中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在醫(yī)藥產(chǎn)品中固體藥物制劑約占 70％～80%,，含有固體藥物的劑型有散劑、顆粒劑,、膠囊劑,、片劑、粉針,、混懸劑等,；涉及的單元操作有粉碎,、分級(jí)、混合,、制粒,、干燥、壓片,、包裝,、輸送、貯存等,。而這一系列過(guò)程密切相關(guān)的粉體性質(zhì)有粒度,、堆密度、流動(dòng)性,、吸濕性和潤(rùn)濕性等,。
中藥粉體的物理性質(zhì)
其中，如何準(zhǔn)確描述藥用粉體的流動(dòng)性,，是控制固體制劑質(zhì)量的重要基礎(chǔ)和手段,，尤其是隨著粉末直壓技術(shù)的流行，如何設(shè)計(jì)適合直接壓片使用的中藥粉體配方,，首要的問(wèn)題就是設(shè)計(jì)具有良好流動(dòng)性的藥用粉體,。
醫(yī)藥粉體流動(dòng)性的表征
粉體流動(dòng)性表征的是粉體在某些特定條件下的流動(dòng)能力，藥用粉體的流動(dòng)性表征方法主要有 3 種：
基于測(cè)量顆粒質(zhì)量流量的方法,，包括霍爾流量計(jì)測(cè)量,、低速轉(zhuǎn)鼓中的顆粒物質(zhì)的坍塌規(guī)模或質(zhì)量流率測(cè)量等,；
基于測(cè)量顆粒摩擦的方法,，包括靜力學(xué)休止角、剪切流變力學(xué),、壓縮度測(cè)量等;
基于顆粒形狀的分形維數(shù)法等 ,。
粉體流動(dòng)性的評(píng)價(jià)方法多種多樣，在藥劑學(xué)領(lǐng)域中常用的方法有以下幾種：
（1）休止角測(cè)定法
休止角是粉體堆積層的自由斜面在靜止平衡狀態(tài)下,，與水平面形成的最大角,。休止角不僅可以直接測(cè)定，也可以通過(guò)測(cè)定粉體層的高度和圓盤半徑后計(jì)算得出,，即 tan θ=高度/半徑,，測(cè)定原理如圖1所示。
圖1：休止角測(cè)定原理
休止角的測(cè)定方法主要有3種（見(jiàn)圖 2）,，即注入法,、排出法和和容器傾斜法。
圖2：休止角的測(cè)定方法
（a）注入法（b）排出法（c）傾斜角法（d）轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒法
休止角是檢驗(yàn)粉體流動(dòng)性的好壞的最簡(jiǎn)便的方法,。一般而言,，休止角越小,，摩擦力越小，粉體的流動(dòng)性越好,。如果粉體的休止角α<30o,，其流動(dòng)性好；若粉體的休止角α>40o（或45o）,，則流動(dòng)性差,，需采取措施保證分劑量準(zhǔn)確。但在實(shí)際生產(chǎn)中,，休止角α<40o就可以滿足分劑量的生產(chǎn)要求,。
休止角大小與粉體流動(dòng)性好壞的關(guān)系
（2）流出速度法
流出速度是將物料加入漏斗中測(cè)定全部物料流出所需的時(shí)間來(lái)描述,，其測(cè)定裝置見(jiàn)圖3所示,。
圖3：粉體流動(dòng)性的測(cè)定裝置
流速快，流動(dòng)性好,；反之流動(dòng)性差,。該方法僅適用于能夠自由流動(dòng)的粉體。對(duì)于附著性較強(qiáng)的粉體,，由于粉體本身不能自由流動(dòng),，因此無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。這種情況下可以向粉體中加入粒徑為 100 μm 的玻璃球助流,，測(cè)定粉體開(kāi)始流動(dòng)所需玻璃球的最少量,，用以表示流動(dòng)性，加入玻璃球的量越多,，粉體的流動(dòng)性越差,。
此外，流出速度法的測(cè)定結(jié)果受測(cè)定方法和實(shí)驗(yàn)條件的影響較大,。影響因素主要有容器的形狀和材質(zhì)、孔徑大小與形狀,、容器內(nèi)粉體層的直徑和高度等,。
（3）壓縮度測(cè)定法
壓縮度是將一定量的粉體在無(wú)任何振動(dòng)的條件下填充在量筒中，振動(dòng)量筒使粉體處于最緊狀態(tài),，振動(dòng)后最終體積 Vf 與初始體積V0的差占初始體積V0的分?jǐn)?shù)即為壓縮度 C,，也可以通過(guò)計(jì)算最松密度ρ0與最緊密度ρf求得壓縮度。
壓縮度計(jì)算公式如下：
Hausner 比 rHr 與壓縮度緊密相關(guān),，是初始體積 V0與最終體積 Vf 的比值,，計(jì)算公式如下：
壓縮度與豪斯那比及粉體流動(dòng)性好壞的關(guān)系
（4）剪切實(shí)驗(yàn)法
剪切實(shí)驗(yàn)法通過(guò)定量地測(cè)定粉體力學(xué)特性來(lái)評(píng)價(jià)的粉體流動(dòng)性,。根據(jù)剪切實(shí)驗(yàn)法原理的不同，該法可以分為定載荷剪切實(shí)驗(yàn)法和定容積剪切實(shí)驗(yàn)法,。近年來(lái)常用于醫(yī)藥粉體流動(dòng)性評(píng)價(jià)的剪切實(shí)驗(yàn)法主要有以下幾種,。
Jenike 剪切實(shí)驗(yàn)法
傳統(tǒng) Jenike 剪切實(shí)驗(yàn)屬于定壓式單面剪切實(shí)驗(yàn)法，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 4 所示,。
圖4：Jenike 剪切實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
圖5：Jenike 實(shí)驗(yàn)法的基本原理圖
環(huán)形剪切實(shí)驗(yàn)法
環(huán)形剪切實(shí)驗(yàn)法與 Jenike 剪切法不同,，剪切盒呈現(xiàn)環(huán)形，如圖6所示,，在粉體的上部施加垂直應(yīng)力,，然后旋轉(zhuǎn)下部剪切盒，環(huán)形的粉體層發(fā)生剪切旋轉(zhuǎn),，測(cè)定力矩即可求得剪切應(yīng)力,。
圖 6： 環(huán)形剪切實(shí)驗(yàn)法
旋轉(zhuǎn)式剪切實(shí)驗(yàn)法
旋轉(zhuǎn)式剪切實(shí)驗(yàn)法（圖7）通過(guò)插入粉體層內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)剪切頭對(duì)填充在圓筒形剪切盒內(nèi)的粉體施加力的作用。操作相對(duì)簡(jiǎn)單,，人為誤差小,，儀器的體積相對(duì)較小，所需樣品量少以及測(cè)定快,，針對(duì)制藥粉體來(lái)說(shuō),，采用旋轉(zhuǎn)式剪切實(shí)驗(yàn)法測(cè)定流動(dòng)性最適用。
圖 7 ：Schulze 剪切實(shí)驗(yàn)裝置原理圖
平行平板型剪切實(shí)驗(yàn)法
相比于休止角和壓縮度測(cè)定方法,，基于 Jenilke 剪切實(shí)驗(yàn)原理的平行平板剪切法更適用于濕物料粉體流動(dòng)性的評(píng)價(jià),。
圖 8： 平行平板型剪切實(shí)驗(yàn)裝置圖
（5）Carr流動(dòng)性指數(shù)法
粉體流動(dòng)性的測(cè)量方法很多，很長(zhǎng)一段時(shí)期都是簡(jiǎn)單地根據(jù)粉體的休止角,、可壓縮性來(lái)預(yù)測(cè)粉體的流動(dòng)性能,，但是這些方法所考慮的因素都較為單一，帶有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性,，往往在實(shí)際單元操作中,，流動(dòng)情況很不理想，難以很好地描述粉體流動(dòng)性,。后來(lái)Carr通過(guò)對(duì)2800種粉體試樣的測(cè)定,，提出了一套比較全面的表征粉體流動(dòng)情況的辦法，叫做Carr流動(dòng)性指數(shù)法,。
Carr流動(dòng)性指數(shù)法是目前粉體流動(dòng)性評(píng)價(jià)中最常用的一種綜合評(píng)價(jià)方法,。通過(guò)對(duì)粉體的休止角、壓縮度,、平板角,、凝集度或均齊度 4 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，每項(xiàng)最高 25 點(diǎn)，將測(cè)定結(jié)果換算成表示高低程度的點(diǎn)數(shù),，然后采用點(diǎn)加法得出總數(shù)作為流動(dòng)性指數(shù) FI,，以此來(lái)綜合評(píng)估粉體流動(dòng)性。
Carr 提出的流動(dòng)性指數(shù) FI 及其含義
該法既適應(yīng)于流動(dòng)性好的粉體,，又適用于附著性強(qiáng)且流動(dòng)性差的粉體,，在工程應(yīng)用中較為常見(jiàn)。它的缺點(diǎn)是只給出定性指標(biāo),，其流動(dòng)性指標(biāo)仍不能用于諸如輸送壓降,、混合時(shí)間、攪拌功率等的工程計(jì)算,。
小結(jié)
近年來(lái)隨著粉體技術(shù)的發(fā)展,，出現(xiàn)了許多新的流動(dòng)性測(cè)試方法，這些方法從靜力學(xué)或動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā),，試圖對(duì)粉體流動(dòng)性進(jìn)行更定量或更全面的表征,。如轉(zhuǎn)鼓法、多元分析法,。但影響藥物粉體流動(dòng)性的因素很多,，如顆粒的大小、粒度分布,、顆粒形態(tài),、堆積密度、表面狀態(tài),、顆粒之間的內(nèi)摩擦力,、黏附力、靜電力等,，因此要對(duì)粉體流動(dòng)性進(jìn)行正確,、全面地評(píng)價(jià)和表征，必須根據(jù)需要選擇合適的評(píng)級(jí)方法,，有時(shí)僅依靠一種測(cè)定方法或僅單獨(dú)分析某一個(gè)參數(shù)的變化是不夠的,，必須綜合運(yùn)用幾種流動(dòng)性測(cè)定方法進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。
參考資料：
李鳳生等.藥物粉體技術(shù)
王亮等.醫(yī)藥粉體流動(dòng)性評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展
杜焰等.中藥粉體流動(dòng)性表征方法研究
吳福玉.粉體流動(dòng)特性及其表征方法研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）
