硬度(从 5.2 kgf 降至 3.1 kgf),保留更多内部孔隙,使崩解时间缩短 25% 以上。


制粒时间与搅拌速度通过影响颗粒 “抱团" 程度调控结构疏松性。延长制粒时间(如从 5 分钟增至 10 分钟)或提高搅拌桨转速(如从 200 rpm 升至 300 rpm)会导致颗粒过度聚集,形成大而硬的团块。优化后,采用 5 分钟制粒时间和 200 rpm 转速,可减少颗粒团聚现象,使颗粒粒度分布更均匀(80~120 目颗粒占比达 90% 以上),为后续崩解提供良好的水分渗透通道。


颗粒粒径控制需兼顾均匀性与疏松性。采用 18 目筛网制粒(相较于 12 目筛),可使颗粒粒径控制在 80~120 目范围内,避免过大颗粒导致的片剂内部密度不均,同时减少过小颗粒(<120 目)填充孔隙的问题,使片剂孔隙率提升 10%~15%。

(二)干法制粒参数优化

干法制粒适用于湿热敏感药物,其核心参数为辊压压力和粉碎粒度,直接影响颗粒的压实度和孔隙率。


辊压压力过大会导致颗粒过度致密,实验显示,将辊压压力从 10 MPa 降至 6 MPa,可使干法制粒颗粒的硬度从 5.8 kgf 降至 3.2 kgf,颗粒内部孔隙率提升 20%,显著改善水分渗透效率,崩解时间缩短 30%。


粉碎粒度通过控制颗粒分布影响片剂结构。干法制粒后经粉碎处理,使 90% 颗粒通过 40 目筛,可减少细粉(<100 目)占比(从 30% 降至 15%),避免压片时细粉填充颗粒间空隙,保证片剂内部孔隙结构,为崩解剂发挥作用提供空间。

二、压片工艺参数的调控策略

压片过程是将颗粒压缩为片剂的关键环节,压片压力和速度通过改变片剂硬度、孔隙率和密度,直接影响崩解性能。

(一)压片压力的平衡控制

压片压力与片剂硬度呈正相关,而硬度过高会导致孔隙率降低,阻碍崩解。实验表明,当压片压力超过 15 kN 时,普通片剂的孔隙率会降至 5% 以下,崩解时间显著延长(从 10 分钟增至 25 分钟)。通过筛选 “硬度 - 崩解" 平衡点,普通片剂硬度宜控制在 3~6 kgf(约 30~60 N),咀嚼片可适当降低至 2~4 kgf,在保证片剂机械强度的同时,保留足够的内部空隙(孔隙率≥8%),满足崩解要求。

(二)压片速度的优化调节

高速压片(>400 片 / 分钟)会导致颗粒间空气排出不充分,形成局部致密区,影响水分均匀渗透。将压片速度降至 200~300 片 / 分钟,可使颗粒排列更疏松,减少局部致密现象,崩解均一性提升 15%~20%,同时避免因速度过慢导致的生产效率下降问题。

叁、干燥工艺参数对崩解性能的影响

干燥工艺通过控制颗粒水分和崩解剂活性,间接影响片剂崩解性能,需精准调控温度、时间及终点水分。

(一)干燥温度与时间的协同控制

淀粉类崩解剂(如玉米淀粉)在高温下易发生糊化,形成硬壳结构,降低膨胀能力。对含淀粉类辅料的颗粒,干燥温度应≤60℃,时间控制在 2~3 小时(传统 60℃/5 小时工艺的优化),可避免淀粉糊化,保留其吸水膨胀特性(膨胀率从 120% 提升至 180%)。


对湿热敏感的崩解剂(如交联聚维酮 PVPP),采用低温真空干燥(40~50℃)可减少其结构破坏,相较于传统热风干燥(60℃),PVPP 的吸水速度提升 25%,崩解效率显著改善。

(二)干燥终点水分的精准把控

颗粒水分过高(>5%)会导致压片时片剂过硬,水分过低(<1%)则会使崩解剂失去弹性,降低膨胀能力。实验验证,将颗粒水分控制在 2%~4% 范围内,可使片剂硬度稳定在 3~5 kgf,崩解剂(如羧甲淀粉钠 CMS-Na)的膨胀率保持在 200% 以上,确保崩解性能。对吸湿性药物(如维生素 C 片),水分可适当降低至 1%~2%,避免储存过程中吸湿导致的片剂硬化。

四、崩解剂工艺的优化技术

崩解剂是促进片剂崩解的核心辅料,其添加方式和预处理工艺直接影响作用效率,需结合工艺特点进行针对性优化。

(一)内外加法的比例调控

崩解剂的内加(混入颗粒中)可促进颗粒内部崩解,外加(混合于颗粒表面)可加速片剂整体分散,两者结合可实现协同增效。以羧甲淀粉钠(CMS-Na)为例,总用量 10% 时,采用内加 6%、外加 4% 的比例(内外比 2:1),相较于全内加或全外加,崩解时间缩短 15%~20%,且片剂硬度不受显著影响(保持在 4~5 kgf)。

(二)崩解剂的预处理技术

微粉化处理可增加崩解剂的比表面积,提升吸水速度。将交联羧甲基纤维素钠(CCMC-Na)粉碎至粒径 < 50 μm(原粒径 100~200 μm),其比表面积从 0.8 m?/g 增至 1.5 m?/g,吸水时间从 30 秒缩短至 15 秒,显著加速片剂崩解。


对 PVPP 等崩解剂,预先与水制成混悬液(固液比 1:5),通过喷雾方式附着于颗粒表面,可增强其与颗粒的接触效率,相较于直接混合,崩解时间缩短 25%,且分布更均匀。

五、其他工艺的协同优化措施

(一)混合工艺参数的调节

混合均匀性是保证崩解剂充分发挥作用的前提。延长崩解剂与颗粒的混合时间(如从 5 分钟增至 10 分钟),可使崩解剂在颗粒表面的分布均匀度提升 30%,避免局部崩解剂不足导致的 “崩解死角",使批内崩解时限差异从 ±3 分钟降至 ±1 分钟。

(二)包衣工艺的针对性调整(针对包衣片)

包衣膜过厚会阻碍水分渗透,控制薄膜衣增重≤3%,可在保证包衣效果的同时,减少对崩解的影响。采用多孔包衣技术(添加 5%~10% PEG 作为致孔剂),或仅对片剂侧面包衣(保留上下表面),可使水分渗透速度提升 40%,崩解时间从 20 分钟缩短至 12 分钟,满足肠溶或缓释包衣片的崩解要求。

六、结论与展望

制剂工艺参数的优化是改善片剂崩解性能的系统工程,需结合制粒、压片、干燥等多环节的协同调控:湿法制粒中通过降低黏合剂用量与浓度、缩短制粒时间改善颗粒疏松性;干法制粒中通过降低辊压压力保留颗粒孔隙;压片过程中平衡压力与速度,控制片剂硬度与孔隙率;干燥工艺中精准调控温度与水分,保护崩解剂活性;同时优化崩解剂添加方式与预处理工艺,提升作用效率。


未来,随着 3D 打印制剂、连续化生产等新技术的发展,可通过精准设计片剂微观结构(如孔隙分布、崩解剂定位)进一步提升崩解性能的调控精度。实际生产中,应结合药物性质(如溶解性、稳定性)和剂型要求,通过单因素试验或正交试验筛选工艺参数,实现片剂崩解性能与生产效率的平衡,为提升药物生物利用度奠定基础。



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