熱熔擠出機(jī)最新制藥應(yīng)用

熱熔擠出技術(shù)的基本思想是在一個軸向空間內(nèi)連續(xù)設(shè)置多種單元件操作，即通過固體輸送、物料熔融、剪切混合、排氣、勻化、熔體輸送、擠出成型等單元操作，使在強(qiáng)剪切力和套筒提供的熱能作用下分散混合，使多組分物料粒徑不斷減小，從宏觀層面下降到分子層面，同時彼此間進(jìn)行空間位置的對稱交換和滲透，均勻分散，實(shí)現(xiàn)物料體系的勻化，最終達(dá)到分子水平的混合（部分性混合）由入口的多相狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹谔幍膯蜗酄顟B(tài)，并在出口處通過模孔對其賦型，單相物的性質(zhì)是各組分性質(zhì)的總和。所以經(jīng)過篩選合適的輔料和操作條件，熱熔擠出過程可以使得藥物和載體達(dá)到良好的相容性，從而形成固體溶液。

熱熔擠出機(jī)最新制藥應(yīng)用

1. 熱熔擠出配合3D打印。

用于各種藥物的3D打印技術(shù)研究中包括基于樹脂、基于擠出、基于液滴和基于粉末的系統(tǒng)。在基于擠出的3D系統(tǒng)中，材料在壓力下擠出，可以是液體（預(yù)混合糊狀物或墨水）或熔化的物質(zhì)（熱輔助）。擠出的絲狀物被用于3D打印物體輪廓。基于擠出的系統(tǒng)包括熔融沉積建模（FDM）/熔融絲材制造（FFF）、多相噴射固化（MJS）、壓力輔助微注射器（PAM）和精確擠出沉積（PED）

2.熱熔擠出制備的固體分散體（Solid Dispersions）用于提高藥物的溶解度和生物利用度。

HME（熱熔擠壓）的最常見應(yīng)用之一是制備固體分散體，旨在增加藥物的溶解度。通過將具有低溶解度的活性成分與惰性載體在HME過程中混合并轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)形態(tài)，可以提高該活性成分的溶解度。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)具有更快的溶解速率，并且在生物體內(nèi)可能導(dǎo)致API的過飽和，從而增加那些在胃腸液中溶解度很低的化合物的生物利用度。非晶態(tài)物質(zhì)具有更高的自由能，使其在熱力學(xué)上處于亞穩(wěn)態(tài)，并且通過熵效應(yīng)驅(qū)使其向高度穩(wěn)定的晶態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。研究人員也嘗試使用其他添加劑來穩(wěn)定非晶態(tài)形態(tài)，從而形成了非晶態(tài)固體分散體（ASDs），其中成分由活性成分和穩(wěn)定聚合物的單一相混合組成。

3.共擠出工藝。

共擠出物由兩個同心排列的聚合物基質(zhì)組成：一個親脂中心和一個親水包膜。共擠出法涉及通過具有兩個或多個出口的出口同時加工兩個或多個成分，合并成最終產(chǎn)品。它常用于雙層或多層結(jié)構(gòu)給藥系統(tǒng)的制備。通過HME可以實(shí)現(xiàn)兩種不相容的活性成分或具有外層保護(hù)內(nèi)層的釋放機(jī)制的變化。

4. 不同形狀的藥物遞送系統(tǒng)。（例如：膜劑、顆粒微丸、制粒、固體植入劑）

4.1膜劑。

薄膜在各種藥物輸送系統(tǒng)中被使用，包括頰下、口服、舌下、經(jīng)皮、眼科和陰道，可以產(chǎn)生局部和全身效應(yīng)。由于其易于吞咽和自行管理以及迅速溶解的特性，薄膜已經(jīng)成為一種新的藥物輸送機(jī)制。生物粘附膜被制成，以增加產(chǎn)品的有效性，使藥物在較長時間內(nèi)釋放。在植入物和薄膜的制備中，溶劑澆鑄是常用的方法。

熱熔擠出法是一種連續(xù)的低成本工藝，且不需要有機(jī)溶劑。物料通過旋轉(zhuǎn)螺桿將它們傳送到預(yù)熱的筒中之前，添加藥物、增塑劑和成膜聚合物來制備的。聚合物的熔化狀態(tài)，與混合相結(jié)合，使更均勻的微粒分散成為可能，從而提高了藥物的分子分散度，增加了生物利用度。溶劑澆鑄膜在藥物均勻性方面也面臨著挑戰(zhàn)，熱熔擠出法更有優(yōu)勢。

4.2顆粒微丸。

顆粒微丸可以使用HME制備，其中材料通過熔融泵或擠出機(jī)擠出，然后通過模具泵送，冷卻，并手動或借助切粒機(jī)切割。顆粒也可以用來實(shí)現(xiàn)所需的劑量強(qiáng)度，而無需改變配方或過程。這樣制備的顆粒具有出色的流動性能。

顆粒藥物輸送系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括能夠設(shè)計和構(gòu)建具有很大靈活性的口服藥物輸送系統(tǒng)（懸浮劑、片劑、膠囊、小袋）。顆粒通常與食品添加劑混合以增加口感。HME技術(shù)使顆粒的處理變得簡單，然后可以進(jìn)一步通過顆粒制粒機(jī)進(jìn)行處理。顆粒制粒機(jī)的入口溫度和制粒機(jī)的進(jìn)料速度會影響最終顆粒的一致性。

4.3制粒。

制粒（Granulation）是一種將顆粒與顆粒聚集在一起的過程，可以改善材料的性質(zhì)，包括可壓性、流動性和均勻性，使其更容易進(jìn)行下游處理。由于具備實(shí)時監(jiān)測、螺桿的自潔能力、簡單的可拓展性、提高的產(chǎn)品一致性和可重現(xiàn)性，雙螺桿制粒（TSG）是連續(xù)制粒一種吸引人的解決方案。在TSG操作中，引入了拉曼和3D高速成像攝像機(jī)、近紅外光譜、空間濾波測速、光度立體成像以及中心光束反射測量等分析工具，用于實(shí)時監(jiān)測加工過程。

4.4固體植入劑。

"可植入藥物遞送系統(tǒng)"是一種藥物遞送裝置，將其插入系統(tǒng)并以特定速率在一定時間內(nèi)釋放藥物（藥物）。就在特定部位的增加停留時間、定向和持續(xù)藥物遞送、最小化毒副作用和防濫用特性而言，這些系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)方法。通過改變擠出速度和輸送帶來控制質(zhì)量擠出速率的能力是獲得一致質(zhì)量植入物的一種可行技術(shù)。

PLGA載體:熱熔擠出長效制劑溶出曲線，溶出介質(zhì)USP pH7.4 。

5.半固體藥物遞送系統(tǒng)。

通過熱熔擠出開發(fā)半固體藥物制劑是一個較為迅速且一步到位的過程，因?yàn)樗苯訉⒊煞秩诨⒒旌显谝黄稹崛蹟D出技術(shù)用于制備各種半固體產(chǎn)品，如乳霜、軟膏和凝膠。Mendonsa等人使用熱熔擠出技術(shù)開發(fā)了聚乙二醇鹽類凝膠。最終擠出的產(chǎn)品沒有氣泡，因此不需要像傳統(tǒng)方法那樣的冷卻裝置或除氣器。由于螺桿元件在混合中起著重要作用，因此無需額外的刮板或攪拌器。螺桿元件還在顆粒尺寸縮小方面發(fā)揮著重要作用。混合材料的高剪切和分散過程導(dǎo)致了活性成分在熔融混合物中均勻分布，當(dāng)將水相和油相混合在一起時，不會出現(xiàn)水相和油相的團(tuán)塊。此外，利用螺桿的不同區(qū)域的作用，可以改變半固體制造操作，以獲得所需的產(chǎn)品質(zhì)量，同時降低對熱敏感產(chǎn)品的停留時間。熱處理可提高劑量穩(wěn)定性，并增強(qiáng)藥物對經(jīng)皮膜的熱力學(xué)影響。

6.微膠囊技術(shù)。

微膠囊化是一種將藥物物質(zhì)（核心）包封、分散或溶解在包衣物質(zhì)或基質(zhì)內(nèi)的方法。因此，在內(nèi)部藥物劑與外部環(huán)境之間形成了一個物理屏障。使用制藥熱熔擠出（HME）進(jìn)行藥物微膠囊化有許多好處，包括幾乎不需要或根本不需要溶劑，從而降低了成本。它還可以用于掩蓋不愉快藥物的味道，并保護(hù)敏感藥物。通過封閉藥物，可以輕松將其直接傳遞到特定區(qū)域，防止其在給藥后與之干擾的任何降解或有害pH條件體系發(fā)生相互作用。

7.自乳化藥物輸送系統(tǒng)（SMEDDS）。

SMEDDS（自乳化藥物輸送系統(tǒng)）是一種由油、表面活性劑以及可能的協(xié)溶劑和輔助表面活性劑混合而成的各向同性混合物。SMEDDS通常用于增強(qiáng)水溶性較差的藥物的溶解度。這些材料被引入到料斗中，在螺桿的作用下在機(jī)筒中混合，形成SMEDDS的混合物。當(dāng)這些SMEDDS被引入到類似胃腸道液體的水相中時，它們會乳化成o/w乳液，并由于胃腸道的蠕動而形成攪拌作用。液態(tài)SMEDDS存在一些缺點(diǎn)，比如需要昂貴的軟明膠，這會導(dǎo)致膠囊中的油性材料滲出。它還可能容易發(fā)生化學(xué)不穩(wěn)定性，導(dǎo)致藥物成分沉淀。將液態(tài)SMEDDS吸附到合適的固體載體上可以制得自由流動的粉末，因此固體SMEDDS是提高生物利用度和穩(wěn)定性、提高滲透性、易于獲得和準(zhǔn)確劑量的良好選擇。

8.納米技術(shù)。

納米醫(yī)藥學(xué)由于其更小的粒徑和更好的溶解特性已經(jīng)在制藥行業(yè)廣泛應(yīng)用。它涉及延長藥物釋放時間、減少重復(fù)劑量給藥和提高細(xì)胞吸收，從而提高治療的療效。傳統(tǒng)方法通常會遇到問題，如批次一致性不可靠以及由于涉及多個步驟而導(dǎo)致的相對較高的成本。為解決這些困難，研究人員正轉(zhuǎn)向HME技術(shù)，以制備既對活體組織友好的口服和局部納米系統(tǒng)。傳統(tǒng)的批次法仍然被用來制備基于納米技術(shù)的藥物輸送系統(tǒng)，包括納米晶體、納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（NLC）、納米懸浮液、固體脂質(zhì)納米顆粒（SLN）和納米乳化液。先進(jìn)的熱熔擠出技術(shù)現(xiàn)在正被用于在一個單一相或與探頭聲波破碎機(jī)/均質(zhì)器（高壓）結(jié)合使用，以進(jìn)一步減小粒子的大小。這項(xiàng)技術(shù)在納米醫(yī)藥制造中已被證明具有益處，因?yàn)樗鼫p少了批次間的不一致性、生產(chǎn)成本和加工時間。

9.共晶技術(shù)。

通過增加穩(wěn)定性、溶解度和傳遞能力，共晶體被形成以提高藥物生物利用度，而不改變藥物的功能。共晶系統(tǒng)利用了生物分子合成法，其中藥物的藥效和藥代動力學(xué)特性被改變，以提高藥物的低水溶性。制藥共晶體由兩個主要組成部分組成：藥物和共晶劑。由于高剪切和激烈的混合，藥物與共晶劑之間的相互作用在HME過程中得到了加強(qiáng)，導(dǎo)致了共晶體的形成，而無需使用溶劑。非共價鍵，如H-H鍵、范德瓦爾斯鍵、靜電相互作用和鹵素鍵等被用來在藥物和共晶劑之間進(jìn)行相互作用。

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