浅析微囊的制备和应用

浅析微囊的制备和应用

摘要：对微囊化技术的研究进展进行了综述，着重介绍了制备技术以及在制药领域的应用等内容。并对未来的发展状况进行了展望。

关键词：微胶囊化；制备；应用

Research on Microencapsulation Techniques and Applications

Abstract：The progress of Research on microencapsulation was summarized in this review．The major emphasis was laid on the technology of preparation and application．Additionally，we envisioned a perspective regarding the development in this field．

Key words：microencapsulation；Preparation；application

微囊化技术(microencapsulation)是20世纪40年代最先由美国威斯康星大学的渥斯特教授发明的，他采用空气悬浮法制造了微囊并成功的运用于药物的包衣。微囊剂的内部可以包埋各种液体、半固体或固体药物，较小的在纳米范围(称为毫微囊)[1]。目前，该技术已深入到医药、食品等众多领域，并不断改变着传统的产品形式，特别是在医药领域。药物微囊化后，可提高其稳定性，减轻不良气味，防止药物在胃肠道内失活，减少药物对胃肠道的刺激性，缓释或控释药物的释放，使液体药物固化，便于制剂生产、贮存和使用，避免药物的配伍变化，使药物浓度集中于靶区[2]，稳定其生物活性，有助于发挥疗效等，具有非常广阔的应用前景。本文着重阐述了微囊的制备工艺及其在药物中的应用。

1 制备方法

制备微囊的过程称为微囊化，常用的微囊化方法有化学法、物理机械法、物理化学法。

1.1 化学法

化学法系指利用溶液中的单体高分子通过聚合反应或缩合反应生成囊膜而制成微囊的方法。本法的特点是不加凝聚剂，先得W／O型乳状液，再利用化学反应交联固化。主要有原位聚合法、界面聚合法等。

1.1.1 原位聚合法

该法胶囊化的过程是将单体和引发剂全部加入分散相或连续相中，即单体成分或催化剂是全部位于芯材料液滴的内部或外部，聚合反应在芯材液滴的表面上发生，产生相对低相对分子质量的预聚体，该预聚体的尺寸逐步增大，沉积在芯材物质的表面，由于交联及聚合反应的不断进行，最终形成固体的胶囊外壳，所生成的聚合物薄膜可覆盖芯材液滴的全部表面。该法要求被包囊物可溶于介质中，而聚合物则不溶解[3]。因此，其适用面相当广泛。

任何气态、液态，水溶性油溶性的单体均可适用，甚至可用低相对分子质量聚合物、预缩聚物代替单体。为了使被包囊物分散均匀，在介质中还常加入表面活性剂，或阿拉伯树胶、纤维素衍生物、聚乙烯醇、二氧化硅胶体等作为保护胶体。

1.1.2 界面聚合法

在界面聚合法微胶囊化的过程中，分散相和连续相两者均要能提供单体，且两者以上

不相溶的单体分别溶解在不相溶的两相中，常用的活性单体有多元醇、多元胺、多元酚和多元酰氯、多异氰酸酯等。其中，多元醇、多元胺和多元酚可溶于水相，多元酰氯和多异氰酸酯则可溶于有机溶剂(油)相，反应后分别形成聚酰胺、聚酯、聚脲或聚氨酯[4]。如果被包囊物亲油性，将被包囊物和油溶性单体先溶于有机溶剂：然后将此溶液在水中分散成很细的液滴，再在不断搅拌下往水相中加入含有水溶性单体的水溶液，最后经沉淀、过滤和干燥后，便得到包有液滴的微囊。如果被包囊的是水溶性物，则整个过程正好与上述方法相反。由于反应物从液相进入聚合反应区比从固相中容易，所以该法适宜于包囊液体。

界面聚合法微胶囊化要求被包囊物能耐酸碱性，不能与单体发生反应。此外，包人其中的微量多余单体的去除也是必须认真对待的技术问题。界面聚合法所得囊壁很薄，被包囊物渗透性较好。颗粒直径可通过搅拌速度来调节以及加入适量表面活性剂来调节，产生微胶囊壳的速度比原位聚合法大得多。

1.2 物理机械法

本法是将固态或液态药物在气相中进行微囊化的方法。液体成份在热气环境中雾化成小液滴，再干燥成固体颗粒的过程，需一定的设备条件。该技术在制药工业中用于干燥热不稳定药物，或用于改善水中溶解度较低药物的溶解性，改善制备片剂用的颗粒的流动性，改善药物在高分子材料中的分散性。

1.2.1 喷雾干燥法

将芯材分散于囊壁材料的稀溶液中，形成悬浮液或乳浊液。用泵将此分散液送到含有喷雾干燥的雾化器中，分散液则被雾化成小液滴，液滴中所含溶剂迅速蒸发而使壁材析出成囊[5]。

1.2.2 空气悬浮法

即应用流化床的强气流将芯材微粒(滴)悬浮于空气中，通过喷嘴将调成适当粘度的壁材溶液喷涂于微粒(滴)表面。提高气流温度使壁材溶液中的溶剂挥发，则壁材析出而成囊。

1.2.3 真空蒸发沉积法

以固体颗粒作为芯材，壁材的蒸气凝结于芯材表面而实现微囊化。静电结合法：即先将芯材与壁材各制成带相反电荷的气溶胶微粒，而后使它们相遇通过静电吸凝结成囊。

1.2.4 挤压法

一种在低温条件下微囊化的技术。原理是将混悬在一种液化的碳水化合物介质中的芯材与壁材混合物经过模孔，用压力将其挤进壁材的凝固浴，壁材析出并硬化成囊。

1.3 物理化学法

本法在液相中进行，囊心物于囊材在一定条件下形成新相析出。该法法制备微囊微球具有制备条件比较温和，反应易于控制，后处理方便等优点，因此特别适合药物、生物制剂、植物天然提取物的微囊化。

1.3.1 相分离法

相分离法是在芯材与壁材的混合溶液中，加入非溶剂或不良溶剂、凝聚剂、凝聚诱导剂，或采用其它适当手段(如改变温度或pH值)使聚合物的溶解度降低，从溶液中凝聚出来，沉积在被包裹的芯材表面形成微囊的方法[6-7]。其囊化步骤大体可分为囊心物的分散、囊材

的加入、囊材的沉积和囊材的固化四步。相分离法可分为单凝聚法和复凝聚法，单凝聚法分为水相分离单凝聚法和有机相分离单凝聚法。前者系将芯材分散到壁材的水溶液中，然后加入强亲水性非电解质(如乙醇、丙酮等)或强亲水性电解质(如硫酸钠、硫酸铵等)凝聚剂，使大量的水与凝聚剂相结合，导致壁材的溶解度降低，凝聚出来形成微囊。这种凝聚过程是可逆的，一旦解除形成凝聚的条件，就发生解凝聚而使微粒消失[8]。这种方法适用于油溶性固体或液体的微囊化。有机相分离的单凝聚法适用于水溶性固体或液体的微囊化。

2 药物制剂中的应用

微囊化技术作为一种高新科技成果，正在转化为实用技术目前，发达国家已将微囊化技术广泛用于医药领域，这种新型技术给患者的治疗带来了高效、舒适和便捷。我国医药行业也不例外。随着药物微囊化技术的突飞猛进，近几年来国内外在这一领域进行了较多的研究并取得了一定的成果，成功研制了许多微囊化制剂，并在临床取得了较好的效果。

2.1 生物分子类药物微囊化

蛋白质和多肽类大分子物质(如生长激素、胰岛素、干扰素等)以及其它药物(如抗生素、抗癌药以及诊断药剂等)由于在治疗多种难以治愈疾病的过程中表现出药理作用强、副作用少等特点而备受关注。然而由于此类药物的稳定性差，采用传统的口服方法后在人体胃肠道内易被酶分解，所以目前多限于注射给药，而且需而多次注射以维持疗效。但采用生物降解聚合物为骨架材料，通过复乳一液中干燥(complex emulsion in water drying)法，将敏感的生物分子如多肽、蛋白质类药物包裹在微型圆球状实体内，经注射给药后。骨架材料逐渐降解成机体本身固有的小分子物质并排出体外，并能最大程度地保持药物的生物活性，并且可通过调节壁厚度和孔径以达到控释或缓释的目的[9]。

2.2 微生态类药物微囊化

微生态药物双歧杆菌是一类革兰阳性厌氧菌，是人体肠道正常菌群的优势菌，具有增强人体免疫力、抑制腐生菌生长、改善维生素代谢、延缓衰老、抗肿瘤等多方面的生态效应和保健功能。在不加保护剂的条件下冻干，双歧杆菌存活率极低，而在无菌空气压力196．14～294．21 KPa、流化床空气流量lO～12 m3·h-1、喷嘴处气流量为2～3 m3·h-1、热空气温度40～5O℃、空气湿度为RH50％～70％的条件下，经优化培养基混合培养所得的双歧联菌株，制成冻干粉，然后采用微囊化技术包裹成双歧杆菌微胶囊，其耐酸性强，肠溶性好，保存期长[10]。

2.3 油类药物微囊化

众所周知，油类物质(如β一胡萝卜素、维生素A、维生素E、鱼油、月见草油、葡萄子油、苏子油和其它营养性油类)利用常规工艺等技术难以加工成固体剂。国外研究人员将油类加工成微囊剂从而可进一步加工成片剂、胶囊剂甚至粉状物等固体产品。而一些对氧十分敏感的原料如ω一3脂肪酸、月见草油、琉璃苣油或苏子油等等在加工成微囊剂以后就能提高其稳定性[11]。因为选择合适的膜材料可以隔绝氧进入膜内，从而防止产品的氧化失效。鱼肝油、氯贝丁酯等药物具有特殊的气味，将其制成微囊化制剂后，可以有效地掩盖药物的不良气味，方便了患者服用。

3 展望

微囊作为一种高新科技成果，正在转化为实用技术，深入到医药、食品等众多领域，改变着传统的产品形式，让人们享受新型技术带来的高效、舒适和便捷。药物微囊化技术以其他技术不可取代的优点成为药物研究过程中的一个亮点。药物微囊化可以掩盖药物的

不良气味及口味；提高药物的稳定性；减少药物对胃的刺激；固化液态药物，方便使用；减少复方药物的配伍变化；一些微囊还可将活细胞或生物活性物质包裹在内。随着科学技术的进步和相关领域的深入研究，可以预见，更多的药物微囊化成果将会被开发出来提供临床使用，这必将带动药物剂型的变革和创新。

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