雙螺桿熔融擠出機(jī)9mm
熱熔擠出(HME)已成為制藥行業(yè)中一種穩(wěn)健的加工技術(shù)，用于生產(chǎn)各種劑型，包括顆粒劑、丸劑、片劑、經(jīng)皮給藥材料、植入劑，以及用于控制釋放和提高治療藥物溶解度的工藝中間體。[1-4]雙螺桿擠出機(jī)由于其能夠形成藥物和聚合物的緊密混合物而被常規(guī)使用。同向和異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)均用于熔融、剪切和泵送聚合物材料。然而，它們不同的幾何形狀改變了正位移和剪切的相對(duì)量。就塑料加工而言，廣義而言，同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)廣泛用于混合塑料配方，用于注塑成型或隨后的擠出工藝。異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)通常用于需要穩(wěn)定或高壓輸出的工藝，例如形成連續(xù)的型材或片材。異向旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)提供了更大程度的正向錯(cuò)位，拉伸剪切沿著螺桿的整個(gè)長(zhǎng)度發(fā)生，甚至在輸送段也是如此。[5]另一方面，同向擠出機(jī)被認(rèn)為提供了更廣泛的混合能力。[6]然而，兩種擠出模式的加工能力有很大的重疊，通過(guò)螺桿設(shè)計(jì)可以針對(duì)兩種模式，以實(shí)現(xiàn)大范圍的壓力和剪切分布。
常規(guī)使用同向雙螺桿擠出機(jī)來(lái)提高BCSII類和IV類藥物的溶解度。過(guò)去十年中，開(kāi)發(fā)管線中出現(xiàn)的小分子藥物的特性表明，存在分子量升高、親脂性增加和溶解度降低的趨勢(shì)。[7]隨著藥物分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的變化趨勢(shì)，在確保這些藥物在擠出機(jī)中的停留時(shí)間內(nèi)溶解在聚合物中及其工藝條件要求變得更加關(guān)鍵。特別是，由于較高的分子量對(duì)應(yīng)于較高的熔點(diǎn)，因此聚合物的溫度承受范圍可能會(huì)限制在此過(guò)程中熔化藥物。Keserü和Makara[7]還觀察到，候選藥物變得更加復(fù)雜，重原子、轉(zhuǎn)子和環(huán)的數(shù)量增加。毫無(wú)疑問(wèn)，這些屬性會(huì)導(dǎo)致對(duì)無(wú)定型狀態(tài)下或熔融時(shí)降解的敏感性增加，進(jìn)一步迫使工藝在較低溫度下運(yùn)行。對(duì)于熱敏性高分子量藥物，必須評(píng)估和控制混合效率與熱暴露之間的平衡，以確保最終產(chǎn)品的安全性和有效性。理論上，異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)可為該應(yīng)用提供優(yōu)勢(shì)，原因有二:(1)異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)由于在相互嚙合處的發(fā)散幾何形狀而沿螺桿的整個(gè)長(zhǎng)度賦予拉伸流，和(2)異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)可設(shè)計(jì)成提供更大程度的正位移。雙螺桿擠出機(jī)中的流動(dòng)形態(tài)很復(fù)雜，但有一些關(guān)鍵的特征。最大速度出現(xiàn)在異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)的嚙合區(qū)域和同向擠出機(jī)中螺桿的頂端。[8]在異向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)中，隨著螺桿表面的分離，材料在對(duì)接處被拉伸和拉長(zhǎng)。由此產(chǎn)生的拉伸流動(dòng)使界面面積隨時(shí)間呈指數(shù)增長(zhǎng)，而在簡(jiǎn)單剪切場(chǎng)中，界面面積隨時(shí)間呈線性增長(zhǎng)。[9，10]從藥物顆粒溶于聚合物熔體的角度來(lái)看，這種流動(dòng)曲線可能證明對(duì)減小邊界層厚度和提高藥物的溶出速率很重要。結(jié)晶藥物在聚合物熔體中的溶解過(guò)程已被證明是產(chǎn)生低于藥物熔點(diǎn)的無(wú)定形固體分散體的一個(gè)關(guān)鍵方面。
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