超微粉碎技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用 劉迎 史萬玉 車淑芬 賈青輝 鐘秀會* （河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 河北 保定 071001） |
關(guān)鍵詞：超微粉碎；中藥；超微粉碎技術(shù) 超微粉碎技術(shù)是近年來國際上發(fā)展起來的一項應(yīng)用現(xiàn)代物理或化學(xué)方法對材料進(jìn)行微粉化的新技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、化妝品、染料、涂料、電子、航空航天等許多領(lǐng)域[1]。超微粉碎技術(shù)應(yīng)用到中藥制劑中同樣顯示出獨特的優(yōu)勢。研究表明，采用超微粉碎技術(shù)得到的中藥制劑與用傳統(tǒng)工藝得到的中藥制劑相比，可明顯提高藥效[2-4]。 1 中藥超微粉碎技術(shù)簡介 傳統(tǒng)的中藥大多以粗粉入藥。當(dāng)藥物進(jìn)入胃中，在胃液作用下，吸水膨脹，進(jìn)入小腸后，有效成分才不斷地通過細(xì)胞壁及細(xì)胞膜釋放出來，被吸收。傳統(tǒng)的粗粉，藥物粒粗，細(xì)胞的破壁率極低，有效成分需穿過多層細(xì)胞壁及細(xì)胞膜方可釋放出來。又因為藥物在體內(nèi)停留時間有限，且有效成分處于低速釋放，未充分釋放便被排出體外，導(dǎo)致藥物的生物利用度較低。另外，傳統(tǒng)粗粉還存在用量大、適口性差等缺點。為了解決中藥“粗、大、黑”的問題，提高中藥藥效、降低中藥資源的浪費與消耗，改善中草藥的適口性，避免出現(xiàn)人畜爭藥的局面，因此引進(jìn)新的加工粉碎技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用前景。此外，中藥超微粉體不牽涉到成分及分子結(jié)構(gòu)層面的變化，四氣五味仍然存在，與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論不矛盾，容易為中獸醫(yī)界及用戶所接受[5]。 所謂中藥的超微粉碎，又稱為中藥細(xì)胞級粉碎技術(shù)或中藥細(xì)胞破壁技術(shù)，是指利用機(jī)械或流體動力的途徑將3mm以上物料顆粒粉碎至粒徑至5~10μm以下的過程。它不以粉碎細(xì)度為目的，而是追求細(xì)胞的破壁率（一般藥材破壁率≥95%）[6]。采用細(xì)胞級微粉碎方法所獲得的中藥微粉稱為細(xì)胞級中藥微粉，以細(xì)胞級中藥微粉為基礎(chǔ)制成的中藥則稱為細(xì)胞級微粉中藥，即微粉中藥。 目前已研制生產(chǎn)的適于中藥超微粉碎的設(shè)備有CF氣流渦旋微粉機(jī)，CWM-80型超級渦流磨、XFJ超細(xì)粉體分級機(jī)及BFM系列微粉機(jī)等。最近有人研制了集粉碎、分級功能于一體的新型特勞斯特型氣流磨，并成功應(yīng)用于生產(chǎn)加工[7]。 2 超微粉碎技術(shù)在中藥業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢 2.1增加藥物吸收率，提高生物利用度 藥物的溶出速度與藥物的顆粒比表面積成正比，而比表面積與粒徑成反比。因此，藥物的粒徑越細(xì)，則其比表面積越大，越有助于藥物有效成分的溶出。中藥超微粉由于其粒度細(xì)，其表面積增加，孔隙率增大，能較好地分散、溶解在胃腸液里，且與胃腸黏膜的接觸面積增大，因而有利于藥物的吸收，提高藥物的生物利用率。杜曉敏等比較了歸附地黃丸超微粉與粗粉對幼年雄性小鼠生長發(fā)育及生殖系統(tǒng)、腎虛動物模型和陽虛動物模型的影響，結(jié)果顯示在相同劑量時，超微粉的藥效學(xué)作用更加明顯[8]。對于礦物類藥物，相當(dāng)一部分為水不溶性物質(zhì)，經(jīng)超微處理后，由于粒度大大減小，可加快其在體內(nèi)的溶解、吸收速度，提高其吸收量。 2.2提高有效成分的工業(yè)提取率 中藥提取中，其有效成分的溶出需經(jīng)過浸潤、溶脹、滲透及擴(kuò)散等過程。超微粉碎技術(shù)的利用一方面使有效成分溶出阻力減小，另一方面微細(xì)化的物料具有很強的表面吸附力、親和力、分散性和溶解性，從而提高了有效成分的溶出速度及溶出率。實驗證明，細(xì)胞級超微粉碎技術(shù)在中藥有效成分的提取中會明顯提高提取率，特別是對于大分子成分提取率的提高更為明顯。對山茱萸[9]和紅參[10]普通粉碎和超微粉碎處理的溶出速率進(jìn)行比較，結(jié)果都表明超微粉碎技術(shù)能明顯提高植物藥材的提取率。在劉彥明等進(jìn)行的不同粉碎度三七體外溶出試驗中，測定了三七微粉、細(xì)粉、粗粉和顆粒在45min時溶出物含量和三七總皂苷溶出量，結(jié)果表明，粒度越小溶出度越大[11]。另有報道，羚羊角超細(xì)粉化可以提高羚羊角水溶性蛋白質(zhì)的溶出[12]。 2.3有利于保存生物活性成分，提高藥效 在超微粉碎中，經(jīng)控制可不產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，并且粉碎速度快，有利于保留不耐高溫的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分，從而提高藥效。如：珍珠，用傳統(tǒng)方法加工會破壞其部分成分，而在-67℃左右的低溫和嚴(yán)格的凈化氣流條件下進(jìn)行超微粉碎，能充分完整地保留有效成分，增強其延緩衰老的作用[13]。靈芝含有豐富的氨基酸和微量元素，具有激活免疫功能，抗腫瘤，抗血栓等作用，超微粉碎后，療效發(fā)揮更全面[13]。 2.4節(jié)省原料，提高藥材利用率 采用一般的機(jī)械粉碎，某些類型中藥材粉碎成細(xì)粉都非常困難，如纖維強類的甘草、黃芪、艾葉等，粉碎得到大量渣料，造成原藥材的浪費。若采用超細(xì)粉碎，纖維強類中藥材極易操作，可減少資源浪費。 藥材經(jīng)超微粉碎后，用小于原處方的藥量即可獲得原處方的療效或效果更好。根據(jù)藥材性質(zhì)和粉碎程度的不同，一般可節(jié)省藥材30%～70%[14]。據(jù)初步統(tǒng)計，微粉中藥的丸散藥給藥量可減少到原來的1/3～1/5，湯藥給藥量僅為原來的1/5～1/20[14]。而且藥材經(jīng)超微粉碎后，一般不進(jìn)行煎煮浸取就可以直接制劑。這樣既可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損耗，提高藥材的利用率，又可以減少資源的浪費，因此該技術(shù)尤其適于珍貴稀有中藥的粉碎。 2.5改善獸用中藥的品質(zhì)、衛(wèi)生質(zhì)量及添加范圍 在對中藥進(jìn)行細(xì)胞破壁超微粉碎時，與細(xì)胞尺度相當(dāng)?shù)南x卵也會被殺死，從而減輕了蟲害對中藥材的污染與損害；由于超微粉碎加工是純物理過程，不會混入其它雜質(zhì)，使得加工后的中藥具有純天然性，保證了原料成分的完整性與安全性；由于經(jīng)過超細(xì)化處理，顆粒度很細(xì)，改善了產(chǎn)品的口感，既可直接溶于動物的飲水中，也可作為飼料預(yù)混劑使用[15]。 3 超微粉碎技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用前景 經(jīng)過實踐證明，超微粉碎技術(shù)在制藥生產(chǎn)現(xiàn)代化中應(yīng)用是可行的，在許多方面是一般粉碎方法難以做到的，不失為制藥粉碎工藝中較理想的方法。如花粉，已用于飼料添加劑中，它富含 20多種氨基酸，14 種維生素，30 多種機(jī)體所需的微量元素，90種活性酶和多種抗生素、生長素以及抗癌抗衰老物質(zhì)。然而未經(jīng)加工的花粉微球外有兩層堅韌外壁，連硫酸王水都很難以溶解，所以要想高效吸收利用花粉的營養(yǎng)物質(zhì)，必須用特殊技術(shù)將花粉破壁。目前我國有關(guān)單位已成功研制出了特殊的超細(xì)粉碎破壁裝置及相關(guān)工藝，使花粉破壁率高達(dá) 99%以上，且微粒細(xì)小，完整地保留了天然花粉的豐富營養(yǎng)成分，這樣它的生物利用度極高[5]。當(dāng)然，對植物類藥材超微加工的還很多。如杜仲葉粉、枇杷葉粉、桑葉粉、銀杏葉粉、甘草粉、陳皮粉等[5]。 由于超微粉碎的特性，我們可利用這一技術(shù)來克服現(xiàn)時制劑生產(chǎn)中一些困擾藥品生產(chǎn)的問題，并提高中獸藥制劑的技術(shù)水平和技術(shù)含量。超微粉碎技術(shù)在中獸藥生產(chǎn)的應(yīng)用可以拓寬以生藥入藥的劑型，如片劑、膠囊劑、軟膏劑、吸入劑、涂膜劑等，也可促進(jìn)先進(jìn)制劑技術(shù)（如固體分散技術(shù)和藥物緩釋技術(shù)）這些生藥劑型中應(yīng)用，帶來中藥傳統(tǒng)劑型的革新和發(fā)展，推動中藥劑型現(xiàn)代化，且使中藥的特色得到更大的發(fā)揮，從而使中藥在國際市場上具有更強的競爭力，加速中獸醫(yī)藥現(xiàn)代化進(jìn)程，使中獸醫(yī)藥成為我國一個新的經(jīng)濟(jì)增長點。 4 中藥超微粉碎存在的問題 4.1 目前大多機(jī)械超微粉碎設(shè)備粉碎中藥過程中所面臨的溫升問題，導(dǎo)致黏液質(zhì)或含多糖類成分的中藥在粉碎時存在著粘壁現(xiàn)象，影響中藥成分的穩(wěn)定性。中藥經(jīng)超微粉碎后，由于粒徑的減小容易導(dǎo)致表面能增加，使顆粒處于不穩(wěn)定狀態(tài)；流動性差，易聚集形成假大顆粒；可濕性增加，易吸潮；吸附性增加，易吸附空氣中的雜質(zhì)，這些都不利于微粉中藥的制劑、保存、運輸。為此我們應(yīng)該采取適宜的表面處理技術(shù)和包裝技術(shù)；探索顆粒粒度與提取率之間的關(guān)系；篩選超微粉碎條件及工藝參數(shù)[16]等等。 4.2 超微粉碎在發(fā)揮單一藥材藥效方面有很大的優(yōu)勢。但對復(fù)方藥特別是傳統(tǒng)中醫(yī)方劑中需要煎煮使用的中藥，超微粉碎是否適合還是一個問題。因為許多研究發(fā)現(xiàn)，很多中藥煎劑中，單一成分有些無藥理作用或藥理作用很小，但當(dāng)和其他藥材共煎后，就會產(chǎn)生很強的藥效。這說明在煎煮中發(fā)生了化學(xué)變化。這種作用不是用單一藥材超微粉碎后簡單混合就能解決的。所以，這一先進(jìn)的技術(shù)在中藥中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步考察和研究。 4.3 中藥微粉化后有效成分利用率提高，但相應(yīng)的有毒成分的作用也會加大，所以應(yīng)進(jìn)行安全性試驗并尋找新的減毒措施。 綜上所述，超微粉碎技術(shù)被應(yīng)用到中藥制藥中來，的確面臨著應(yīng)用技術(shù)的適應(yīng)性問題，但隨著科學(xué)技術(shù)和其它相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，相信這些問題會得到解決。 5 結(jié)束語 我國雖然是一個傳統(tǒng)醫(yī)藥大國，但卻不是一個傳統(tǒng)醫(yī)藥強國，我國的中藥質(zhì)量多數(shù)達(dá)不到國際標(biāo)準(zhǔn)，因而在競爭日益劇烈的國際醫(yī)藥市場常常處于劣勢。這不能不引發(fā)我們沉重的思考。作為一種新型的資源加工方法，超微粉碎技術(shù)在發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。目前我國在超微粉碎技術(shù)的理論研究方面已與發(fā)達(dá)國家基本持平，但在應(yīng)用研究特別是產(chǎn)品市場開發(fā)方面仍存在較大差距。 但我們應(yīng)看到，新技術(shù)的產(chǎn)生對傳統(tǒng)理論系統(tǒng)提出挑戰(zhàn)的同時，更需要新的理論系統(tǒng)加以支撐和誘導(dǎo)。超微粉中藥在現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)化技術(shù)中的應(yīng)用仍處在探索階段，它需要用大量藥理方面的試驗來驗證其先進(jìn)性，并對其應(yīng)用所產(chǎn)生的新的不確定性因素予以認(rèn)知、識別，以規(guī)避其不利因素。所以超微粉中藥的廣泛應(yīng)用，需要來自不同領(lǐng)域的研究者長期的協(xié)作努力才能完成。 |
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