药物制剂课件-乳化技术.ppt.ppt
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- 药物制剂 课件 乳化 技术 ppt
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1、乳乳 化化 技技 术术 乳乳 剂剂普普 通通 乳乳复复 乳乳亚亚 微微 乳乳微微 乳乳第一节第一节 乳化技术在新剂型中的应用特点和进展乳化技术在新剂型中的应用特点和进展应用乳化技术制成乳剂作为药物载体的优点:应用乳化技术制成乳剂作为药物载体的优点:1. 水与油可以广泛比例混合,分剂量准确水与油可以广泛比例混合,分剂量准确2. 可控制乳剂的粒径及粒径分布,适应临床的不同要求可控制乳剂的粒径及粒径分布,适应临床的不同要求3. 难溶性药物可溶于油相中,油滴中的药物可减少水解,难溶性药物可溶于油相中,油滴中的药物可减少水解,增加稳定性增加稳定性4. 可改善药物对粘膜、皮肤的渗透性并减少对组织的刺可改善
2、药物对粘膜、皮肤的渗透性并减少对组织的刺激性激性5. 可增加药物吸收,提高生物利用度,减少剂量,降低可增加药物吸收,提高生物利用度,减少剂量,降低毒副作用毒副作用6. 可使药物缓释、控释、延长药效可使药物缓释、控释、延长药效7. 可使药物具有靶向性,提高靶部位浓度,并具有淋巴可使药物具有靶向性,提高靶部位浓度,并具有淋巴亲和性亲和性普普 通通 乳乳复复 乳乳亚亚 微微 乳乳微微 乳乳微粒毫微粒制备过程的乳化技术微粒毫微粒制备过程的乳化技术第二节第二节 乳化作用乳化作用一、乳化理论一、乳化理论乳化作用:乳化剂促进两种互不相溶的液相形成乳化作用:乳化剂促进两种互不相溶的液相形成乳剂的效应。乳剂的效
3、应。(一)普通乳(一)普通乳单层膜理论单层膜理论高分子膜理论高分子膜理论复合凝聚膜理论复合凝聚膜理论固体微粒膜理论固体微粒膜理论液晶相膜理论液晶相膜理论单层膜理论单层膜理论表面活性剂作乳化剂时往往在油、水界面形成单层表面活性剂作乳化剂时往往在油、水界面形成单层膜(膜(monolayer film),),并明显地降低界面张力或界并明显地降低界面张力或界面能,有时可将界面能降低至无乳化剂的面能,有时可将界面能降低至无乳化剂的1/60,从,从而使系统的稳定性大为提高;而使系统的稳定性大为提高;形成的单层膜在乳滴周围起机械性的保护作用,膜形成的单层膜在乳滴周围起机械性的保护作用,膜上有电荷时又有电的斥
4、力,阻止乳滴的聚集合并使上有电荷时又有电的斥力,阻止乳滴的聚集合并使乳剂稳定。乳剂稳定。HLB值值乳化剂分子中亲水基团和亲油基团所起作用的相对强乳化剂分子中亲水基团和亲油基团所起作用的相对强弱可用弱可用HLB值来表示值来表示HLB值是一种相对值,高的亲水性强,低的亲油性强值是一种相对值,高的亲水性强,低的亲油性强将完全无亲水基的石蜡的将完全无亲水基的石蜡的HLB值定为零,将亲水性很值定为零,将亲水性很强的聚乙二醇的强的聚乙二醇的HLB值定为值定为20表面活性剂的表面活性剂的HLB值大小不同,可形成值大小不同,可形成O/W或或W/O型型乳剂乳剂高分子膜理论高分子膜理论天然的亲水高分子化合物在普通
5、乳的油、水界面形成天然的亲水高分子化合物在普通乳的油、水界面形成高分子膜(高分子膜(high-molecular film)其降低界面张力的能力不如小分子的表面活性剂显著其降低界面张力的能力不如小分子的表面活性剂显著一般形成一般形成O/W型普通乳型普通乳这类乳化剂对乳剂的稳定作用主要不是来自界面能的这类乳化剂对乳剂的稳定作用主要不是来自界面能的降低,而是来自在界面上形成的结实的高分子膜可阻降低,而是来自在界面上形成的结实的高分子膜可阻止乳滴的聚集合并。止乳滴的聚集合并。复合凝聚膜理论复合凝聚膜理论使用混合型乳化剂不仅可以调节使用混合型乳化剂不仅可以调节HLB值,也可形成值,也可形成更结实的复合
6、凝聚膜(更结实的复合凝聚膜(complex condensed film)由两种或两种以上的乳化剂组成的密集的界面膜,由两种或两种以上的乳化剂组成的密集的界面膜,这两种乳化剂可以分别处于界面的两边这两种乳化剂可以分别处于界面的两边(a),也可混也可混合组成界面膜合组成界面膜(b)固体微粒膜理论固体微粒膜理论固体粉末可作为乳化剂,形成固体微粒膜固体粉末可作为乳化剂,形成固体微粒膜条件:条件:固体微粒为细粉(设想为球形),重力很小,不会破坏固体微粒为细粉(设想为球形),重力很小,不会破坏它在界面的平衡,且液它在界面的平衡,且液/液界面与固液界面与固/液界面可形成稳定液界面可形成稳定的接触角的接触角
7、cosABASBS 表示界面张力,脚标表示界面张力,脚标ABS分别表示两液相及固体微粒三分别表示两液相及固体微粒三相,相,表示从表示从A相(较易润湿固体微粒的液相,微粒大部相(较易润湿固体微粒的液相,微粒大部分处在该相中)中测量的两液相界面与固分处在该相中)中测量的两液相界面与固/液界面间的夹液界面间的夹角(角(0.74)的乳剂中,常可观察到复)的乳剂中,常可观察到复乳的存在乳的存在普通乳发生相转变(如普通乳发生相转变(如O/W型转变为型转变为W/O型)的过渡型)的过渡阶段,也可能产生复乳阶段,也可能产生复乳一般的复乳除分为一般的复乳除分为W/O/W型和型和O/W/O型外,型外, W/O/W型
8、型复乳又可分为复乳又可分为3种类型:种类型:A型:型:油滴中基本上只含有一个较大的水珠,这种油油滴中基本上只含有一个较大的水珠,这种油滴较小;滴较小;B型:型:油滴基本上都含数目不太多的微水珠(油滴基本上都含数目不太多的微水珠( Tween60 Tween40 Tween80聚氧乙烯脂肪醇醚类聚氧乙烯脂肪醇醚类聚氧乙烯蓖麻油缩合物,商品名聚氧乙烯蓖麻油缩合物,商品名Cremophor EL,为为亮黄色的油状液体,其毒性低,亮黄色的油状液体,其毒性低,HLB值值1214,水中,水中的溶解度随温度的升高而减小的溶解度随温度的升高而减小聚氧乙烯氢化蓖麻油缩合物,商品名聚氧乙烯氢化蓖麻油缩合物,商品名
9、Cremophor RH平平加(平平加(Paregal O),),通式为通式为RO(CH2OCH2)nH,非非离子型离子型O/W型乳化剂,为白色膏状物,易溶于水,有型乳化剂,为白色膏状物,易溶于水,有良好的乳化、分散性能。性质稳定,耐酸、碱、热、良好的乳化、分散性能。性质稳定,耐酸、碱、热、硬水、金属盐。其用量一般为油相重量的硬水、金属盐。其用量一般为油相重量的510(一般搅拌)或(一般搅拌)或25(高速搅拌),不宜与某些(高速搅拌),不宜与某些羟基酸或羧酸类药物配伍羟基酸或羧酸类药物配伍烷基酚聚氧乙烯醚类烷基酚聚氧乙烯醚类通式为通式为R-Ph-O(CH2OCH2)nH,常用的是壬烷基酚常用的
10、是壬烷基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯醚(OP),),为黄色膏状物,易溶于水,为黄色膏状物,易溶于水,乳化力强,用量一般为油相重量的乳化力强,用量一般为油相重量的210,耐,耐酸、碱、盐类、还原剂和氧化剂等,但水溶液中酸、碱、盐类、还原剂和氧化剂等,但水溶液中有大量金属离子时其表面活性降低。有大量金属离子时其表面活性降低。聚氧乙烯聚氧丙稀共聚物聚氧乙烯聚氧丙稀共聚物此类共聚物的疏水基位于两个可以变换的亲水基之间,此类共聚物的疏水基位于两个可以变换的亲水基之间,如果分子中聚氧乙烯部分增加,则其水溶性增加,聚如果分子中聚氧乙烯部分增加,则其水溶性增加,聚氧丙稀部分增加,则其水溶性下降。随聚氧乙烯基和氧丙稀
11、部分增加,则其水溶性下降。随聚氧乙烯基和聚氧丙稀基的聚合度的不同,可以为液态、半固态或聚氧丙稀基的聚合度的不同,可以为液态、半固态或固态,分别用字母固态,分别用字母L、P、F表示这三种状态。表示这三种状态。蔗糖脂肪酸酯类蔗糖脂肪酸酯类简称蔗糖酯(简称蔗糖酯(sugar ester,商品名商品名suges)因脂肪酸的含量不同分为两类:因脂肪酸的含量不同分为两类:1) 蔗糖单脂肪酸酯,亲水性较强,可溶于热水,蔗糖单脂肪酸酯,亲水性较强,可溶于热水,HLB值值5-152) 蔗糖双脂肪酸酯或多脂肪酸酯,亲油性较强,蔗糖双脂肪酸酯或多脂肪酸酯,亲油性较强,难溶于水难溶于水HLB值值2-5因脂肪酸的种类不
12、同,有不同的单脂肪酸酯、双脂因脂肪酸的种类不同,有不同的单脂肪酸酯、双脂肪酸酯和多脂肪酸酯,均为白色固体,毒性低,可肪酸酯和多脂肪酸酯,均为白色固体,毒性低,可供静脉注射用,在体内可降解为脂肪酸与糖,可作供静脉注射用,在体内可降解为脂肪酸与糖,可作为为O/W或或W/O型普通乳或复乳的乳化剂。通常与型普通乳或复乳的乳化剂。通常与Span、Tween或单硬脂酸甘油酯等合用。或单硬脂酸甘油酯等合用。硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油酯硬脂酸单甘油酯为乳白色的片状或粉末状腊状固硬脂酸单甘油酯为乳白色的片状或粉末状腊状固体,体,HLB值值3.8,不溶于水,可作为,不溶于水,可作为O/W型或型或W/O型的乳化剂或稳定
13、剂;型的乳化剂或稳定剂;硬脂酸双甘油酯,可制备亚微乳硬脂酸双甘油酯,可制备亚微乳阴离子型乳化剂阴离子型乳化剂常用的有十二烷基硫酸钠(常用的有十二烷基硫酸钠(SDS),),为白色片状或为白色片状或粉状固体,可降低水的表面张力,用于制备内服或粉状固体,可降低水的表面张力,用于制备内服或外用的外用的O/W型乳剂,常用量为型乳剂,常用量为10g/L纤维素衍生物纤维素衍生物属半合成的乳化剂,在界面上的行为与阿拉伯胶或属半合成的乳化剂,在界面上的行为与阿拉伯胶或动物胶相似,但粘弹性不太显著,乳化能力不强,动物胶相似,但粘弹性不太显著,乳化能力不强,常用量为常用量为1015g/L(三)固体乳化剂(三)固体乳
14、化剂分类:分类:I.O/W型固体乳化剂:高岭土、氢氧化铝、膨型固体乳化剂:高岭土、氢氧化铝、膨润土润土II.W/O型固体乳化剂:滑石、硬脂酸镁、甘油型固体乳化剂:滑石、硬脂酸镁、甘油三硬脂酸酯和碳黑三硬脂酸酯和碳黑固体乳化剂可与表面活性剂或与增加粘度的高分子固体乳化剂可与表面活性剂或与增加粘度的高分子物质配合用物质配合用(四)混合型乳化剂(四)混合型乳化剂1.HLB值的计算值的计算(1)Davies的基团常数法:常见基团的基团常数如下:的基团常数法:常见基团的基团常数如下:再由下式计算乳化剂的再由下式计算乳化剂的HLB值:值: HLB所有基团的基团常数和所有基团的基团常数和7上式适用于阴离子型
15、和非离子型表面活性剂,但对聚氧乙上式适用于阴离子型和非离子型表面活性剂,但对聚氧乙烯醚类的计算结果往往偏低。烯醚类的计算结果往往偏低。【例】【例】 试计算非离子型表面活性剂鲸腊醇(试计算非离子型表面活性剂鲸腊醇(C16H33OH)的的HLB值。值。解:解:HLB1.916 (0.475)71.3(2)含有聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂的)含有聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂的HLB值计算值计算HLB20亲水基重量亲水基重量/(亲水基重量亲油基重量)(亲水基重量亲油基重量)【例】【例】试计算试计算Tx10,分子式分子式C6H17C6H4-O(C2H4O)10的的HLB值。值。短线左方的基团为亲油基
16、团(重量为短线左方的基团为亲油基团(重量为189),),短线右边的基团为亲水基团(重量为短线右边的基团为亲水基团(重量为457),),则:则: HLB20 457/(457+189)=14.1解:解:HLB值值 根据需要,可根据根据需要,可根据HLBHLB值选择合适的表面活性剂。例值选择合适的表面活性剂。例如:如:HLBHLB值在值在2 26 6之间,可作油包水型的乳化剂;之间,可作油包水型的乳化剂;8 81010之之间作润湿剂;间作润湿剂;12121818之间作为水包油型乳化剂。之间作为水包油型乳化剂。HLBHLB值值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6
17、8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蜡石蜡 W/O乳化剂乳化剂 润湿剂润湿剂 洗涤剂洗涤剂 增溶剂增溶剂 | | | | | 聚乙二醇聚乙二醇 O/W乳化剂乳化剂2. HLB值的实验测定值的实验测定通常利用表面活性剂溶液的特性和结构特征来测定通常利用表面活性剂溶液的特性和结构特征来测定HLB值值(1)溶解度法(浊度法)溶解度法(浊度法)在室温下将待测的表面活性剂加入水中,根据其分散在室温下将待测的表面活性剂加入水中,根据其分散或溶解的程度,可确定或溶解的程度,可确定HLB近似值。近似值。(2)核磁共振法)核磁共振法 以核磁共振法测非离子型表面活性剂的以核磁共振法测
18、非离子型表面活性剂的HLB值,值,建立求建立求HLB值的方程式:值的方程式:HLB18.24R1.80式中式中RH(w)/H(w)+ H(o),称为称为亲水性质子的积亲水性质子的积分曲线高度的相对比值分曲线高度的相对比值,而,而H(w)和和 H(o)分别是亲水分别是亲水性基团中亲水质子和亲油性基团中亲油质子的相对积分性基团中亲水质子和亲油性基团中亲油质子的相对积分曲线高度。曲线高度。该法无破坏性,需样品量少。该法无破坏性,需样品量少。3.混合型乳化剂混合型乳化剂HLB值的计算值的计算混合型乳化剂的混合型乳化剂的HLB值具有值具有加和性加和性。将质量为。将质量为Wa的乳化的乳化剂剂a与质量为与质
19、量为Wb的乳化剂的乳化剂b组成混合型乳化剂,则此混合组成混合型乳化剂,则此混合型乳化剂的型乳化剂的HLB值可由下式计算:值可由下式计算:HLBab(HLBaWa HLBbWb )/(Wa+ Wb)如果混合型乳化剂是由两种以上的乳化剂组成,其如果混合型乳化剂是由两种以上的乳化剂组成,其HLB值亦可由类似上式的方法计算得到,即将各乳化剂的质值亦可由类似上式的方法计算得到,即将各乳化剂的质量分别与其量分别与其HLB值的乘积之和作分子,将各乳化剂的质值的乘积之和作分子,将各乳化剂的质量之和作分母,即得混合型乳化剂的量之和作分母,即得混合型乳化剂的HLB值。值。该法还可配制一定该法还可配制一定HLB值混
20、合型乳化剂,以适应特定乳值混合型乳化剂,以适应特定乳剂的需要剂的需要。【例】【例】制备注射用盐酸川芎嗪制备注射用盐酸川芎嗪W/O/W型复乳时,实验型复乳时,实验测得乳化剂测得乳化剂的的HLB值为值为4.5时,油相为液体石蜡的时,油相为液体石蜡的W/O初乳最为稳定,先将盐酸川芎嗪溶于初乳最为稳定,先将盐酸川芎嗪溶于5g/L明胶水溶明胶水溶液中,以液中,以Span80(HLB值为值为4.3)和)和Tween80( HLB值值为为15.0)为混合型乳化剂(用量为为混合型乳化剂(用量为100g/L),),试计算:试计算:(1)用于制备用于制备100ml的的W/O型初乳,需取型初乳,需取Span80和和
21、Tween80各多少克?各多少克?(2)取初乳取初乳50ml制备制备W/O/W型复乳型复乳100ml时,需用时,需用HLB值为值为11.0混合型乳化剂混合型乳化剂(用量为(用量为50g/L)时,需取时,需取Span80和和Tween80各多少克?各多少克?解:解:(1)制备制备W/O型初乳所需乳化剂的量为型初乳所需乳化剂的量为0.1L 100g/L10 g设所需设所需Span80的量为的量为x克,则克,则Tween的量为的量为10 x10)10(153 . 45 . 4xxx9.81 g即所需即所需Span80的量为的量为9.81克,则克,则Tween的量为的量为0.19克克(2)制备制备W/
22、O/W型复乳所需乳化剂的量为型复乳所需乳化剂的量为0.1L 50g/L5 g设所需设所需Span80的量为的量为y克,则克,则Tween的量为的量为5y5)5(153 . 40 .11yyy1.87 g即所需即所需Span80的量为的量为1.87克,则克,则Tween的量为的量为3.13克克HLB值指导乳剂制备的局限性:值指导乳剂制备的局限性:1. 在界面上的分子缔合反应,与溶液中其他成分在界面上的分子缔合反应,与溶液中其他成分的络合作用等,会影响乳剂的形成的络合作用等,会影响乳剂的形成2. O/W型乳剂的稳定性随界面膜的粘度和弹性的型乳剂的稳定性随界面膜的粘度和弹性的增加而增大增加而增大3.
23、 动物胶与表面活性剂共用,其降低界面张力的动物胶与表面活性剂共用,其降低界面张力的能力虽不如单独使用表面活性剂,但可在油能力虽不如单独使用表面活性剂,但可在油/水水界面形成界面膜,有利于乳剂的稳定界面形成界面膜,有利于乳剂的稳定4. 卵磷脂和胆固醇这两种乳化剂的比值大于或等卵磷脂和胆固醇这两种乳化剂的比值大于或等于于10.0时,形成时,形成O/W型乳剂,等于或小于型乳剂,等于或小于6.0时,时,形成形成W/O型乳剂,而且型乳剂,而且乳剂类型还与分散相所乳剂类型还与分散相所占的相体积分数有关占的相体积分数有关。三、乳化设备三、乳化设备电动搅拌器:电动搅拌器:1000r/min以下,剪切力不大,普
24、通乳以下,剪切力不大,普通乳粒径范围较宽;粒径范围较宽;胶体磨:胶体磨:依靠转子和定子之间产生的高速剪切力使液依靠转子和定子之间产生的高速剪切力使液滴分散,可用于滴分散,可用于制备比较粘的乳剂制备比较粘的乳剂;超声波乳化器:超声波乳化器:乳化时间短,液滴细而匀;乳化时间短,液滴细而匀;高速搅拌器:高速搅拌器:包括旋桨搅拌器和组织捣碎器,转速可包括旋桨搅拌器和组织捣碎器,转速可达达10005000r/min;高压乳匀机:高压乳匀机:可以一步完成,也可二步完成。可以一步完成,也可二步完成。第三节第三节 乳剂制备技术及影响成乳的因素乳剂制备技术及影响成乳的因素一、普通乳一、普通乳(一)制备:(一)制
25、备:一般可用机械搅拌的方法进行。一般可用机械搅拌的方法进行。(二)影响成乳的因素(二)影响成乳的因素1.乳化剂的性质乳化剂的性质2.乳化剂的用量乳化剂的用量乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关,一般乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关,一般普通乳剂中的用量为普通乳剂中的用量为5-100g/L3.相体积分数相体积分数乳剂的相体积分数(乳剂的相体积分数(phase volume fraction):分散分散相占乳剂总体积的分数,常用相占乳剂总体积的分数,常用表示。表示。 一般不超过一般不超过74,在,在4060之间较适宜。之间较适宜。由于小的乳滴可能嵌入大乳滴之间,还由于乳滴可由于小的乳滴可能嵌入
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