制药双螺杆热熔挤出机在制药工业中,主要用来做难溶药物增溶、缓控释制剂、连续化制粒/造粒以及部分连续化生产中间体,优势集中在“提高溶解度、改善工艺连续性和放大稳定性”等方面。
下面分应用和优势来讲:
一、在制药工业中的主要应用
1. 难溶性药物的增溶与生物利用度提升
通过热熔挤出 + 聚合物载体 + 增溶剂/表面活性剂,将药物以无定形或固体分散体形式包埋。
常见技术平台:
Hot-Melt Extrusion (HME)
Solid Dispersion(固体分散体)
应用剂型:片剂、胶囊、口服固体分散片等。
代表应用领域:抗肿瘤药、心血管药等高 BCS II 类药物。
2. 缓控释制剂的开发与生产
利用挤出过程中的熔融混合和剪切,把药物和缓释辅料均匀分布在基质中。
可实现零级释放、延时释放等不同释放曲线。
常用于:缓释片剂、缓释颗粒、部分长效植入剂等。
3. 连续化制粒 / 造粒工艺
挤出后可配套切割、粉碎、筛分,形成粒径均匀的颗粒。
与传统湿法制粒相比,更适合湿热敏感、含水率低要求高的品种。
可与上游配料、下游压片/充填连线,构建连续生产线。
4. 功能性辅料和多组分体系的制备
制备:
缓释骨架颗粒
胃漂浮制剂骨架
经皮给药基质材料等
特点是组分分散极其均匀,有利于发挥协同功能。
5. 连续化 API 合成中的中间体加工(应用)
在某些连续流合成路线中,挤出机可用于:
熔融混合中间体
成型为颗粒或薄片,便于后续反应或分离
有利于减少批次差异,提高工艺安全性。
二、制药双螺杆热熔挤出机的优势
1. 显著提高难溶药物的溶解度和溶出速率
热熔挤出可将药物转化为无定形态或纳米尺度分散体,极大增加比表面积和润湿性。
临床效果表现为:溶出更快、血药浓度达峰更高,生物利用度普遍提升。
2. 工艺连续化、生产效率高
一套系统即可完成:进料 → 熔融 → 混合 → 挤出 → 成型。
相比传统间歇式湿法制粒、喷雾干燥等,更适合建设连续制造(Continuous Manufacturing)生产线。
3. 混合均匀性好、处方灵活性强
双螺杆具有强烈的剪切和输送能力,可以实现:
药物与高分子载体的高度均匀分散;
不同熔点、不同极性物料的有效融合。
易于开展多种辅料组合筛选,适合配方开发和工艺优化。
4. 工艺温和、适合湿热敏感药物
整个过程基本为熔融物理混合,不涉及水或有机溶剂。
避免了湿法制粒中的干燥环节,减少高温长时间热处理对药物的破坏。
5. 放大稳定性好
双螺杆挤出机的放大主要通过:
调整螺杆直径、长度、转速和各区温度分布
而不是简单加大某一参数,有利于从小试到中试再到工业化放大时保持工艺一致性。
6. 绿色环保、合规性好
不使用有机溶剂,废水和废气排放少。
工艺参数易于在线监测和记录,便于满足 GMP、FDA 21 CFR Part 11 等监管要求。
三、典型适用场景小结
药物属性:BCS II 类难溶药物、湿热敏感药物、需要特定释放行为的药物。
剂型方向:固体分散片、缓释片、缓释颗粒、部分长效植入剂、经皮给药基质等。
工艺方向:连续化生产、绿色工艺、工艺开发与放大研究。