现代超微粉碎技术在中药生产现代化中的应用

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摘要： 中药是中华民族之瑰宝，无数事实证明，中医药对世界医学的发展起了极大的作用，对全人类作出了重大贡献。随着社会的不断进步，中药古老的生产方法和剂型难以适应当前的节奏。

    本文阐述现代超微粉碎技术——超音速气流粉碎、分级系统的原理及优越性，以及在中药生产现代化中的应用，使得中药剂型的改革、中药资源的节约、中药走向世界成为可能性。

　　关键词：超音速气流粉碎、中药材微粉化、中药剂型改革。

　　一、 问题的提出

    　中药是中华民族之瑰宝。她凝聚着几千年来劳动人民和医学家的辛勤劳动。无数的事实证明：中药对世界医药学的发展起了极大作用，对全人类作出了重大的贡献。

    　 随着社会的不断发展，中医药正走出国门，面向世界，特别是世界上“自然疗法”的兴起。中药在国际上也越来越受重视，日本汉方药的发展很快，技术水平很高，西欧、美国、韩国投资巨额资金研究和发展中药，而我国本身虽然在生产技术上不断改进、品种上也不断增加，但就中药饮片的现状与当今社会的生活节奏还很不适应，因此，对中药饮片剂型的改革，是摆在我们面前迫在眉睫要解决的问题。

　　中药材取自于大自然的植物、动物、矿物，历经几千年的实践，逐步形成了煎剂、丸剂、膏剂、酊剂等各种剂型。很多药物在剂型的选择和制作过程中都要涉及到粉碎这道工序，于是就有这样一些问题摆在我们面前：

　　一、药物的粒度（特别是一些难溶性的药物）如何变细，使粉体的比表面积增大，从而提高人体的生物利用度；

　　二、在粉碎过程中如何避免污染；

　　三、如何避免粉碎过程造成温度过高而改变原料的化学成分。

　　四、对粉碎后药物能精确、及时的分离并收集。

　　为此，制药生产者采取了很多方法，从传统的碾压到机械的球磨，从干法粉碎到水飞法，凡是种种，都很难一次性理想的解决以上问题。

    　纵观西医药的发展中，无疑也是借助于现代科技的发展。对中医药来说，能否将传统的工艺手段与现代高新技术相结合呢？这样就给我们提出了一个新的课题。

　　二、超音速气流粉碎技术的工艺特点及优越性

   　 超微粉碎技术是七十年代以后为适应现代高新技术的发展而派生的一种物料加工新技术。

    　目前只有少数几个发达国家具有这种生产技术，我国自九十年代引入，其研究应用方兴未艾。国内现有常见方法生产的粉体材料只能达到45μm（325目），运用现代超微加工技术能将物料粉碎成为10μm（1250目）甚至达到1μm（12500目）以下的超细粉末。

    　超微粉碎技术是以空气动力学为理论，将多喷管技术、流化床技术、分级技术溶为一体，形成了一套超声速气流粉碎分级系统。

    　超音速气流粉碎分级系统，通常由气源、供料系统、超音速喷管、粉碎室、分级室、旋风收集、布袋收集等部分组成。

1、进料口  2、粉碎机  3、分级机  4、收集机  5、第一除尘机  6、引风机  7、排气管  8、卸料阀  9、空压机 10、冷却器 11、油水分离器 12、干燥器(或灭菌器) 13、气罐  14、阀门  15、第二除尘器
　　
　　这种气流粉碎的特点如下：

    1、 无污染性   

      气流粉碎的动力是空气，物质在高速气流的带动下高速运行，自我撞击，实现粉碎。因为该技术是根据物料的自磨原理而对物料进行粉碎，粉碎腔体对产品污染极少，只要空气经过净化，就不会造成新的污染源。

    2、 低温性     

      由于压缩空气在喷嘴处绝热膨胀会使系统温度降低，所以整个粉碎空间是低温环境，粉体的粉碎是在低温下瞬间完成的。从而避免了某种物质在粉碎过程中产生热量而破坏其化学成份的现象发生。

    3、 物理性   

      气流粉碎纯粹是物理行为，不发生任何化学反应，因而保持物质的原有化学性质。

   4、 精度高   

     产品粒度可以通过分级机进行调整，因此粒径分布狭窄，而且分级机的调整完全是独立的，这样既严格限制了“大颗粒”又避免了过粉碎。

   5、 造型好   

       粉体趋于“球型”。

   6、 环境污染小  

     粉碎是负压状态下进行的，粉体在粉碎过程中不发生任何泄漏。
  
   　 正因为气流粉碎具备上述特点，正被广泛应用在军事电子、机械、冶金、建材、造纸、陶瓷等多个领域，粉体从粗至微细，不仅仅是物理的变化，其表面积和孔隙度大大增加，光、电、磁、热学性质，溶解性、吸附性、亲和力均发生奇妙的变化。因此，在军事上美国在海湾战争中使用F-117A型战斗机，就是因为机身外涂敷了能够吸收红外本与微波的超细粉末，才大显神威。在机械工业上，用氧化铝超微粉制成切削工具，其功效更比普通刀具提高60倍，而且加工精度高。有了超微粉，我们可以制造高级铜板纸、高级油漆、涂料。有了超微粉，我们可以制造高级磨料，使得机械光洁度提高许多倍。食品微粉化给食品加工业带来了新的手段、新的思路。食品进行微粉化后，可以大大提高人的吸收程度，特别容易消化吸收。在电子工业、冶金工业、陶瓷工业处处可见超微粉高性能、高质量、低消耗的优越性。

    　故超细粉末称为尖端技术之源。

　　三、超音速气流粉碎技术在中药生产现代化中应用

   　 对一种药物来说，我们不仅要看它疗效的大小，而且也应注意到疗效的时间，人体对其吸收的程度，对一些难溶性的物料，如果进行“微粉化”处理，其比表面积成倍的增加，活性高，吸附性能、表面电荷、表面粘着力均发生奇妙变化。无疑对疗效时间的加快，人体生物利用度的提高是有益的。国外对药物的微粉化十分重视，我国出口作为医药材料的精细化工产品，外商往往对物料粉体的细度、粒度的分布都要提出很高的要求。从一些制药厂委托我公司加工出口的产品如：氢化可的松、左旋十八甲基炔诺酮、盐酸大观霉素、尼莫地平、雷尼替丁、阿昔洛韦、硫糖稆、雌三醇、VC、VB6等产品一般粒度都要求在5微米以下，这就充分说明了这个问题。

    　西药原料是如此，对中药材来说更是如此，超微粉体技术的问世，可将中药材从传统粉碎工艺得到的中心粒径150~200目的粉末（75μm以上），提高到中心粒径达5~10μm以下，在该细度条件下，一般药材细胞的破壁率≥95%。因此，当中药超细粉体服用后，细胞内的有效成分不必再需通过细胞壁和细胞膜建立的屏障才能被给药部位吸收，而是直接和给药部位接触吸收；同时，中药超细粉体的比表面积很大，与给药部位接触面积大，而且其粘附性能使药物在吸收部位的时间延长，因此可大大提高有效成分的吸收速度和吸收程度，从而达到速效、高效、长效的治疗效果。此外，由于超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷冻粉碎等方法，与以往的纯机械粉碎方法不同，在粉碎过程中不产生局部过热，且在低温状态下进行，粉碎速度快，可最大程度地保留中药中生物活性物质及各种营养成分。因此，中药超细粉体对提高中药疗效，降低毒副作用，减少服用剂量具有重要意义。

　　近些年来，我们利用超音速气流粉碎技术为有关药厂、中医药大学、中医药研究所超细粉碎了一百多种各种类型的中草药（见附表）。有关的专家还将他们多年积累中药方剂让我们对其进行超微粉碎。他们对单味和复方药进行了药效学、生物药剂学、药物动力学的对比研究，发现采用超细粉体技术制备的制剂的药理作用强度显著大于采用传统粉碎技术制备的制剂。

　　本公司还用超微粉技术对花粉进行粉碎，花粉破壁率达到100%，使得花粉的营养能充分释放出来。还利用该技术对珍珠进行微粉加工，使得珍珠粉粒径（1.5μm）大大的小于人体汗毛孔，极易于被人体的皮肤和肠胃吸收。

　　部分药材粉碎举例

　中药类  

酵母、 茶叶、 杜仲、 桑叶、 黄芪、 附片、 甘草、 银耳、 珍珠、 牡蛎、 虫草、 人参、 红参、

蜈蚣、 花粉、 松贝、 蛤蚧、 全虫、 阿胶、 滑石、 麦冬、 枸杞   当归、 桂枝、 肉桂、 白芍、  

天麻、 血竭、 沉香、 乳香、 琥珀、 羌活、 防风、 田七、 黄莲、 蛇骨、 丹参、 苍术、 川芎、

没药、 木香、 冰片、 当归、 牛膝、 秦艽、 赤芍、 麻黄、 川乌、 丁香、 西辛、 地黄、 黄精

鹿角霜、 鹿茸粉、 羊胎素、 红景天、 水飞蓟、 鹿角胶、 威灵仙、 蛇床子 、徐长卿、 山楂叶、

广防己、 五加皮、 安痛藤、 制草乌、 骨碎补、 螺旋藻、 小球藻、 蛤壳粉、 龟板胶、 生龙骨、

灵磁石、 乌贼骨、 夏天无、豕希莶草、鸡血藤、 鸡矢藤、 西洋参、 桔杆类、 何首乌、 柿子叶、

银杏叶、 枇杷叶、金银花、 夏天无总碱、 鲨鱼软骨粉、

  

    综上可见，开发疗效更好、品种更优的中药超细粉体新产品，形成中药的新材料、新剂型，将具有深远的理论和现实意义。国家科委与国家中医药管理局已将其列入“21世纪中药现代化发展战略”之一。
　　四、结论及今后的工作

   　 实践已说明并将继续证实，将超微粉碎技术引进中药领域，不失为制药粉碎工艺中较理想的方法，作为中药剂型改革的途径之一，它既丰富了传统炮制的内容，又能为中药的生产和应用带来新的活力，成为中药行业新的生长点，其优点主要体现在如下方面：

   　 1、超细粉体化饮片的研制与产业化

   　 对工业化提取工艺不适合的某些中药，如矿物药、贵重药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物等。可粉碎后入药，但常规粉碎工艺制得的产品起效慢，生物利用度不高；而超细粉体工艺制得的产品起效迅速，生物利用度高，能提高疗效，降低毒副作用，减少服用剂量，节约药材。

   　 2、改造传统的提取工艺

   　 中药超细粉碎后，与溶媒的接触面积大大增加，可缩短提取时间，提高有效成分转移率，节省能源，提高原料的综合利用度。

    　3、改善现有剂型的品质，

   　 某些中药复方药物在临床上具有很好的疗效，但原制剂采用常规粉碎，细胞大部分保持完整状态，有效成分溶出慢，起效速度和生物利用度有待提高；对于以粉体为原料的散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂等固体制剂，若将原料微粉化，不但可改变其外在性状，还可改善其溶解度、溶出度、吸收率、附着力、生物利用度等多种药学参数。

  　  5、开发中药新剂型 ，

  　  对于鹿茸、珍珠、海马、冬虫夏草等珍贵中药材，均可通过超细化，直接制成中药口服散剂、胶囊剂、微囊等。 而且还可研究将某些中药材微粉化后直接与基质相混而制备透皮吸收制剂。

    　此外还可将药食同源的中药品种经超细后开发成各种保健滋补品、食品添加剂。

    　当然，超微粉碎技术在中药领域的应用是全新的课题，这些工作要全面展开，今后还有很多工作要做：

   　 1、超微粉体技术应用对象的选择

   　 超微粉碎是中药材加工和中药制剂生产工艺中的重要环节。但不是唯一的，其主要应用对象是矿物药、贵重药和具有特殊性质的中药。此外，还有研究表明，超微粉体技术对有毒中药中药制剂过程中有其它手段无法替代的作用。

    　2、中药超微粉体的定义

    　中药的组成十分复杂，它具有植物药、动物药，又有矿物药。就前两类而言，既有动植物的组织器官，又有其分泌物等种种。仅就植物类中药，根、根茎、皮、叶、花果、种子等均可入药，它们的微观组织结构存在很大的差异，加工成超细粉体的难易程度也明显不同。因而有人提出“细胞级微粉碎”的说法，即植物细胞中所含有的成分只有透过细胞壁及细胞膜释放出，才能被吸收，而细胞级粉碎是以植物类药材细胞破壁为目的的粉碎作业，并不以细度为目的。由于粉碎过程中细胞壁一旦被打碎，细胞内水分和油质迁出后可使微粒子表面形成半湿润状态，粒子与粒子之间形成半稳定的粒子团（或称为微颗粒），关于中药超细粉体的要领有待于随着研究实践的不断深入而逐步完善。

   　 3、若干技术问题

   　 A、超细粉碎是涉及多学科的高新粉碎技术，它应用于中药领域，也还存在着不少工艺、质控等方面的问题。结合粉体制备工艺的一般流程和中药材自身的特点，主要的工艺参数筛选和优化内容至少应包括：（1）欲超细物料的含水量（与物料的干燥预处理相关）；（2）粉碎工艺参数，如气流粉碎的主要技术参数，即有空气压力、空气流速、粉碎室直径、耗气量、处理量、给料粒度、给料速度等；（3）粉体分级参数，如旋风分离器的转速、加料量、二次风量等。

　   B、中药超细粉体是由众多的单个粒子组成的集合体，粉体的各种性质既受单个粒的影响，也与粒子间的相互作用有重要联系。所以中药超细粉体的质量指标体系应包括单个粒子参数与粉体系数参数。主要有粒径、粒径分布、比表面积、湿润性、流动性等。

  　C、对于中药制剂而言，也还存在一个“鉴别”问题，超细状态下的中药是否还具有普通粉碎时所有的显微特征，如果原有的显微特征发生了改变，则又应建立超何种更精细的鉴别方法。

    　D、中药超细粉体的应用也有一些关键技术急待解决。如物料经超细后比表面积显著增加，表面能很高且表面离子荷电，粒子处于非稳定状态，因而有强烈的相互吸引而达到稳定的趋向。如何在制剂过程中采取相应的措施防止这种聚集的发生；又如若以超细中药粉体作为提取的原料，则存在着粉体在提取溶媒中的分散问题及在提取过程中的糊化问题（对富含淀粉类物质的中药而言），再如超细粉体体外溶出度测定及药效学评估方法均与普通粉体有较大的不同，特别是其有关生物药剂学的研究，如何科学、客观、合理地诠释相关的药物动力学参数，并用以指导新药研制及临床用药，都有待进一步深入的研究。

    　当然，这些工作要全面展开，需要一个相当艰巨的历程，还有很多工作要做。但我相信，随着超细粉体技术的发展，逐步建立起中药超细粉体理论体系及切实可行的技术体系，以开发疗效更好，品种更优的超细中药粉体，实现中药现代化，这一目标一定能实现。

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qingfeng77121

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