采用超临界流体辅助喷雾制备微粒的设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种超临界流体辅助喷雾制造微粒的设备，由二氧化碳钢瓶、冷却水槽、阀门、柱塞泵、加热器、气液混合室、压力监控、加热套、阀门、喷嘴基座、干燥箱、阀门、恒流泵、溶剂储液罐、加热套、旋风分离器、收集罐、抽气机、空气加热器、超临界二氧化碳储罐、空气过滤器和喷嘴组成。本实用新型专利技术设计合理，成本低，采用气液混合室与喷嘴的一体化保温设计，可减少二氧化碳与溶剂的混合液喷出时引起的喷嘴降温，可保证喷雾的顺利进行，并减少因温度波动而引起的粒子大小变化，可连续、高效、方便地制备与收集微粒，适合于工业化的连续生产。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属药物制剂的制造设备，主要涉及制造一种采用超临界流体辅助喷 雾制造微粒的设备。
技术介绍
微粒化技术一直是药物制剂领域的一种重要的工艺过程。经微粒化后的药 物可极大地增加药物的比表面积，提高药物在体液中的溶出度，从而显著提高药物的生物利用度，减少个体差异，降低毒副作用；将药物包裹于载体材料中 制成的载药微粒，根据所使用材料的性质具有控制药物释放优点；而一些粒径 小于1微米的亚微粒子还促进药物吸收与靶向给药等多种功能。同时，具有适 宜大小的药物微粒也是一些制剂形式的基本要素，例如呼吸道给药的吸入制 剂，当其用于产生全身性治疗作用时，药物必须能够达到呼吸道的深部，即肺 泡的部位，受到呼吸道生理结构的影响，只有粒径在1~6微米的粒子能够有效 地达到并停留于肺泡部位。制备微细粒子的方法目前普遍使用的有粉碎法、高 压乳匀法、微乳化法和溶剂扩散法等，这些方法在制备微粒时尚存在制备周期 长、工艺过程复杂、粒子的粒度分布不均匀和制备过程中药物稳定性下降等缺 点。用超临界流体制备微细颗粒和结晶是近十几年来国际上积极开发的引人 注目的新技术。与传统的粉碎及结晶技术相比,使用超临界流体可避免大量使用 有机溶剂及由此而造成的环境污染和除去产品中残留有机溶剂的繁琐步骤,并 可用于热敏感、结构不稳定及易失活变性的蛋白质、多肽类药物，因此近年来 受到人们的广泛关注。以超临界流体技术为基础的微粒化技术大致上可将其分 为4类(1)超临界溶液快速膨胀法；(2)气体饱和溶液沉析技术；(3)超临 界流体抗溶剂沉淀(结晶)法；(4)超临界流体辅助雾化法。其中超临界溶液 快速膨胀法要求使用的药物或载体材料能够溶解于超临界流体中，气体饱和溶 液沉析技术为将超临界流体溶解于熔融的药物液体中，这两种方法在应用时均 受到药物本身理化性质与稳定性的限制；而超临界流体抗溶剂沉淀(结晶)法 周期较长、制备量小，无法满足工业化连续生产的要求。超临界流体辅助雾化 法是将超临界流体溶解或乳化于药物溶液中，在混合液喷出后，在超临界流体膨胀作用下形成微细的液滴，液滴在经干燥得到微粒；其超临界流体与药物溶 液的混合可采用饱和器或微型三通的方式。该制备方法目前主要应用与实验研 究，对于连续制备条件下，粒子的收集与溶剂的排除尚缺乏有效的手段，而其 应用也主要在于药物微粒的制备，并未对含载体的载药微粒有深入的研究。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供超临界流体辅助喷雾制造微粒设备，由二氧 化碳钢瓶l、冷却水槽2、阀门3、柱塞泵4、加热器5、气液混合室6、压力 监控7、加热套8、阀门9、喷嘴基座IO、干燥箱ll、阀门12、恒流泵13、溶 剂储液罐14、加热套15、旋风分离器16、收集罐17、抽气机18、空气加热器 19、超临界二氧化碳储罐20、空气过滤器21和喷嘴22组成。二氧化碳钢瓶l、阀门3、超临界二氧化碳储罐20、柱塞泵4、气液混合 室6之间通过管道以螺纹联接，超临界二氧化碳储罐20置于冷却水槽2内， 柱塞泵4和气液混合室6之间的中间的部分管道置于加热器5内(加热器可采 用水浴加热的形式)，通过加热器对管道内的超临界二氧化碳加温，气液混合 室6、阀门9和喷嘴基座10之间采用焊接联接，加热套8包裹于气液混合室6、 阀门9和喷嘴基座IO外周，以电加热的形式控温；以螺纹联接的方式将气液 混合室6、阀门9和喷嘴基座10连接置于干燥箱11的顶部；溶剂储液罐14、 恒流泵13和气液混合室6之间通过管道以螺纹联接，加热套15包裹于溶剂储 液罐14外周，以电加热的形式控温，空气过滤器21采用高效过滤器(HEPA)、 空气加热器19和干燥箱11之间通过管道以螺纹联接，利用空气加热器19电 加热对引入的空气加热，并输送至干燥箱11内，也可将高纯氮直接与空气加 热器19联接，用高纯氮气代替洁净空气，干燥箱11的底部、旋风分离器16 与抽气机17通过管道以螺纹联接，收集罐17通过螺纹与旋风分离器16联接， 设备中的阀门采用旋塞阀。喷嘴(22)的直径在0.08 1.0mm之间， 一端通过 螺纹与喷嘴基座(10)活动连接，另一端设有喷射气液混合物的小孔。本技术的应用通过以下方式实现首先开启抽气机，引入空气或氮气， 经过滤与加热形成洁净的热空气(氮气)，进入干燥箱。液体二氧化碳经冷却 后，通过柱塞泵升压，经加热后送入预热至40 9(TC的气液混合室；药物(或 药物与载体)的溶液在储罐中经加热器加热后，通过恒流泵输送进入气液混合 室。溶剂与超临界二氧化碳在气液混合室中混合均匀，从压力监控上观察气液 混合室中的压力达到二氧化碳的临界压力以上时，打开阀门，气液混合物通过 喷嘴喷入干燥箱，在干燥箱中热气流的作用下，溶剂与二氧化碳挥发、药物(或4药物与载体)以微粒形式析出，粒子随气流运动至旋风分离器，产生气固分离， 粒子落入收集罐中。汽化的溶剂与二氧化碳通过抽气机排出。药物(或药物与 载体)溶液的流速与超临界流体的流速比为1: 0.5~1: 5。通过溶剂中药物或载体材料的浓度、超临界二氧化碳的泵入速度、气液混 合室的压力与喷嘴孔径的大小可对形成粒子的大小进行调节。采用气液混合室与喷嘴的一体化的保温设计，可减少二氧化碳与溶剂的混 合液喷出时引起的喷嘴降温，可保证喷雾的顺利进行，并减少因温度波动而引 起的粒子大小变化。本技术的创新之处在于将超临界流体辅助喷雾制粒的装置与特殊设 计的干燥收集装置相连接，可连续、高效、方便地制备与收集微粒，适合于工 业化的连续生产。附图说明图1是超临界流体辅助喷雾制造微粒设备的剖面图。图2是制备液浓度对药物粒径的影响。图3是二氧化碳流速对硬脂酸微粒粒径的影响。图4是喷嘴孔径对载药微粒粒径的影响。具体实施方式本技术结合附图和具体实施例作进一步的说明。 实施例1:超临界流体辅助喷雾制造微粒设备参见图1，超临界流体辅助喷雾制造微粒设备由二氧化碳储罐1、冷却水 槽2、阀门3、柱塞泵4、加热器5、气液混合室6、压力监控7、加热套8、阀 门9、喷嘴基座IO、干燥箱ll、阀门12、恒流泵13、溶剂储液罐14、加热套 15、旋风分离器16、收集罐17、抽气机18、空气加热器19、超临界二氧化碳 储罐20、空气过滤器21和喷嘴22组成。二氧化碳钢瓶l、阀门3、超临界二氧化碳储罐20、柱塞泵4、气液混合 室6之间通过管道以螺纹联接，将超临界二氧化碳储罐20置于冷却水槽2内， 柱塞泵4和气液混合室6之间的部分管道置于加热器5内(加热器可采用水浴 加热的形式)，通过加热器对管道内的超临界二氧化碳加温，气液混合室6、阀 门9和喷嘴基座10之间采用焊接联接，加热套8包裹于气液混合室6、阀门9 和喷嘴基座10外周，以电加热的形式控温；通过喷嘴外周的螺纹，以螺纹联 接的方式，将气液混合室6、阀门9和喷嘴10连接置于干燥箱11的顶部；溶 剂储液罐14、恒流泵13和气液混合室6之间通过管道以螺纹联接，加热套15包裹于溶剂储液罐14外周，以电加热的形式控温，空气过滤器21采用高效过 滤器(HEPA)、空气加热器19和干燥箱11之间通过管道以螺纹联接，禾lj用空 气加热器19电加热对引入的空气加热，并输送至干燥箱内，也可将高纯氮直 接与空气加热器联接，用高纯氮气代替洁净空气，干燥箱1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界流体辅助喷雾制备微粒的设备，其特征是：由二氧化碳钢瓶（１）、冷却水槽（２）、阀门（３）、柱塞泵（４）、加热器（５）、气液混合室（６）、压力监控（７）、加热套（８）、阀门（９）、喷嘴基座（１０）、干燥箱（１１）、阀门（１２）、恒流泵（１３）、溶剂储液罐（１４）、加热套（１５）、旋风分离器（１６）、收集罐（１７）、抽气机（１８）、空气加热器（１９）、超临界二氧化碳储罐（２０）、空气过滤器（２１）和喷嘴（２２）构成，其中二氧化碳钢瓶（１）、阀门（３）、超临界二氧化碳储罐（２０）、柱塞泵（４）、气液混合室（６）之间通过管道以螺纹连接，超临界二氧化碳储罐（２０）置于冷却水槽（２）内，柱塞泵（４）和气液混合室（６）之间的部分管道置于加热器（５）内，气液混合室（６）、阀门（９）和喷嘴基座（１０）之间采用焊接连接，加热套（８）包裹于气液混合室（６）、阀门（９）和喷嘴基座（１０）外周，以螺纹连接的方式将气液混合室（６）、阀门９和喷嘴基座（１０）连接置于干燥箱（１１）的顶部，溶剂储液罐（１４）、恒流泵（１３）和气液混合室（６）之间通过管道以螺纹连接，加热套（１５）包裹于溶剂储液罐（１４）外周，空气过滤器（２１）、空气加热器（１９）和干燥箱（１１）之间通过管道以螺纹连接，干燥箱（１１）的底部、旋风分离器（１６）与抽气机（１７）通过管道以螺纹连接，收集罐（１７）通过螺纹与旋风分离器（１６）连接，喷嘴（２２）一端通过螺纹与喷嘴基座（１０）活动连接，另一端设有喷射气液混合物的小孔。...

【技术特征摘要】
1. 一种超临界流体辅助喷雾制备微粒的设备，其特征是由二氧化碳钢瓶(1)、冷却水槽(2)、阀门(3)、柱塞泵(4)、加热器(5)、气液混合室(6)、压力监控(7)、加热套(8)、阀门(9)、喷嘴基座(10)、干燥箱(11)、阀门(12)、恒流泵(13)、溶剂储液罐(14)、加热套(15)、旋风分离器(16)、收集罐(17)、抽气机(18)、空气加热器(19)、超临界二氧化碳储罐(20)、空气过滤器(21)和喷嘴(22)构成，其中二氧化碳钢瓶(1)、阀门(3)、超临界二氧化碳储罐(20)、柱塞泵(4)、气液混合室(6)之间通过管道以螺纹连接，超临界二氧化碳储罐(20)置于冷却水槽(2)内，柱塞泵(4)和气液混合室(6)之间的部分管道置于加热器(5)内，气液混合室(6)、阀门(9)和喷嘴基座(10)之间采用焊接连接，加热套(8)包裹于气液混合室(6)、阀门(9)和喷嘴基座(10)外周，以螺纹连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡富强，袁弘，杜永忠，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]