[发明专利]一种粉体微量灌装流道

说明书

本发明公开了一种粉体微量灌装流道，包括上下相连通的圆柱形流道和圆锥形流道，圆柱形流道内径设计为6～10毫米，圆锥形流道下端出口内径设计为0.6～1.5毫米，所述的圆锥形流道的半锥角设计为6～20°，圆柱形流道和圆锥形流道的总高度大于圆柱形流道高度10毫米以上。本发明的流道完善了整个流道设计中的关键参数及具体的参数范围，更有利于药剂粉末微量灌装的控制。并且，通过对流道选材的研究，使得流道内粉体的流速更加稳定，使得微量灌装控制更为精确、有效。

技术领域

本发明涉及粉末灌装设备，更具体地说，涉及一种粉体微量灌装流道。

背景技术

在制药工业中，粉体材料作为原料、中间体、最终产品涉及到药物研发与生产的各个环节。为提高药物的生物药效和人体对水溶性差的药物吸收，药物制剂中所用粉体颗粒粒径通常低至微米或纳米级。但这类细粉材料会表现出非常差的流动性，给药物研发和生产造成了很大的操作技术难题和原料浪费。其中，呼吸道干粉吸入型药剂作为治疗哮喘、慢性阻塞性肺炎等肺部疾病的有效手段，其研发和生产在国内开始受到高度重视。干粉吸入剂的生产受严格的制药和制造标准监管，其中最具挑战性的是对干粉吸入剂剂间均一性的控制。因此，药物粉体的灌装成为影响产品质量的一个重要环节。灌装工艺的精确度决定着药品剂间的均一性。其高效性可以解决产品在生产过程中生产成本高，周期长，原料浪费严重等问题，减少能源，材料以及人力等资源的浪费。针对此类技术需求，在上世纪末研究人员开始关注粉体微量灌装技术在生物制药产业的应用。

目前，常见的粉体微量灌装技术是采用气动技术和体积法。专利US4350049在1982年介绍了将气动技术与体积法结合在粉体微量运送中的应用。但方法不能提供连续性的粉体输送，粉体填料和运送是交替完成的。采用体积法的灌装技术是难于生产微剂量药剂(＜20毫克)的；灌装粉体的称量由预先设计好的体积定量槽完成，精确度受粉体颗粒堆积密度的实时变化所影响；如需更改灌装剂量需要重新设计更换灌装设备，这无疑增大了时间与经济成本。而且只能完成单一粉体或粉体混合物的灌装，对于多组分药物就必须先将这些组分大量混合，然后再进行灌装，这样会导致由混合带来的剂间组分不均匀。另外，对粘性高的粉体进行灌装时也很容易出现粉体堵塞，导致低剂量输出或过程停滞。

重量法是另一种粉体微量灌装的解决方案。粉末在重力的作用下通过喷嘴卸料进入目标位。然而，药剂生产中的极细粉末由于其流动性不好，在重力作用下不能实现自由流动，保证不了每次灌装剂量的一致性，影响灌装精度乃至产品质量。公开文献J BiomolScreen，10(2005)p524-531中介绍了为实现精确的重量法灌装，灌装系统增添了有即时质量迭代反馈回路的重量平衡系统。该系统由天平反馈即时重量来控制喷头阀门以开启和关闭粉体流动卸料。这样提高了灌装精度，但同时也带来了过程耗时并难以适用于大规模生产线的缺陷。

根据最新研究发现，由振动激励并控制的粉体微量灌装技术可以有效解决体积法和重量法现有的应用缺陷。其在使用毛细管或微型漏斗实现微量运送和灌装的过程中，对运送通道施加由脉冲信号控制的振动有助于破坏高粘度粉体结块和颗粒间拱力，引发粉体自由流动。专利GB2472817介绍了振动在粉体材料微量灌装上的应用。

专利GB2472817公开了三种不同结构的输送管，如图1a～图1c所示，并给出了相应参数：上部垂直部分的内径D(不计管壁厚度)在水平方向上最小为5毫米；出口孔径d在水平方向上最大为200微米至3毫米，优选地，最大为2毫米，最佳地，最大为1毫米；下部锥体斜面与垂直方向的角度α在5度到45度(见图3)。

在专利GB2472817中亦介绍了水作为媒介传播超声波振动，因此振动传播媒介的性质对粉体流动的影响也是需要考虑的一个重要因素。