静电包衣 本发明涉及一种对基本不导电的底物进行静电包衣的方法和设备。发现其特别适用于由粒状包衣材料(包括粉末和液滴)对固体药物剂型(如，片芯、胶囊、颗粒和珠状)进行包衣。
已知可成功地采用静电包衣技术对导电底物(如，金属材料)进行包衣。对包衣材料(如，液体涂层液滴)施加一定电位差，使其带电，从而吸附在零电位(earthed)的底物上。
但上述的常规静电包衣技术并不能成功地用于对药片片芯或其它基本不导电物体进行包衣，这类物质的电阻一般高于1010-1015Ωm。尝试采用喷嘴形导管使粉状包衣材料带电，从而直接吸附零电位的片芯上。但粉状包衣材料随后会熔凝形成不均匀的包衣层。已发现该方法的效率低，这是因为无法使片芯达到足够的零电位，并且片芯表面上积聚的带电粉末会排斥其它的带电粉末。即使片芯由电位为零的传送带进行输送，该基本不导电的片芯也会带电。
另外，大部分粉末(95％经电晕放电)不带电，不会附着在片芯上，所以必须被回收或损失掉。这些不利因素会导致片芯包衣层的重量和厚度不均。它不适用于药剂生产，特别是在给药后，片芯包衣层对控制药物在体内释放的时间起重要作用。
尝试进行改进，例如WO92/14451，尝试在带电粉末未经喷粉前先用水润湿片芯，使片芯表面电位为零，从而有利于粉末在其表面附着。即使经过这些改进，包衣过程的效率仍然很低，其中会造成粉末损失，并且完成包衣所需的时间太长，不利于有效地生产。
本发明克服了这些问题，其一是提供了一种对基本不导电的底物进行静电包衣地方法，该方法包括将底物送入一包衣装置中，其中底物保持与周围电绝缘，其外围连接一颗粒包衣材料进料源，在底物和包衣材料之间存在一定的电位差，该电位差足以使包衣材料的颗粒包覆在底物的裸露表面上。优选该底物保持对零电位的电位差。
优选包衣材料和底物之间存在有形电场。有形电场能使底物处于位阱中。这样，底物本身为零电位，和周围环境间存在电位差，两电位之间位差明显。因此，基本上所有的包衣材料均能附着在底物上，能减少包衣材料的损失，并能避免包衣材料散落在底物周围的有关问题。
电场的形状由底物、环境和包衣材料之间的电位差决定。例如，底物处于某一表面上，底物与该表面绝缘，该表面的对地电位与包衣材料的对地电位相同，该底物的对地电位则与它们的电位不同，这样，包衣材料会吸附在底物上，而不会吸附在那一表面上。
优选底物和包衣材料之间的唯一动力是静电。所希望的颗粒包衣材料为雾化颗粒形式，例如可将包衣材料经流化床处理而制得。也优选将底物置于电极上，该电极与周围环境电绝缘。
采用粉末包衣时，底物先经过预处理装置处理，在底物裸露表面包覆一层吸附增进液。经包衣材料包衣后，将底物送入加热器中，使粉状包衣材料熔融，或使液状包衣材料干燥，从而形成实效连续均一的包衣层。也可应用同样方法，采用与第一面包衣相同或不同的包衣材料对底物的反面进行包衣。因此，可制成例如双色包衣底物。优选该方法是连续操作。
优选在本发明的方法中所采用的粉末的电阻高于108Ωm，优选108Ωm-1015Ωm。
其二是本发明提供了对基本不导电的底物进行静电包衣的设备，该设备包括一包衣装置，在该装置中，底物与其周围基本电绝缘，并且优选有一电位差，其周围连接有颗粒包衣材料供料装置及使底物与包衣材料保持相互电位差的装置。优选该底物保持对零电位的电位差。
优选该设备还包含与底物连接的有形电场装置。特别优选该有形电场装置环绕于底物周围。
最好该设备包括一种导电的承托表面，如，与底物电绝缘的滚筒，底物至少可由该滚筒送入包衣装置内。有形电场装置可与承托表面相连，从而使承托表面具有与包衣材料相同的对地电位差。
对于粉状包衣材料，设备中可包含预处理装置，使底物的裸露表面上包覆吸附增进液，还包含可将底物预处理的装置和包衣装置之间输送的输送机，该预处理装置可以在包衣装置的前端。输送机优选是滚筒。该设备优选包含一加热器，它在包衣装置的后端，该装置可使粉状包衣材料熔融或使液体包衣材料干燥，从而在底物表面形成一层膜。
其三，本发明提供了一种用于本发明优选设备中用的滚筒。
其四，本发明提供了一种包衣药剂，它的一面经包衣，另一面为不同包衣层或不包衣。该包衣可具有不同颜色或为不同聚合物或生物活性材料。
无论颗粒包衣材料是粉状还是液状，颗粒包衣材料的进料来源可以是复合进料来源，它包含若干辅助进料来源。辅助进料来源可以是不同颜色的包衣材料，或含不同聚合物的包衣材料。这样可制成一面具有多种颜色的片剂。其表面可以是双色的或条纹图案。同样，片剂可同时并排含有两种或多种不同的聚合物包衣。
其五，本发明提供了一种包衣药剂，其外表面的至少一面包含不同的两种或多种彼此连接的包衣层。该包衣层可为不同颜色或含不同的聚合物组分。
底物如药片片芯应与周围环境完全电绝缘，例如无电位差。优选需经包衣的底物与电极相连，从而使其保持一定的对地电位差(以及对周围环境的电位差)。若底物处于承托表面上，如滚筒表面上，它们可处于该表面的凹槽内。凹槽表面可为导电材料，并且可以制成电极的一部分。承托表面周围可以由绝缘、导电或半导电区域构成，从而形成有形电场。底物处于位阱中，从而使带电的包衣材料颗粒吸附在该底物上，而不会吸附在周围环境中，例如吸附在底物所处的承托表面上。
参照下列附图，通过实施例可进一步说明本发明，其中：
图1所示的是本发明设备的优选实施方案的示意图；
图2所示的是图1中设备的滚筒的剖面图；
图3所示的是适用于本发明设备的液滴包衣材料的生产装置的示意图。
图1所示的设备可对药片片芯的两面进行包衣。该设备包含片芯进料斜槽10，将片芯导入第1可旋转滚筒12。塑料滚筒12上有一钢制表面，在其外表面上有圆形真空凹槽14(图2)，片芯可被真空吸附在凹槽里，如下所述。
滚筒12沿图1中所述的箭头方向转动。片剂进料斜槽10下端为滚筒12，在其周围附近为预处理装置A，装置A包含静电喷枪16，由该喷枪可形成带电液滴，由于液滴和片芯之间存在电位差，因此液滴可以吸附在滚筒上的底物片芯。预处理装置A的下端是包衣装置B，B装置包含粉末振动盘18，可承托、流化和回收用于对片芯包衣的粉状材料。包衣装置之后是熔融装置C，它包含加热器20。经过熔融装置C后，包衣片芯进入冷却装置(图中未表示)，冷气直接接触包围片芯，以冷却熔融的包衣层。
第2滚筒12’与第1滚筒12相连，两滚筒之间的磙隙处于熔融装置C及冷却装置的下端。第二滚筒12’的转动方向沿图1中所示的箭头方向，与第一滚筒12的转动方向相反。第2滚筒12’与预处理装置A’相连(其中包含喷嘴16’)、包衣装置B’(其中包含粉末振动盘18’)、熔融装置C’(其中包含加热器20’)和冷却装置(图中未表示)。
在熔融装置C’之后，有一片芯收集斜槽22从第二滚筒12’上斜引出来，将经包衣的片芯进一步加工并包装。
将参照图2进一步详细说明第一滚筒12。它包含可旋转外壳24，其外表面上嵌有凹槽14。图2中仅图示了5个凹槽14；在实施时，一般适于采用更多的凹槽，它们位于外壳24的外圆周线上。沿滚筒的宽度方向可同时分布几条这样的外圆周线，该滚筒外壳可由整片的外壳构成，也可由几片外壳接合制成。应确定滚筒上的凹槽14的形状和尺寸，以确保片芯处于滚筒上时，片芯的一整面以及侧面的一半能被包衣。当片芯是圆的时，优选直径与片芯直径相近的凹槽。有时，适用的凹槽的深度应至少能使片芯厚度的50％暴露于包衣材料颗粒中，这样分别露出一面，然后是另一面，从而对整个片芯进行包衣。
每一凹槽14的表面均与滚筒上的其它凹槽表面绝缘，滚筒上连接有可向内伸展的拾取臂26，它朝向滚筒中心，但长度未及该中心。拾取臂26固定在外壳24的内表面上，并随外壳24一起转动。拾取臂26和凹槽14共同构成一移动电极，从而使凹槽中的片芯带电。每一凹槽14都包含能使片芯固定的装置，以抵御外力(如，重力)，例如，该装置是透过壳壁的导管28，与真空管30相通，真空管30在滚筒壳的内表面上沿圆周部分延伸，它位于进料斜槽的下端，与第一滚筒12和第二滚筒12’之间的磙隙相连。
在滚筒内部，安装有固定的接地拱形电极32(第一电极)，它与相应的预处理装置A成一斜角。在滚筒内部，安装有固定的接地拱形电极34(第二电极)，它与相应的包衣装置B成一斜角。固定电极的拱形外表面距滚筒中心的径向距离与移动电极的拾取臂26的自由端距滚筒中心的距离相同。当外壳24转动时，移动电极先后与固定的第一电极和第二电极接触。
滚筒12保持有一定的对地电位差，该电位差与包衣粉末的对地电位差相同。
第二滚筒12’的结构与第一滚筒相同，它包含一转动外壳，该外壳上带有凹槽、拾取臂、固定的第一电极和第二电极，以及真空导管。固定的第一电极和第二电极分别与相应的第二预处理装置A’和第二包衣装置B’成斜角，真空导管正位于两滚筒之间的磙隙上端，与片芯收集斜槽22相连。
使用中，不断地由片芯进料斜槽10加入片芯。片芯由进料斜槽10落入第一滚筒12的转动外壳24上的凹槽14中。在成一定斜角的位置上，凹槽位于真空导管30的外侧，这样，片芯通过外壳上的通孔28的真空作用而固定在凹槽内。外壳24经连续转动将片芯送入预处理装置A中，此时，与凹槽14相连的拾取臂26与第一固定电极32接触，使移动电极的电位为零，这时片芯进入凹槽。电位为零的片芯经过一静电喷枪16，在其裸露表面喷覆了吸附增进液(例如，聚乙二醇)的带电液滴。
外壳24继续转动，将移动电极26从第一固定电极32上移开，带动其与第二固定电极34相接触，此时片芯被送入包衣装置B中。经聚乙二醇处理过的片芯的外表面目前的电位差为零，粉末振动盘18中的包衣粉末吸附在片芯上。保持滚筒表面的对地电位差与粉末的对地电位差相同，它们与片芯的对地电位差不同，所形成的位阱确保了粉末基本仅吸附在片芯上，而滚筒表面上基本未吸附粉末。
外壳24继续转动，将移动电极26从第二固定电极34上移开，并将片芯送入熔融装置C中，其中加热器20使粉末在片芯的包衣表面熔融，形成实际连续的包衣膜。
外壳24继续转动，片芯离开熔融装置C后，通过冷却装置(图中未表示)，这样，盛有片芯的凹槽从真空导管30上移开。片芯从第一滚筒12上落入第二滚筒12’外表面的凹槽中，其未经包衣的一面正好朝上；该凹槽与第二滚筒的真空导管相通。该片芯经过第二预处理装置A’、包衣装置B’和熔融装置C’从而完成对整个片芯的包衣过程。第二包衣装置中的包衣粉末可与第一包衣装置中的粉末相同或不同。这样就可生产出具有不同的包衣表面的片剂。该不同的包衣层能在功能上提供改进的特征，如，对控释药物的扩散或溶解的改进，或美观的不同颜色的包衣，如由此可制成双色包衣片。当包衣片移到收集斜槽22附近时，盛有片芯的凹槽从真空导管上移开，片剂落入收集斜槽中，经过进一步加工和包装。
优选滚筒本身的直径至少为60毫米，其宽度最小不应低于片剂的直径，转速至少为1/2转/分钟。真空导管中的气压应低至足以抵御重力对片剂的作用，优选为0.2-0.6巴(绝对压力)。
由预处理装置A、A′内的静电喷枪16，16’不断向内径为0.05-2mm的钢制毛细管中加入半导电的、不挥发液体，如聚乙二醇或其水溶液，加料速度为0.1至1毫升/分钟。当滚筒上的片芯通过喷枪时，该毛细管与一对地的位差限流高电压(30-100微安时最高为50KV)相连，毛细管中的带电液滴会滴向滚筒上的片芯；由于滚筒上的片芯经预处理装置处理使电位为零，因此带电液滴会由于毛细管和片芯之间的电场作用而吸附在片芯的裸露表面上。预处理装置使片芯具有一定的电位差，条件是片芯对毛细管也有一电位差。此时，第一固定拱形电极32也具有一定的对地电位。当片芯离开预处理装置时，经控制使每一毛细管中进料液滴的电压下降，并采用一电阻(1-10MΩ)使毛细管的电位为零。从而确保了液滴在片芯之间的位差明显。
并非一定需要经过预处理步骤。
在包衣装置B，B’中，由振动进料器中向后振动盘18，18’中输入粉状包衣材料。振动盘中粉末的厚度由每一振动盘上的刮平桨决定。粉末可经振动流化并可经连续回流。振动盘可由塑料制成，其中嵌有零电位的金属片，该金属片正位于相应的滚筒上的片芯所在的弧边下方，它们可由金属制成。使颗粒带电的另一方法是摩擦带电。优选该振动盘50-150毫米长和3-40毫米宽。如果采用了一个以上振动盘用于生产双色或多色表面或含一种以上聚合物成分的表面，则适于分别采用不同的振动盘尺寸。片芯上所加的电压为-3至-15KV，限流5微安。
优选的粉末包衣组合物如下：46.5％(重量)Eudragit RS氨基甲基丙烯酸酯共聚物28.0％(重量)Klucel羟丙基纤维素15.0％(重量)二氧化钛5.0％(重量)铝色淀5.0％(重量)聚乙二醇60000.5％(重量)Aerosil 200胶状二氧化硅
另一优选的粉末包衣组合物如下：39.75％(重量)Eudragit RS氨基甲基丙烯酸酯共聚物39.75％(重量)Klucel羟丙基纤维素15.0％(重量)二氧化钛5.0％(重量)铝色淀0.5％(重量)Aerosil(胶状二氧化硅)
在高剪切力作用下，将各组分预混合，然后在高剪切力作用下加入水，混合，润湿该颗粒(10-15％重量)。约在45℃下在流化床干燥器上经20-30分钟干燥该颗粒混合物，从而将其中的水含量降低至低于3％(重量)。研磨干燥后的颗粒，使其微粉化成为粉末，其尺寸分布为50％(体积)的颗粒尺寸低于20微米，约100％(体积)的颗粒尺寸低于60微米。峰值约为10微米。
若颗粒包衣材料是液滴，该设备的结构与对片芯采用粉状包衣材料进行包衣的设备的结构相同。采用能产生低动量的液滴的设备来替代盛装粉末的振动盘，如图3所示。该设备也可以是特定的，这样易于由液体包衣材料液滴进料源替代粉状包衣材料进料源。
由喷枪41产生电位为零的液滴，并与滚筒(12)通电。喷枪可由金属或聚合物材料制成。喷射方向朝向挡板42，并落下，聚结的液滴流入回收槽43中。喷枪41的喷射动量较高。它们撞在内挡板上后减低成为低动量的液滴。一般由喷枪所产生的液滴的动量方向主要朝向底物44。如果底物上不带电，则液滴基本不会吸附在底物表面上。当底物带电后，液滴会吸附在底物表面上，从而形成包衣层，然后在干燥装置中干燥，该干燥装置与采用粉末进行包衣的设备中的熔融装置C相似。由于采用了液体包衣材料，预处理步骤A可以省去。
优选的液体包衣材料组合物的水分散体中包含：羟丙甲基纤维素 70％甘油 7％氧化铁黄 23％
在熔融或干燥装置C，C’中，在片芯表面上施加能量，使粉末熔融或使液体干燥，在片芯的裸露表面上形成均匀的包衣层。由聚焦辐射(优选红外线)来产生能量；所需的能量主要视包衣材料而定。熔融或干燥后，采用鼓风机使包衣层冷却固定。
本发明的优选包衣装置每一小时可对300000枚片芯进行包衣。