浅谈中药粉体应用历史与技术
2020-12-18 17:41:31
随着现代社会的快速发展，传统中药散剂、中药饮片由于临床疗效不明显、煎煮麻烦、服用不方便等缺点，已经无法适应现代人越来越快的生活节奏与临床应用需求。但随着粉体加工技术的引进和发展，这些弊端均得到了极大的改善，中药粉体也因此迅速在现代中医药领域中大放异彩。为了方便大家更加透彻地了解中药粉体及其应用，下面为大家简单地介绍一下中药粉体的应用历史及技术。
图1 中药粉体
一、中药粉体的入药历史
中药粉体是以细微粒子状态存在的中药生药粉、中药浸膏粉或中药固体制剂，按颗粒大小可分为普通粉体、微米粉体和纳米粉体。
由于中药制成粉体之后，具有了方便携带、节约药材、有效成分溶出快等优势，因此中药粉体入药自古以来就是中医药领域中的一种重要使用方式，数千年来，中药粉体的入药方式多经演变，为保障国民健康做出了巨大奉献。
1、中药生药粉的演变
中药生药粉即植物类、动物类和矿物类中药经粉碎后所得的粉体。以中药生药全粉入药的剂型有散剂、中药颗粒饮片和超微中药等。
①中药散剂
散剂指一种或多种药材混合制成的粉末状制剂，分为外用散剂和内服散剂，内服散剂又分为和服散、煮散。最早关于散剂的记载可以在《五十二病方》查阅到，该书约为公元前3世纪末战国时代的抄本，是我国最早的一部方书。东汉末年，张仲景所著的《伤寒杂病论》，记载散剂达50余方，由此可见散剂在汉代应用已十分广泛。而到2010 版《中国药典》收载以研粉或研末内服的饮片有22种，其成方制剂中用生粉直接入药的饮片有671种。
图2 散剂
②中药颗粒饮片
20世纪70年代末，日本首先将中药传统饮片改革成生药的“颗粒剂型”推向市场，即将原中药材洗净除去杂质后，经干燥、粉碎、灭菌，制成一定粒径的颗粒和粗末，按不同规格包装，作为调配汤剂的原料。随后新加坡、台湾也相继制成并广泛使用，有取代饮片的趋势，但因为其存在一些资源浪费、技术上的难题，在大陆未能得到推广应用。
③微米中药和纳米中药
20世纪90年代中后期之后，超微粉碎技术广泛的应用于中药，它是在遵循中医药理论的前提下，结合中药物料的特点，采用现代粉体技术，将中药材、中药提取物及中药制剂微粉化。该技术可以提高中药制剂的均匀性，改善中药制剂的批间稳定性，加快中药活性成分的溶出、提高溶出率，使吸收速度和程度增大，而通过该技术研制的中药超微制剂如微米中药、纳米中药等已经引起科技和中医药界的广泛关注。
微米中药在国内主要使用的有口服给药的超微饮片和破壁饮片。
中药超微饮片是指采用超微粉体技术将中药饮片粉碎成1～75μm超微粉，再用现代制粒技术制成的颗粒型饮片。
中药破壁饮片是通过现代粉碎技术将传统中药饮片加工至D90＜45μm( 300目以上)的粉体，不添加成型剂制成的30～100目的干燥颗粒状饮片，其优点是保留了原中药饮片的全成分。
纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径＜100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。纳米中药具有提高中药的生物利用度、增强靶向性、缓释功能、增强原有功效和增加新的功效的作用。
图3 中智医药推出的西洋参破壁饮片
2、中药浸膏粉的演变
中药浸膏粉是中药组方经提取、纯化、浓缩、干燥等工艺后的产物，目前中药固体制剂领域已基本实现了以中药浸膏粉为中间体进行制剂成型工艺投料。
中药浸膏粉包括单味中药浸膏粉和复方中药浸膏粉，如颗粒剂、片剂等大部分是属于复方中药浸膏粉。而单味中药浸膏粉又以配方颗粒为代表。配方颗粒即由原动、植物药材经炮制加工成饮片，再根据药物不同性能，采用不同的现代提取方法提取，再经浓缩、干燥、制粒而成，每味颗粒作为传统饮片的替代品。
日本自20世纪80年代起开始发展汉方颗粒，如今已有汉方颗粒单方及复方各200种，汉方颗粒成为汉方药厂的主要产品，随后韩国和台湾也开始大力发展并推广配方颗粒。而内地则于90年代开始对传统中药饮片进行改革，研制出了中药配方颗粒并于2001年将其纳入中药饮片管理范畴。
但中药浸膏粉大多表现出流动性差、吸湿性强、黏性大、易产生静电吸附等不良物理性质，这不仅影响各种固体制剂的成型与生产，还会直接影响中药制剂的品质。因此，中药浸膏粉现已成为目前中药粉体物理性质表征和改性技术的研究重点。
图4 中药配方颗粒调配柜
二、物理性质对中药粉体的影响
中药粉体的物理性质包括：粒度、堆密度、流动性、吸湿性、润湿性、水分含量、水分活度，每一种物理性质都会影响到中药粉体的质量，进而影响中药制剂的好坏。
1、粒度
中药粉体的粒度是决定粉体其他性质的最基本性质，是与中药制剂加工和质量密切相关的形状参数。粒径越小，比表面积越大，流动性减小，吸湿性增大。显微颗粒图象分析法与干粉激光粒度仪相结合的方法，可以较准确地测定出中药微粉的粒度。
图5 丹东百特激光图像粒度粒形分析仪
2、堆密度
堆密度亦称松密度，除决定于粉体本身的密度外，还与粒子大小和形态有关。堆密度不仅会影响混合均匀度以及固体制剂分剂量的准确性，还会影响片剂的压片过程。堆密度常采用量筒法测定。
3、流动性
粉体的流动性与粒子大小及分布、粒子形态、粒子间相互作用等有关，一般粒径大、形态规则且表面光滑的粉体有较好的流动性。流动性差的中药粉体在制剂过程中存在引湿性、高黏性、含量不均一性、贮藏不稳定性等诸多问题。表征粉体流动性主要有休止角法、质量流率法、Carr指数法和Jenike法。
4、吸湿性
中药浸膏粉的吸湿性是长期困扰中药制剂生产的主要问题，中药浸膏粉吸潮后变软、结块，流动性变差，给生产和贮藏带来困难并影响中药制剂的质量和疗效。常用临界相对湿度、吸湿率、吸湿时间曲线、吸湿等温曲线作为表征。
5、水分含量
中药里的水分含量太大，将导致中药的霉变，不易保存，而水分太少，将影响成型。中药粉体的水分检测有及费休氏法、烘干法、减压干燥法、甲苯法。费休氏法和甲苯法需要试剂消耗且操作较为繁琐，传统的烘干法和减压干燥法费时费力且对化验人员有较高的要求，因此也可选用快速水分仪，快速测出准确的水分含量数据。
图6 冠亚水分仪
6、水分活度
水分活度是指系统中水分存在的状态，即水分的结合程度（游离程度）。水分活度的数据可用于预测新产品的潜在风险（货架期），帮助生产商评估何种成分相对安全，哪种物质必须在随后的工艺中小心处理，也能反应微生物的生存环境以及对酶活性、脂类氧化反应、非酶反应、营养流失等产生的不同程度影响。中药粉体的水分活度可选用水分活度仪来进行测量。
三、中药粉体改性技术
中药粉体的理化性质复杂，常以无定形粉末的形式存在。如上文所说，大多表现出流动性差、吸湿性强、黏性大、润湿性差等不良物理特性，影响中药制剂的生产过程和疗效，于是中药粉体改性技术便应运而生，它对于实现中药制剂的质量控制标准化和剂型现代化，提高中药制剂水平具有非常重要的意义。
粉体改性是指用物理、化学方法对粉体粒子进行处理，有目的地改变粉体物理化学性质，如表面原子层结构和官能团、表面疏水性或亲水性、电性、化学吸附和反应特性等，能提高粉体的应用性。
目前，用于粉体改性的方法主要有：超微粉碎技术、粉体表面物理改性技术、粉体机械力化学改性技术和粒子设计技术等。
图7 中药粉体改性过程
1、超微粉碎技术
超微粉碎技术是把普通粉体中大多数完整细胞粉碎成细胞级粉体，经粉碎后物料细胞
内容物可直接接触溶剂，有效成分直接溶出后被机体吸收。且经超微粉碎后的物料的流动性、吸湿性等性质发生明显改变，对制剂的成型和体内外性质产生显著影响。
2、粉体表面物理改性
粉体表面物理改性是指采用喷雾干燥、流化床、机械混合等技术对药物粉体表面进行微囊化、表面球形化、粒子复合处理等修饰加工，使粉体的表面物理性质如形貌、表面电势、表面吸附、表面吸湿性等发生变化，有目的地改变药物粉体的不良物理特性，满足后续制剂成型工艺及制剂质量要求的需要。
3、机械化学改性
机械化学改性是指利用冲击、研磨等机械力作用有目的地对粉体表面进行激活，并与提取物（颗粒）高效紧密附着而改变提取物（颗粒）表面性质，从而达到粉体表面改性的目的。有研究显示，中药粉体经过表面改性后还可有效改善其不良嗅味、增加挥发性成分的稳定性以及减小药材有效部位的刺激性。
4、中药粒子设计技术
中药粒子设计技术是在不外加物质、不改变物质基础的前提下，充分利用药物粉体的物理化学性质，按照一定的结构模型，在微观层面对组方粉体进行精密的分散与重组，构建分散均匀、质量稳定的重组粒子。该粒子包含了处方药物的全部成分，克服了粉体易聚集、易吸潮、色泽不均、口感气味差、挥发性成分易散失等问题。
四、结语
随着粉体技术在中药粉体领域的不断发展，必然会给现代中药的发展带来更多新的契机，相信中药产业在未来必将成为我国国民经济中的一个新的增长点。
冠亚水分仪供稿
参考文献
1.潘亚平,张振海,蒋艳荣,贾晓斌.中药粉体改性技术的研究进展[J].中国中药杂志.2013.38(22):3808-3811.
2.杨泽锐,彭丽华,邓雯,成金乐.中药粉体的发展历史概述[J].安徽农业科学.2016,44(12):141-143.