CN113616525B - 一种包衣固体药片的注塑成型装备及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种包衣固体药片的注塑成型装备及成型方法，该装备包括进料装置、干燥混合装置、第一包衣液注液器、第二包衣液注液器、多工位立式注塑机、注塑模具组和气动脱模装置。本发明的成型方法包括药材包衣剂选择、药粉干燥及混合、包衣注塑、气动脱模。本发明将微注塑成型技术应用于包衣药片的制备，摒弃了传统包衣药片制备的复杂繁琐的流程，生产速度快、效率高，制品尺寸精确等优点，同时可实现全流程的自动化生产，改善劳动条件。

Description

一种包衣固体药片的注塑成型装备及成型方法

技术领域

本发明涉及微注塑装备及药片成型包装技术领域，具体涉及一种包衣固体药片的注塑成型装备及成型方法。

背景技术

药片中最关键的成分为活性药物成分。活性药物成分(Active pharmaceuticalingredient,简称API)，简单地说就是药片中具有药理活性的成分。据统计，有大约40％的API水溶性很差，主要包括生物药剂分类系统(简称BCS)中的一类和四类药物。而片剂中的API溶解速率直接影响其吸收效果即生物利用度。因此，如何提高API溶解性是制备片剂的关键问题之一。在提高API溶解性的众多方法中，制备固体分散片是最常用的方法之一。

前已经存在多种固体分散片的制备方法，如熔融法、溶剂法、研磨法、冷冻(或喷雾)干燥法等都存在各自的缺陷。

注塑成型，是一种注射兼模塑的成型方法。其优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件。其中，微注塑成型是指用来成型尺寸为微米级、质量为毫克级塑料制品的一种注射成型方法，随着高技术和精密技术的快速发展，该技术也得到了长足的发展。总的来说微注塑成型技术及装备各方面的发展目前已相当成熟，但大多只应用于塑料成型行业。

近些年，不少国外学者将注塑成型应用于药片(固体分散片)的制备，如K.Eggenreich、Jeroen Van Renterghem等就成功利用注塑实现了固体分散片的制备，并研究了不同工艺参数条件尤其是模具温度和熔体温度对分散片生物利用度及药片质量的影响，证明了注塑成型药片的可行性。

因此，注塑为大幅提升固体分散片的制备效率提供了可能性。但是其优势不绝于此，注塑成型最大的优点在于可成型结构复杂的制品，因此将注塑成型运用于包衣固体药片的生产具有极大的工程意义。

传统包衣固体药片的生产流程复杂，从粉料到最终成型需要经过主药辅药混合、造粒机造粒、干燥、整粒、压片机压片、包衣机包衣、包装等一系列设备及工艺流程，制备流程复杂繁琐，难以实现自动化，特别是包衣过程，无法避免地会造成药粉飞扬，导致劳动环境差。

发明内容

针对现有技术的不足，为解决背景技术中提出的包衣固体药片生产缺陷，本发明提出一种包衣固体药片的注塑成型装备及成型方法，该方法将微注塑成型技术应用于包衣固体分散片的制备中，生产速度快、效率高，制品尺寸精确，能成形状复杂的药片。相比于传统的包衣固体药片制备流程，本发明的注塑成型装备及方法，可以实现从粉料到最终药片的一步成型，仅利用一套设备完成，易于实现自动化，提高劳动条件。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种包衣固体药片的注塑成型装备，该设备包括进料装置、干燥混合装置、第一包衣液注液器、第二包衣液注液器、多工位立式注塑机、注塑模具组和气动脱模装置；

所述多工位立式注塑机包括注塑模块、旋转齿轮和注塑机机身，所述旋转齿轮位于所述注塑机机身上，所述第一包衣液注液器、第二包衣液注液器均固定在所述注塑模块上；所述旋转齿轮上有四个工位；

所述注塑模具组包括第一上模、第二上模、第三上模及四个下模，其中，第一上模、第二上模、第三上模均固定在所述注塑模块上，且第一上模与所述第一包衣液注液器连通，第二上模与所述注塑模块连通，第三上模与所述第二包衣液注液器连通；所述进料装置、干燥混合装置、注塑模块依次连通，为注塑模块提供药物及辅料粉末的混合物；四个下模均固定在所述旋转齿轮上，且沿所述旋转齿轮的周向均匀分布，其中三个下模分别与第一上模、第二上模、第三上模的位置一一对应，剩余一个下模对应所述气动脱模装置；

所述第一上模与对应的下模配合，用于形成分散片包衣的下半部分；所述第二上模与对应的下模、分散片包衣的下半部分配合，用于形成分散片；所述第三上模与对应的下模、分散片包衣的下半部分、分散片配合，从而形成整个包衣固体分散片。

进一步地，所述气动脱模装置包括气动装置、导轨、滑动支架、弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管，所述导轨固定在所述多工位立式注塑机上，所述滑动支架可在驱动单元的控制下沿着导轨滑动；所述弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管的一端依次连接，且所述气动装置连接在所述药片导出管的另一端；所述弹性吸附管正对旋转齿轮上脱模工位的下模，用于在所述气动装置和驱动单元的控制下产生负压，从而将包衣固体分散片脱模吸入，当包衣固体分散片到达药片导出管的一端后，所述气动装置吹气加压，所述药片从所述药片导出管的另一端排出。

进一步地，由所述弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管依次连接组成的药片吸附管道为多条。

进一步地，所述干燥混合装置包括干燥混合装置壳体、搅拌器、可旋转底板、加热装置，所述搅拌器位于所述干燥混合装置壳体内的顶部，所述加热装置位于所述干燥混合装置壳体的底部，用于对混合物料进行加热；所述可旋转底板位于所述干燥混合装置壳体内，用于承载混合物料；

所述干燥混合装置壳体带有倾斜的入口和出口，所述可旋转底板可倾斜，当混合物料混合完成后，通过可旋转底板旋转倾斜后，从所述出口流出进入所述多工位立式注塑机的注塑模块中。

进一步地，第一上模、第二上模、第三上模均设有多个型腔，型腔个数与位置分布与所述的弹性吸附管一一对应。

进一步地，所述第一上模、第二上模、第三上模中配备有热流道。

一种包衣固体分散片的注塑成型方法，该方法基于上述的装置实现，该方法具体包括如下步骤：

(1)选取能够相容且熔点接近的药物和辅料，其中，药物的溶解度δ_t1和辅料的溶解度δ_t2满足如下公式：

|δ_t1-δ_t2|<7MPa^1/2

其中，E为内聚能，V为体积；

选取流动性好且熔点高于药物和辅料的成分作为包衣剂；

(2)将药物和辅料加入所述干燥混合装置进行初步的干燥和混合，后注入所述注塑模块；同时将所述包衣剂加入所述第一包衣液注液器和第二包衣液注液器中；

(3)控制所述第一上模和其对应的下模闭合，所述第一包衣液注液器向所述第一上模和对应的下模间形成的空腔中注入包衣剂，形成包衣薄膜的下半部分；控制所述第一上模归位；

(4)控制所述旋转齿轮旋转90°，步骤(3)中的下模转到所述注塑模块下方，控制所述注塑模块与该下模闭合，且向两者形成的空腔中注入药物和辅料的混合物，在包衣薄膜的下半部分中形成固体分散片的内核；控制所述注塑模块归位；

(5)控制所述旋转齿轮再次旋转90°，步骤(4)中的下模到达第二上模的下方，控制所述第二上模和该下模闭合，并向两者形成的空腔中注入所述包衣剂，形成包衣薄膜的上半部分，从而得到成型包衣固体分散片；控制所述第二上模归位；

(6)控制所述旋转齿轮再次旋转90°，到达脱模工位，即所述气动脱模装置的正下方，控制所述气动脱模装置吸附药片，完成脱模。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明可以利用注塑实现包衣固体分散片的制备，可以实现从药物辅料的粉料到最终包衣固体分散片的一步加工，避免繁琐的混合、制粒、压片、包衣等的加工过程，仅由一套设备完成所有操作，缩短生产流程、提高包衣固体药片地自动化程度，改善劳动环境；

(2)每个注塑模具同时开展成型工作，通过旋转齿轮协调，效率高，此外，也通过设置型腔个数大大提高生产能力。

(3)本发明不同于传统的包衣固体药片制备方法，生产质量好，通过混合干燥装置及注塑模块中螺杆的混合作用可有效提高药片含量的均匀度，具备微注塑成型的天然优点：药片精度高、大小质量均一。摒弃传统的压片制片，减少裂片的产生。

(4)基于本发明方法，还可实现药片的多层包衣及其他复杂结构形状的药片的制备，这对实现药片的定点释放具有极大的意义。

附图说明

图1为本发明的装备及方法针对的包衣固体药片的示意图；

图2为本发明包衣固体药片注塑成型装备的立体结构示意图；

图3为本发明气动脱模装置的结构示意图；

图4为本发明干燥混合装置示意图；

图5为本发明包衣固体药片的结构图及其分步成型示意图；

图6为本发明包衣固体药片的成型流程图。

图中，进料装置1、干燥混合装置2、第一包衣液注液器3、多工位立式注塑机4、注塑模具组5、气动脱模装置6、第二包衣液注液器7、干燥混合装置壳体201、搅拌器202、可旋转底板203、加热装置204、注塑机机身401、注塑模块402、旋转齿轮403、第一上模501、第二上模502、第三上模503、下模504、气动装置601、导轨602、弹性吸附管603、橡胶连接管604、药片导出管605、滑动支架606。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的包衣固体药片注塑成型装备用于成型如图1所示的包衣固体药片，一般情况下其尺寸结构为毫米级。本发明将包衣固体药片分为第一部分、第二部分、第三部分等三部分分步成型，并通过旋转齿轮的配合实现组装获得最终药片。

如图2所示，本发明的包衣固体药片的注塑成型装备，包括进料装置1、干燥混合装置2、第一包衣液注液器3、第二包衣液注液器7、多工位立式注塑机4、注塑模具组5和气动脱模装置6。

其中，多工位立式注塑机4包括注塑模块402、旋转齿轮403和注塑机机身401，旋转齿轮403位于注塑机机身401上，第一包衣液注液器3、第二包衣液注液器7均固定在注塑模块402上，随开模合模一起运动。旋转齿轮403上有四个工位。

如图3所示，注塑模具组5包括第一上模501、第二上模502、第三上模503及四个下模504，其中，第一上模501、第二上模502、第三上模503均固定在注塑模块402上，且第一上模501与第一包衣液注液器3连通，第二上模502与注塑模块402连通，第三上模503与第二包衣液注液器7连通。各上模的型腔/型芯互不相同，决定了每次成型的形状。进料装置1、干燥混合装置2、注塑模块402、依次连通，为注塑模块402提供药物及辅料粉末的混合物。注塑模块402中的螺杆也可以实现药物及辅料粉末进一步融合，提高固体分散片的药物均匀性，然后再把药物及辅料粉末注入第二上模中。四个下模504均固定在旋转齿轮403上，并绕旋转齿轮403轴心圆周分布，其中三个下模504分别与第一上模501、第二上模502、第三上模503的位置一一对应，剩余一个下模504对应气动脱模装置6，用于制品脱模。

第一上模501与对应的下模504配合，用于形成药片包衣的下半部分；第二上模502与对应的下模504、药片包衣的下半部分配合，用于形成包衣固体药片的内核；所述第三上模与对应的下模、分散片包衣的下半部分、分散片配合，从而形成整个包衣固体分散片。最后通过气动脱模装置6进行脱模。

优选地，模具组5还可配备热流道，由于包衣固体分散片尺寸微小，热流道系统的加入可减少模具流道中的药物或包衣液浪费。第一包衣液注液器3和第二包衣液注液器7也可配备加压装置，以控制包衣薄膜的成型速度。第一上模501、第二上模502、第三上模503均设有多个型腔，型腔个数与位置分布与气动脱模装置6中的弹性吸附管603一一对应。

如图4所示，气动脱模装置6包括气动装置601、导轨602、滑动支架606、弹性吸附管603、橡胶连接管604、药片导出管605。导轨602固定在多工位立式注塑机4上，滑动支架606可在驱动单元的控制下沿着导轨602滑动。弹性吸附管603、橡胶连接管604、药片导出管605的一端依次连接，且气动装置601连接在药片导出管605的另一端。弹性吸附管603正对旋转齿轮403上脱模工位的下模，用于在气动装置601和驱动单元的控制下产生负压，从而将包衣固体药片脱模吸入。当包衣固体药片到达药片导出管605的一端后，气动装置601吹气加压，药片从药片导出管605的另一端排出。弹性吸附管603可利用弹簧或可收缩材质，并配合压力传感器，减小弹性吸附管603与模具组5之间的冲击磨损，延长注塑模具组寿命。药片导出管605主要由玻璃管道组成，其布置与模具组5中的型腔分布一致。通过气动脱模装置6传输得到的药片可提前设置，该分布于模具组5的型腔分布直接相关。通过控制该分布，利用传送带及相关包装装置可轻易实现包装自动化。

如图5所示，干燥混合装置2包括干燥混合装置壳体201、搅拌器202、可旋转底板203、加热装置204。搅拌器202位于干燥混合装置壳体201内的顶部，加热装置204位于干燥混合装置壳体201的底部，用于对混合物料进行加热；可旋转底板203位于干燥混合装置壳体201内，用于承载混合物料。

干燥混合装置壳体201带有倾斜的入口和出口，可旋转底板203可倾斜，当混合物料混合完成后，通过可旋转底板203旋转倾斜后，从出口流出进入多工位立式注塑机的注塑模块402中，实现粉末到多工位立式注塑机4的进料。

如图6所示，基于上述包衣固体药片的注塑成型装备，提供了一种包衣固体药片的注塑成型方法，其流程包括：分散片药物成分选择、包衣剂选择、药粉干燥及混合、包衣注塑、气动脱模，最后包衣固体药片进入包装的程序。

针对包衣固体分散片地药物成分及其辅料，仅满足特定要求才适用于注塑成型，要求药物与辅料的熔点或玻璃化转变温度相近，避免产生药物融化而与辅料分离的现象。另要求药物与辅料相容，即其溶解度参数满足公式(1)，溶解度参数由公式(2)求得：

|δ_t1-δ_t2|＜7MPa^1/2 (1)

其中，δ_t1为药物的溶解度参数，δ_t2为辅药的溶解度参数,E为内聚能，V为体积。

针对包衣液的选择，应选择流动性较好的稀释糖浆或其他包衣剂，其熔点应高于药物及辅料成分，确保药物注塑时包衣薄膜不会被破坏。

以一次成型流程为例，首先包衣液由第一包衣液注液器3流入第一上模501及其对应的下模504间空腔，成型包衣固体药片的包衣的下半部分。旋转齿轮403旋转90°，带有包衣的下半部分的下模504转到注塑模块402下。药物粉末及辅料粉末由进料装置1导入，经干燥混合装置2混合干燥进入注塑模块402，通过注塑模块402中螺杆的进一步混合熔融，由喷嘴注射由第二上模502及带有包衣的下半部分的下模504的型腔中，成型包衣固体药片的内核。旋转齿轮403再次旋转90°，下模504转到第二包衣液注液器7下，成型包衣固体药片的包衣的上半部分。旋转齿轮403旋转90°，下模504转到顶出位，进入气动脱模阶段。药片脱模装置603沿导轨602下移，与下模504相接，药片导出装置605下端的阀门关闭，气动装置601先吸气，此时成型好的包衣固体药片将沿弹性吸附管603、橡胶连接管604抵达药片导出管605的顶部，即气动装置601的底部，此时气动装置601停止吸气或转为出气，药片沿药片导出管605垂直下落，进入后续的药片包装流程。后续的药片包装可通过传送带、相关药片包装器械完成，此处不多赘述，但值得一提的是，通过药片导出模块605导出的药片，排布与模具组5的型腔分布完全一致，由人为控制，这对于自动化包装非常有利。

由于本发明的模具组3包含四个下模，这四个下模配合旋转齿轮403与多工位立式注塑机4、第一包衣液注液器3、第二包衣液注液器7可实现模具组5同时工作，无需交替完成，生产效率高。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种包衣固体药片的注塑成型装备，其特征在于，该设备包括进料装置、干燥混合装置、第一包衣液注液器、第二包衣液注液器、多工位立式注塑机、注塑模具组和气动脱模装置；

所述多工位立式注塑机包括注塑模块、旋转齿轮和注塑机机身，所述旋转齿轮位于所述注塑机机身上，所述第一包衣液注液器、第二包衣液注液器均固定在所述注塑模块上；所述旋转齿轮上有四个工位；

所述注塑模具组包括第一上模、第二上模、第三上模及四个下模，其中，第一上模、第二上模、第三上模均固定在所述注塑模块上，且第一上模与所述第一包衣液注液器连通，第二上模与所述注塑模块连通，第三上模与所述第二包衣液注液器连通；所述进料装置、干燥混合装置、注塑模块依次连通，为注塑模块提供药物及辅料粉末的混合物；四个下模均固定在所述旋转齿轮上，且沿所述旋转齿轮的周向均匀分布，其中三个下模分别与第一上模、第二上模、第三上模的位置一一对应，剩余一个下模对应所述气动脱模装置；

所述第一上模与对应的下模配合，用于形成分散片包衣的下半部分；所述第二上模与对应的下模、分散片包衣的下半部分配合，用于形成分散片；所述第三上模与对应的下模、分散片包衣的下半部分、分散片配合，从而形成整个包衣固体分散片；

所述气动脱模装置包括气动装置、导轨、滑动支架、弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管，所述导轨固定在所述多工位立式注塑机上，所述滑动支架可在驱动单元的控制下沿着导轨滑动；所述弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管的一端依次连接，且所述气动装置连接在所述药片导出管的另一端；所述弹性吸附管正对旋转齿轮上脱模工位的下模，用于在所述气动装置和驱动单元的控制下产生负压，从而将包衣固体分散片脱模吸入，当包衣固体分散片到达药片导出管的一端后，所述气动装置吹气加压，所述药片从所述药片导出管的另一端排出。

2.根据权利要求1所述的包衣固体药片的注塑成型装备，其特征在于，由所述弹性吸附管、橡胶连接管、药片导出管依次连接组成的药片吸附管道为多条。

3.根据权利要求1所述的包衣固体药片的注塑成型装备，其特征在于，所述干燥混合装置包括干燥混合装置壳体、搅拌器、可旋转底板、加热装置，所述搅拌器位于所述干燥混合装置壳体内的顶部，所述加热装置位于所述干燥混合装置壳体的底部，用于对混合物料进行加热；所述可旋转底板位于所述干燥混合装置壳体内，用于承载混合物料；

所述干燥混合装置壳体带有倾斜的入口和出口，所述可旋转底板可倾斜，当混合物料混合完成后，通过可旋转底板旋转倾斜后，从所述出口流出进入所述多工位立式注塑机的注塑模块中。

4.根据权利要求1所述的包衣固体药片的注塑成型装备，其特征在于，第一上模、第二上模、第三上模均设有多个型腔，型腔个数与位置分布与所述的弹性吸附管一一对应。

5.根据权利要求1所述的包衣固体药片的注塑成型装备，其特征在于，所述第一上模、第二上模、第三上模中配备有热流道。

6.一种包衣固体药片的注塑成型方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的装置实现，该方法具体包括如下步骤：

(1)选取能够相容且熔点接近的药物和辅料，其中，药物的溶解度δ_t1和辅料的溶解度δ_t2满足如下公式：

|δ_t1-δ_t2|<7MPa^1/2

其中，E为内聚能，V为体积；

选取流动性好且熔点高于药物和辅料的成分作为包衣剂；

(2)将药物和辅料加入所述干燥混合装置进行初步的干燥和混合，后注入所述注塑模块；同时将所述包衣剂加入所述第一包衣液注液器和第二包衣液注液器中；

(3)控制所述第一上模和其对应的下模闭合，所述第一包衣液注液器向所述第一上模和对应的下模间形成的空腔中注入包衣剂，形成包衣薄膜的下半部分；控制所述第一上模归位；

(4)控制所述旋转齿轮旋转90°，步骤(3)中的下模转到所述注塑模块下方，控制所述注塑模块与该下模闭合，且向两者形成的空腔中注入药物和辅料的混合物，在包衣薄膜的下半部分中形成固体分散片的内核；控制所述注塑模块归位；

(5)控制所述旋转齿轮再次旋转90°，步骤(4)中的下模到达第二上模的下方，控制所述第二上模和该下模闭合，并向两者形成的空腔中注入所述包衣剂，形成包衣薄膜的上半部分，从而得到成型包衣固体分散片；控制所述第二上模归位；

(6)控制所述旋转齿轮再次旋转90°，到达脱模工位，即所述气动脱模装置的正下方，控制所述气动脱模装置吸附药片，完成脱模。