中药的超细加工的探讨

  中药的超细加工的探讨--------------------------------------------------------------------------------1 综述超细新材料作为材料科学的重要组成部分,正在国民经济中得到越来越广泛的应用。超细新材料制备技术的研究、开发最初是从非金属矿产资源的深加工开始的,逐步扩大到化工、染料、磨料磨具、造纸、塑料、橡胶等多种行业。在药品的超细加工中,中草药的超细加工属后起之秀。随着八十年代初期的改革开放,我国新建了一批中外合资大型制药企业,如无锡华瑞、上海施贵宝、天津史克、西安杨森等等,引进了一些国际上先进的制剂生产设备和技术,其中也包括超细粉碎的制药加工设备,给我国制剂药工业的改进提供了新的思路。国家药品监督管理局在国家九·五攻关项目期间,将“符合GMP的超细粉碎技术及设备”作为药品超细化的主攻目标。通过此项目的研究取得了不少的成果。在攻关的同时,研究人员还将超细粉碎技术运用到中药和中草药的粉碎工艺上,引起了中药界的关注。从材料学研究的角度,中药可3种类:植物类、动物类和矿物类。矿物类中药如龙骨磁石等属于无机非金属矿材料,粉碎方法和粉碎机理和非金属矿的超细粉碎机理相同;动物类如全虫、蝎子等,经过烘干(或冻干)后再进行粉碎。由于动物类含有不少脂肪,粉碎有一定难度;植物类为人参三七枸杞子等,必须根据实际的情况作分别对待,粉碎细度一般可从3~5um至40~50um之间。粉碎手段分别为机械粉碎、涡流磨粉碎、振动磨以及气流粉碎。我国传统的中草药粉碎大都是通过机械粉碎,能满足丸、散、膏、丹等的制作工艺的要求。2 几种中药超细粉碎的方法及其特点2.1机械式粉碎机械式粉碎原理是由电动机驱动高速旋转的叶轮上带有能活动的刀片(或榔头)对中药进行粉碎。这是以撞击为主体的粉碎,属于粗粉碎的设备。一般中药机械厂都有这种设备,这种设备粉碎的细度可达80目。粉碎细度的调节通过设备内腔的筛网来控制。在粉碎时由于高速机械碰撞,粉碎腔必须进行冷却。但是在刀片(或榔头)和被粉碎物撞击的瞬间,粉碎温度还高的,可达100~250℃以上。这有可能对植物类的草药的营养成份有一定损失,对动物类的脂肪或胶状物就会引起粘壁,堵塞粉碎进出道路而无法粉碎。2.2振动磨粉碎振动磨、球磨机及行星磨等属于同类粉碎设备,均可用在中药的超细粉碎上。市场上推广较多的是振动磨。振动磨的工作原理是将被粉碎的中草药和磨介如:陶瓷或金属球、圆柱棒等一起装入弹簧支撑的磨简内,由偏心块激振装置驱动磨桶作圆周振动。通过磨介的高频振动对中草药作冲击、摩擦、剪切等作用而粉碎。磨介的运动加速度rω2(r为磨介半径,ω为振动角速度)一般大于球磨机,能进行有效的粉碎。粉体细度可通过运动加速度rω2、振动时间或磨介和料之比来进行调节控制。振动磨还可以和冷冻粉碎结合起来,对熔点较低的药材,通过引入低温介质,将温度控制到零摄氏度以下进行超细粉碎。粉碎细度在1-40um之间。2.3气流粉碎及分级以上介绍的都属机械粉碎。气流粉碎和上述粉碎根本不同之处是通过高速气流来对被粉碎物进行冲击粉碎。在一般的气流粉碎设备内,具有0.8-1.0MPa静压能的气流通过一特制的喷嘴,转变为2~3倍超音速动能的高速流体,用高速气体的动能对粉碎物料进行撞击,并引起被粉碎物料相互碰撞而粉碎。机械粉碎最高粉碎速度1~5米·秒-1,而气流粉碎的粉碎速度可达到300~500米·秒-1,是机械粉碎的几十到上百倍。但该粉碎工艺相对比较复杂。除了高速气流粉碎外,还需要分级、气/固分离等相配套的设施,即如图所示。中草药物料在经过气流粉碎工艺后,进入分级装置。粗料经分级后返回粉碎机,达到要求的细粉进入气/固分离设备,收集到成品,而洁净的空气排出大气,这套工艺技术要求高,粉碎细度可达1~10um,甚至在1um以下。它是精细加工工序,前道必须先经过机械粉碎使物料细也达到40~80目以下,才能进行超细粉碎,它也是目前能达到最细的物理超细加工的方法。由于在该粉碎设备中不含运动部件和运动死角,在用于中草药和药品的粉碎中,容易达到易于清洗消的要求。在承担了国家九·五攻关项目“符合GMP的超细粉碎技术及设备”的某础上,华东理上大学利用已有的洁净超细粉碎试验室的条件,继续从事中草药,保健品等的研究,已在实验室进行了100多种中草药的超细粉碎试验,并已对外超细加工了成吨的中草药单方或复方,取得较好的经济效益。拥有自己的专利,实现了自主知识产权的中草药超细粉碎市场上现有不少超细类的保健食品,就是出自于该实验室。3 在中草药粉碎中的应用3.l在超细粉碎中,大部分是以撞击、细磨为主,而剪力粉碎的研究仍在继续。对大部分中草药中的植物纤维的粉碎要以剪切粉碎为主,这样才能极大地提高粉碎效率。在机械式粉碎中,物料粉碎过程中有少量剪切力的作用。在气流粉碎中,实现剪切力的粉碎也有这种可能。目前这种研究仍在继续,以便好、高效地对纤维素类进行粉碎,如:蚕丝、头发以及一些草药。3.2设备的GMP标准化的工作尚在起步阶段,目前数中草药粉碎设备是直接选用现有的超细粉碎设备来替代。至于如何防止粉碎过程中的交叉污染,如何实现清、洗、消以及自动化控制等等,都在研究之中。3.3根据超细粉碎特点,在中药进行超细时,受影响的因素较多。除了品种不一样外,还有水份、原粒度分布、粉碎环境等诸多因素。因此,到目前为止,要用同一台设备、同粉碎工艺实现同一细度(指0.1~5um以下)的超细粉碎,还有一定难度。只能根据具体药品,针对具体要求来进行超细加工。因此,需要进行大量试验和粉碎参数调节,这是超细粉碎设备的使用厂家要引起注意的地方。4 中草药超细粉碎后的作用中草药超细后作用,是近一、二年来争论得较多的课题。从材料学的观点,颗粒越细,在表面的分子数就越多,颗粒的表面活性能也就越大,可以从物理的角度提高了中草药的药性作用:在另一方面,颗粒越细,也就越容易被人体吸收,就可以最大限度地消除因吸收的差异而引起的人体对药效的反应。所以,研究材料学的工作者更热心于进行超细中药的研究。目前已有出现了纳米中药研究的报道,还申请了国家专利。4.l超细后对药效的影响山东医药工业研究所对原生药材和中成药复方经超细粉碎后和一般粉碎的药效学进行了试验;以该研究所生产的诚年月泰用于妇科痛经及人工流产的外用贴脐剂,采用超微粉碎技术和传统粉碎技术处理的二种样品,通过小白鼠给药作对比性试验,结果表明在相同剂量的情况下,血糖浓度的变化经超细粉碎要比传统粉碎的药剂作用提高近一倍;而经超细粉碎的小剂量组和传统工艺的大剂量组血糖浓度变化相当。另一个试验采用桂附地黄,经超细加工和传统加工应用小白鼠进行对比试验。试验表明,两者之间存在着明显差别,若剂量相同,则前者的药效学作用更加明显,河南大学和华东理工大学等对蒲公英超微粉碎后成份的溶出特性进行研究,其结果为:蒲公英经超细粉碎后.其薄层色谱明显变化,说明蒲公英细胞内各类成份的存在方式发生了改变;其次,蒲公英中的代表成份咖啡酸可快速在甲醇及水中溶出,说明经超细粉碎后该类成份极易提取。华东理工大学在进行一种消除疲劳的天然保健品试制中,为了达到迅速消除疲劳提神醒脑,精力充沛的目的,生产厂家希望超细粉碎到该保健品中大部分成份能直接由口腔粘膜吸收。经过反复试验,调节各种粉碎工艺最终该保健品的超细加工到1um以下,最细的粒径已几乎达到纳米颗粒。经厂家多次试验,认为已基本达到了能通过口腔粘膜吸收大部分有效成份的目的。4.2减少因人体吸收差异而形成的药效的差异人体对药物的吸收是有一定的差异的。有的吸收得好,药效见效快,有的人则不然,吸收得慢,见效慢。除了排除因对症卜药引起的差异外,人体对某种药物吸收的高低也有很大的影响。中药的重要药效成份通常分布于细胞内与细胞间质,且以细胞内为主。当细胞被粉碎破壁后,有效成份充分暴露出来,所以药效能大幅度提高,而且起效快,易吸收。经过超细粉碎后的中草药,尤其是价格昂贵的健身补品,能最大限度地满足人体吸收的功能,从而也就在一定程度上克服了因人体对药物吸收所引起的差异。例如:珍珠粉,主要成份是碳酸钙和氨基酸。在粉碎到10um时,珍珠粉还基本是粉状。当粉碎到1-2um时珍珠粉流动性很差,能明显地闻到氨基酸的味道,此时的珍珠粉,可以被人体直接吸收。在中医药的临床上,中药还可以用煎熬来服汤药。汤药的煎熬已是沿袭了几百年。在超细中草药技术问世后,一些医务工作者和学者正在进行这样的试验:用超细粉碎过的各味中草药按原方复配后来替代汤药的煎取,目前已取得的进展是:(1)大约仅需1/5~1/10左右的超细药剂是能和原汤药的相应剂量的药效相问。(2)病人服用较方便,尤其村一些晚期肿瘤或其它病例。当病人胃口相当不好时,一碗汤药和一小包药粉相比较,病人更愿意接受后者。也有这样的设想:经过超细粉碎后的中草药复方小经过煎熬,而直接制备成象袋泡茶那样,可以用开水泡服,这样可减少病人不少麻烦。由于经过超细粉碎的中药能更多地保留原中药材的各种成份,生物活性也明显会高出许多。若此研究成功,将对中药服用的改进起到一定的作用。5 对中草药超细加工发展的几点意见5.1中药超细化后药效性的研究刚刚开始,还需进一步加大研究力度。由于中药它既具有一定药性,同时又具有一定的毒性。当超细粉碎后,它药性得到充分展示时,其毒性如何,目前尚未见该方面的报道,还要进一步研究。5.2 目前进行中药超细研究的科研单位或科研人员大多是具有较好的超细粉碎或超细颗粒的制备的基础,将超细粉碎的技术直接移植到中药的超细加工中,但要符合中药的加工特点,尤其是符合GMP的超细加工特点,还有许多工作要做。政府主管部门也应在适当的时候,将中药的超细加工技术及工艺设备的管理纳入象其它制药设备一样的专业化管理。5.3为了促进中药的现代化,超细加工是中药加工现代化的重要内容之一。中药也应借鉴我国合成药发展的经验,从原料药向制剂药的转化。重视中药的加工特点,尽量减少原生约材的出口,使我国上千年中药处方的民族文化和现代化的超细加工方式有机地结合起来,使我国的中药早日走向世界。(华东理工大学葛晓陵)