熱熔機技術及應用

 背景: 雙螺桿擠出最早在19世紀中葉在塑料工業(yè)中引入，用于生產(chǎn)塑料袋、片材和管線。經(jīng)過多次改進，特殊設計和設備質(zhì)量提升，現(xiàn)在廣泛用于制藥領域。

 熱熔擠出HME是一種工藝，其中原材料被引入具有旋轉(zhuǎn)螺桿的擠出機中。在混合材料過程中，會產(chǎn)生兩種力：一種是熱力，另一種是剪切力。在這兩種力的作用下，藥物和其他輔料被熔化并均勻混合，以達到產(chǎn)品質(zhì)量要求。這種熔融物質(zhì)隨后通過下游輔助設備進一步加工，以實現(xiàn)產(chǎn)品的所需形狀和劑型。

  在20世紀30年代，意大利發(fā)明了雙螺桿擠出機。兩個攪拌器位于平行軸上，具有同向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的螺桿，即螺桿以相同方向和不同方向旋轉(zhuǎn)。這種螺桿有兩種類型，即嚙合和非嚙合螺桿。軸之間的間隙與螺桿的直徑相似，被稱為非嚙合螺桿。相比之下，嚙合螺桿的軸之間中心線的間隙遠小于螺桿的直徑。與單螺桿擠出機相比，嚙合型雙螺桿擠出機在均勻的固體系統(tǒng)中提供了更好的混合，促進了活性藥物成分（API）與其他輔料均勻分散。雙螺桿擠出機具有一些顯著特點，如自潔能力、較短的滯留時間和低熱量。由于可以從機筒中排空材料，減少了浪費，因此在API成本較高時非常有益。螺桿擠出機的型號尺寸從十幾毫米到百毫米不等，螺桿長度與其外徑的比例為20到40:1，其中40 L/D是最常見的。螺桿構型是熱熔擠出機工藝的重要因素，用于考慮輸送和混合能力。單獨的傳輸螺桿不能有效的混合API，但在混合螺桿/捏合塊的共同作用下，可以獲得材料的有效混合。

雖然熱熔擠出是一臺機器一個工藝步驟，但是該過程可劃分為子過程：

1 材料通過料斗喂料到擠出機

2 材料的傳輸，混合和加壓

3 通過模具擠出

4 將擠出材料輸送到下游工序

 熱熔擠出過程可以使得藥物和載體達到良好的相容性，從而形成固體溶液。

熱熔擠出機最新制藥應用

1.熱熔擠出配合3D打印。

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。

3.共擠出工藝。它常用于雙層或多層結構給藥系統(tǒng)的制備。通過HME可以實現(xiàn)兩種不相容的活性成分或具有外層保護內(nèi)層的釋放機制的變化。

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。

5.半固體藥物遞送系統(tǒng)。

6.微膠囊技術。

7.自乳化藥物輸送系統(tǒng)（SMEDDS）。

8.納米技術。

9.共晶技術。

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