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天宇机械-中药超微粉碎机提出 中草药细胞级微粉碎 概念
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超微粉碎机---中药超微粉碎技术的现代化保证
添加时间:2016-04-14    阅读次数:1945
1、中药超微粉碎 
超微粉碎是近20年来迅速发展起来的一项跨学科、跨行业的高新技术,它能把原材料加工成微米级甚至纳米级的微粉,它是粉体工程中的一项重要内容,包括对粉体原料的超微粉碎、高精度的分级和表面活性改变等内容。其根据粉碎力的原理不同,可分为干法粉碎和湿法粉碎。干法有气流式、高频振动式、旋转球(棒)磨式、锤击式和自磨式等几种形式;湿法粉碎主要是胶体磨和均质机[1]。 
中药超微粉碎技术又称中药细胞级微粉碎技术或中药细胞破壁技术。所谓中药细胞级微粉碎,是指以中药材细胞破壁为目的的粉碎作业,粉碎后粒子的中心粒径为10~75μm,经细胞级微粉碎作业所获得的中药微粉,称为“细胞级中药微粉”,以细胞级中药微粉为基础生产的中药制剂,称为“细胞级微粉中药”,简称“微粉中药” [2]。
   中药主要来源于动植物,其基本组成单元是细胞,药效成分通常分布于细胞内和细胞间质中,以细胞内为主。中药在细胞级微粉碎过程中,药材受到强烈的正向挤压力和切向剪切力的共同作用下,细胞被挤压、剪切,细胞壁被撕裂、断开,因此,细胞被破成碎片或被压破,各种成分得以充分暴露并均匀混合,这样药物进入机体后,有效成分的释放速度和释放量会大幅度提高,中药的使用量随之大幅度下降,其疗效不会降低,还有可能提高。中药材经过细胞级微粉碎后,其微粉全部通过300目筛(300目筛孔径为47μm),细胞破壁率达95%以上,其微粉用电子显微镜观察,很难看到完整的细胞和完全看不出药材的组织结构,看到只是细胞碎片。
2、中药超微粉碎技术的特点
2.1、提高中药有效组分的溶出率,增大药物的生物利用度 因中药的活性成分通常分布在细胞内与细胞间质,以细胞内为主。在中药提取中,其有效成分的溶出需要经过浸润、溶胀、渗透及扩散等过程。普通的粉碎颗粒或饮片,多数细胞是完整的,细胞内有效成分的溶出,必须穿过多个细胞壁才能进入溶媒被机体吸收,释出速度很慢;而且相当多的有效成分,来不及穿过多个细胞壁和细胞膜的释放,就被排出体外,常常达不到有效的治疗浓度。而中药进行超微粉碎后,可实现药材细胞破壁,而且所得颗粒粒度细微、均匀、比表面积增加,空隙率增大。当细胞破壁后其细胞内的有效成分被暴露出来,有效成分直接进入溶媒;另一方面,微细化的物料具有很强的表面吸附力、亲和力、分散性和溶解性,从而提高了有效成分的溶出速度及溶出率。特别是质地坚硬致密的药材,由于超微粉碎破壁后可免除溶媒穿透细胞壁进入细胞内将药效成分溶出的漫长过程和障碍,因此存在更有利于缩短提取时间、降低用量的可能性。同时,中药有效成分的释出速度和释出量,单位时间内人体吸收药物有效成分的量,都比普通粉碎方法所获得的中药粉末高得多,大大提高了中药的生物利用度。
2.2、降低药物用量,节省药材的使用量  节省药材,提高药材利用率深受我国甚至全球关注,尤其是对珍贵难得的药材。但采用一般的机械粉碎,对把某些类型中药材粉碎成细粉是非常困难的,如纤维类的甘草、黄芪、艾叶等,粉碎后得到大量渣料,造成原药材的浪费。而采用超微粉碎技术,纤维类中药材极易操作,可减少资源浪费。药材经超微粉碎后,用小于原处方的药量即可获得原处方的疗效。根据药材性质和粉碎程度的不同,一般可节省药材30%~70%。药材经超微粉碎制成粉体后,一般不进行煎煮浸取就可以直接制剂,因此减少了生产环节中有效成分的损耗,提高药材的利用率,又可以减少资源的浪费。
2.3、能保存药物的活性成分,提高其疗效  超微粉碎过程中,空气的急剧膨胀是个吸热过程,整个粉碎空间处在低温环境,粉碎是在低温下瞬间完成, 从而避免了某些物质在粉碎过程中产生热量而破坏其化学成分的现象发生。气流粉碎纯粹是物理行为,不发生任何化学反应,因而保存药物的有效成分,提高药物的疗效。
2.4、提高中药的卫生质量管理  传统粉碎方法密封差,易产生污染,制备生物粉碎一般采用超微粉碎设备,物料在密封及净化状态下进行,不会造成污染。微细生物体尺度以微米计,小病毒O.O11μm、大病毒O.051xm、最小细菌O.1lμm、一般细菌1μm、一般细胞10tμm、大细胞2001μm、很大细胞1000txm。由于超微粉碎可以将中药物料颗粒粉碎至10μm以下,部分颗粒甚至小于1μm。因此,在对中药进行细胞破壁超微粉碎时,与细胞尺度相当的虫卵也会被杀死,从而减轻了虫害对中药材的污染与损害;由于超微粉碎加工是纯物理过程,不会混入其他杂质,这使得加工后的中药具有纯天然性,保证了原料成分的完整性与安全性。
2.5、便于携带 传统的中药饮片用药量多,体积大,易散包。携带不便,若出差10天,要带处方药是有困难的,又没有地方煎煮;而微粉中药的用量仅为原处方药用量的20~30%,且粉碎成微细粉末,装入无菌的小包装,携带就方便多了。
2.6、易于服用 传统汤药要先用武火、后用文火煎煮,时间较长;且大碗的苦味汤药饮用十分困难。中药经微粉化处理后,一般不需要进行煎煮,可直接用开水冲服;不仅可以减少有效成分的损失,提高药材的利用率,而且服用也方便得多,还克服了服用苦味药的弊端。
3、超微粉碎技术在中药中的研究和应用
     超微粉碎技术的问世,给中药剂型改革带来了福音,同时也深受各界的欢迎,近些年来很多学者对于超微粉碎技术在中药中的应用做了大量的研究,取得了很大的成果,为超微粉碎技术在中药中的应用提供了科学依据和最佳工艺的选取。
3.1、对中药有效成分溶出率的影响  黄世超[3]等采用高效液相色谱法测定马钱子常规分体,超微分体中士的宁体外溶出量和溶出速度,结果显示,马钱子超微分体中士的宁溶出速度高于其常规粉体,超微粉体的1h溶出量高于常规粉体。但溶出4h后溶出量无显著性差异,可见马钱子超微粉碎并不会造成士的宁的损失,且可明显提高其溶出速度。高晓慧[4]等比较了茯苓超微粉及其传统饮片的水提浸膏得率与茯苓多糖提取量,结果显示茯苓超微粉的水溶性浸膏得率、多糖提取量分别是传统饮片的1.97,1.89倍,提出超微粉碎可提高细胞破壁率、比表面积,从而增加有效成分的溶出率、节约中药的用量。李雅[5]等选择黄芪主要有效成分黄芪甲苷及总皂苷、黄芪多糖、浸膏得率为考察指标,采用高效液相色谱法、紫外分光光度法,比较常规饮片与其微粉主要有效成分提取率的变化。结果黄芪经超微粉碎后水提物中黄芪甲苷为饮片的1.57倍;总皂苷为饮片的1.62倍,黄芪多糖为饮片的1.35倍;浸膏得率为饮片的1.27倍。实验表明超微粉碎技术可提高黄芪有效成分释放率,有利于增强中药药效,节约中药的用量,从而节省药材的使用。
3.2、对中药药效的影响   李繁荣[6]等以胃排空实验为观察指标比较半夏传统中药饮片水煎剂与半夏微粉中药混悬剂之间的生物利用度,结果为半夏微粉中药高剂量组胃残余率明显低于传统饮片水煎剂,说明微粉中药大大提高了药物的生物利用度和药效。李克明[7]等通过比较水蛭粗粉与微粉对脑缺血再灌注损伤大鼠炎症因子影响的实验,结果显示,水蛭微粉高剂量组细胞间黏附分子显著低于同等剂量粗粉组,水蛭微粉中、高剂量组血小板源生长因子显著低于同等剂量粗粉组,可见,水蛭微粉可以减少炎症因子的产生,减轻炎症反应,明显改善大鼠脑缺血再灌注损伤,而且作用效果明显优于粗粉。俞忠明[8]等将血竭分别经超微粉碎和常规粉碎,采用改良Franz扩散池法,用高效液相色谱法检测透过的血竭,研究血竭的体外透皮吸收特性并对不同粉碎方式进行比较,结果显示超微粉碎后的血竭能显著提高药物累积渗透量及透过速率,可见超微粉碎能促进药物的透皮吸收,为贵重药材精加工,提高药物利用率提供实验依据。
    超微粉碎因具备有提高中药有效组分的溶出率,增大药物的生物利用度和疗效、能保存药物的有效成分等诸多的特性,在中药制剂中已广泛应用起来。目前可以进行微粉处理的有:天然植物叶类如:茶叶粉、桑叶粉、苦瓜粉、甘草粉、虫草粉、玉米须粉、柿子叶粉、银杏叶粉、枇杷叶粉;保健中药类如:灵芝、蛋白粉、灵芝孢子粉、酵母粉、杜仲粉、黄芪粉、附片粉、银耳粉、珍珠粉、牡蛎粉、人参粉、鹿茸粉、天麻粉、麦冬粉、枸杞粉、当归粉、金银花粉、灵芝、灵芝孢子、鲨鱼软骨、山楂核等。对采用现时一般的粉碎设备粉碎成细粉非常困难的中药材如:强纤维性物料黄芪、甘草、艾叶等;强韧性物料羚羊角、海马等;含糖量高的物料枸杞、生地、熟地、大枣等;树脂类药物乳香、没药等;含脂类成分多的药物杏仁、桃仁、蜈蚣等,均具有良好的粉碎性能。
4、中药超微粉碎技术有待解决的问题
4.1、中药超微粉碎对药物理化性质、体内过程、药效、量效关系的影响   超微粉碎后有些中药的物理化学性质可能会发生变化,如颗粒的晶格破坏等。因成分溶出率的变化,还应重新确立每味中药的用量,即其量效关系、药效。中药超微粉碎后,由于粉末黏附性增加,还应考虑是否会黏附在胃肠黏膜上,影响胃肠蠕动、黏膜吸收、胃肠激素分泌、细胞及细胞膜功能等问题。
4.2、中药超微粉的质量控制  中药品种繁多且成分十分复杂,并不是所有的药物均适宜进行超细粉碎处理,也不是粉末越细越好。因此中药超微粉碎的标准化、规范化研究还有待深入推进,包括每味中药的品种鉴定,前处理过程的规范化等。
4.3、毒副反应方面 含毒性成分的药物,超细粉碎有可能使其毒性增加,影响用药安全性。生物粉碎制剂溶出度增加,使有效成分与其他成分的溶出同时增加,中药细胞破壁后细胞内活性成分是否会发生化学变化而在肾、肝、血液、心血管、神经系统等器官或系统引起新的不良反应或毒副作用,应仔细考察,同时必须加强药理和临床研究。
5、中药超微粉碎技术的展望
     随着科学技术的发展,各种技术的互相交叉渗透,将超微粉碎技术引进中药领域,促进了中药剂型和提取工艺的巨大改革,它既丰富了中药传统炮制的内容,又能为中药的大规模生产和应用带来新的活力,促进了中药的现代化进程。
  5.1、丰富和完善中药的炮制技术  中药加工炮制的目的之一,是使药材质地酥碎,便于有效成分的溶出和吸收,提高药效。应用超微粉碎技术,使碾磨粉末冲服的药材和中药制剂达到适宜粒度,可更好地发挥药效,大大完善了中药的炮制技术。
5.2、改进中药制剂的工艺 中药丸、片剂、冲剂、散剂和胶囊剂的传统加工技术不利于有效成分的溶出和吸收;一些外用散剂甚至会产生局部的刺激作用。超微粉碎技术使中药细胞壁破裂,有效成分易于溶出,同时其表面积增大,分散性、吸附能力、表面活性等都发生了综合性变化;这些特性可明显提高药物的溶解度、崩解度、吸收率及生物利用度,增加口服制剂在体内的溶出和吸收,增强药物作用的效果。使散剂有很好的分散性,利于涂布、附着,有效成分易于吸收,还可以减少局部刺激性。
5.3、开发新剂型 中药新剂型的研究和改进,应当朝着高效、速效、长效、低毒及易携带,服用方便,易保管的方向发展;达到使用剂量小,吸收率和生利用度高,体内维持必需浓度时间长的中药新型制剂,如微丸、滴丸、颗粒剂、注射剂、缓释制剂、控释制剂、靶向制剂,以及中药全粉无辅料造粒、压片等新剂型新技术。微粉中药细胞壁破裂,有效成分被充分利用,可以满足上述条件的要求,为中药开发新剂型提供了物质基础。
6、小结
    综上所述,将超微粉碎技术应用于中药中,不仅可以提高药材或饮片的生物利用度,减少药物的使用量,节省药材外,还可以提高药物的疗效。以超微粉碎工艺取代球磨和水飞的生产,提高了生产效率也使其质量安全可控性增强。中药超微粉碎技术作为一门跨学科、跨行业的高新技术,逐渐得到认同和广泛应用。中药超微粉碎技术的研究和应用的发展,能有效改善中药制剂的外观及应用新剂型,进一步促进中药现代化发展。中药作为中华民族的传统文化中的瑰宝,有极其丰富的天然药物资源和广阔的市场,中药超微粉碎技术作为中药现代化的手段之一,具有十分重要的社会意义和巨大的经济效益。
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