控释片剂激光打孔机的研制.pdf

第28卷第6期1998年11月东null南null大null学null学null报JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITYVolnull28 Nonull6Nov. 1998edË4;u d¥ùÅ赵炎生1 null王长芳2null夏null毅2 null屠锡德1(1中国药科大学,南京 210009)( 2地质矿产部南京综合岩矿测试中心,南京 210018)null null收稿日期: 1998- 05- 20,修改稿收到日期: 1998- 07- 27.Knull1null报道一种利用激光束在控释片剂上产生预定释药小孔的激光打孔机. 仪器步进式工作,由伺服传动系统联动控制激光脉冲通断与片剂的传送. 从而使片剂的储料、输送、定位、打孔、出料程序自动化进行. 打孔速率1~ 2片/s,孔径范围null0null1~ 1null0 mm.经过对盐酸普鲁卡因胺渗透泵片与盐酸维拉帕米渗透泵片的打孔应用,证明仪器能满足科研与小批量生产要求.1oMnull激光打孔;渗透泵控释片;研制ÏmEs Ë|null TN2491null;u dýTð Ø根据控释片剂包衣材料nullnullnull纤维素衍生物等是非金属低反射率的有机化工材料,对特定波长的激光有良好的光吸收性能的特点,同时根据打孔直径范围在null0.1~ 1. 0 mm的要求,我们选用了CO2 激光器.激光束聚焦在片剂包衣材料表面,在瞬间会产生极高的温度,使包衣材料表面汽化蒸发,汽化的物质高速喷射出,同时产生很大的反作用力,整个过程相当于局部微型爆炸,于是在包衣的表面便形成了小孔[ 1].在片剂上打出一个直径为 d、深度为 h 的孔,则所需CO2 激光脉冲能量 E 应为null null E = 14 nulld 2hL p (1)式中, L p是材料的单位体积破坏比能,J/ cm3. 其孔径 d 和孔深h 可用以下2式估算:null null d = 2 3Enull( L B + 2L m) ar1/ 3(2)null null h = 3Enulltan2 null( L B + 2L m) si d, e1/ 3(3)其中, E 是激光脉冲能量, J; L B是材料汽化热比能, J/cm3; L m是材料的熔化热比能, J/cm3;null是光束进入材料表面时的发散半角, rad. 按计算若打出null1mm孔径,需数十mJ能量.激光打孔是在极短的时间内完成的,孔的形成是包衣材料在高功率密度激光束的照射下,产生的一系列热物理现象相互作用的结果,实际打孔与公式计算仍有些差别,需作适当调整,使之符合孔径要求.2nullu d²Fî„ýTVñ激光打孔机由CO2激光器、脉冲控制器、激光聚集与观察系统、水冷装置、电源部分、伺服传动机构、片剂输送定位盘和出料系统组成.激光打孔机的主要工作过程是:激光器发出的激光经激光脉冲和能量控制器变为有一定脉冲宽度与能量的序列脉冲激光,经激光转向聚焦在需打孔的片剂上,调整脉冲控制器的通光孔径,可以获得不同孔径的释药小孔. 光学显微系统随时观察打孔质量,从而及时调整有关参数. 在伺服传动系统的联动控制下,片剂输送盘沿圆周步进运动,输送盘的启停与激光脉冲的断通严格同步,从而保证了打孔的精度. 整个过程,送料、定位、打孔、出料全部自动地进行.2null1null=Ä;„È÷V1null 50 min=;{¥ÿqÎMnull W时间/min 工作电流/mA24 20 1010 37. 4 34. 5 18. 220 37. 2 34. 4 17. 530 36. 9 35. 0 18null040 37. 5 34. 8 17. 050 37. 5 34. 5 18null060 37. 2 35. 0 17. 8输出平均值 37. 3 34. 7 17. 8输出相对误差 < 1% < 1% < 2%激光功率输出0~ 35 W连续可调;激光束发散角小(2mrad);输出功率稳定性见表1. 在交流稳压电源220V 条件下测定,激光功率计: LP101(全华激光器件公司,北京计量科学研究所标定).为了提高激光脉冲功率,采用逆变式脉冲电源,重复频率达到1 kHz,从而改善了打孔的质量. 脉冲电源基本原理是将交流电变为直流电,通过振荡调制放大,形成kHz级的脉冲讯号去推动逆变器,逆变器产生同样频率的脉冲高压至CO2 激光器,使连续激光形成脉冲激光. 激光输出功率长期稳定性小于10%.2.2null;„? eÅ为了更好地控制脉冲时间和能量,我们使用一个固定光栏和一个移动光栏构成了激光脉冲和能量控制器,见图1.图1 激光脉冲能量控制器框图激光脉冲滑块 凸轮激光 移动光栏 固定光栏2个光栏通光孔中心高度一致,且与激光束同轴. 移动光栏位于激光器与固定光栏之间,起到一个斩波的作用,也起到能量控制的作用. 移动光栏通过一沿导轨运动的滑块与凸轮相连,凸轮旋转推动滑块,滑块带动移动光栏前后移动,当移动光栏通光孔径与激光束一致的瞬间,激光束通过打孔. 光栏孔径大小可以更换,以获得不同的激光脉冲宽度和能量,达到打不同孔径的要求. 通过2种光栏联合使用,从而使激光脉冲时间从70~ 210 nulls可调,激光输出能量从20~ 120mJ可调. 片剂孔径与控制器光栏孔径的关系曲线见图2.51第6期 null赵炎生等:控释片剂激光打孔机的研制图2null片剂孔径与控制器光栏孔径关系曲线图null 移动光栏孔径为null2. 5 mmnull 移动光栏孔径为null2. 0 mm2.3null;Ð"d为满足打不同孔径(null0.1~ 1. 0 mm)的要求,系统需对10. 6nullm远红外激光聚焦,前者用于转向,后者用于转向聚焦. 球面反射镜焦距为70~ 80 mm,常用70mm. 调整2、3位置可以使聚焦光斑适合于打孔. 观察系统采用无限筒长显微系统观察,见图3.2.4nullº›.î该机构首先对电机转速按预定的速比减速,再由同样齿数的链轮分别带动片剂盘旋转的棘齿、棘轮和控制激光脉冲的阿基米德螺旋线凸轮,从而实现片剂输送盘图 3null光学系统图1nullCO2激光器; 2和3null平面反射镜;4null球面反射镜; 5null聚光照明; 6null物镜;7null筒镜; 8null半五角棱镜; 9null目镜启停与激光脉冲断通严格同步.3null‹null¨激光打孔机对数万片盐酸普鲁卡因胺渗透泵片[2]与盐酸维拉帕米渗透泵片[3]进行打孔,孔径误差均小于5%,孔径边缘光滑、整齐、无污染,符合科研和小批量生产的需要. 控稀片剂照片见图4.3null1null÷ÖôZ 5y edË盐酸普鲁卡因胺( procainamide hydrochloride PAnullHCl)渗透泵控释片,片剂直径null7 mm,打孔孔径为null0. 5mm,null0.6 mm,包衣膜厚为80 nullm,120 nullm经12名健康受试者服用溶液剂A( 800 mg) ,B( 1 500 mg), C( 1 500mg) 2种缓释片. 测定血药浓度较普通片波动小,维持时间长,达到控制释放的目的. 结果见图5.图4null3种不同孔径的控稀片剂照片3null2null÷Ö»Ê‚Ü edË盐酸维位帕米( verapamil hydrochloride, VernullHCl)渗透泵控释片,片剂直径null7mm,null8 mm,激光打孔孔径null0. 5 nm,null0. 8 nm,包衣厚度80 nullm, 100 nullm,120 nullm. 包衣膜厚度与打孔孔径大小对释放度影响见表2.V2nullI¨„ dåvldbÎq¥•Y(%)孔径/ mm厚null度/nullm时间/ h1 2 3 4 5 6 7 80.8 69.3null 5. 1 3.4null 3. 0 15.28null 3.9 23.25null 3.0 30.40null 5.41 39.59null 7. 3 42.15null 5.98 47.74null 3.08 54.20null 1. 8743.8null 3. 4 10. 08null 2. 48 23.53null 3.2 36.61null 3.6 53. 2null 9.8 56.35null 1. 2 62. 12null 3. 8 66. 91null 3. 3 76. 5null 4. 30.50.8 69.3null 5. 14. 89null 2. 25 13. 4null 3.6 21. 7null 5.3 27.42null 5.8 31.86null 5. 63.4null 3. 0 15.28null 3.9 23.25null 3.0 30.40null 5.41 39.58null 7. 352 东 南 大 学 学 报 第28卷图5null PAnullHCl平均浓度nullnullnull时间曲线图null null null溶液(A); null null null渗透泵片(B);null null null缓释片(荷兰)(C)null null可见衣膜厚度对释放度影响较大,而孔径大小影响不大. 该渗透泵片经受试者服用,测定血浆中药物浓度,表明该片日服1次,血药浓度平稳,能维持24 h内有效(50 mg/L).4null)null‚本文介绍的控释片剂激光打孔机,仪器性能稳定,达到预期效果,可以进行小批量生产.但是这台仪器毕竟是国内第1台控释片剂激光打孔机,若大批量生产控释片剂,仪器性能还需进一步提高和完善,如打孔速度可以加快,达10次/s以上,可以正反面识别打孔或同时两面打孔等. 对孔径为null200nullm以下的打孔,还需进一步提高激光功率.随着我国渗透泵控释片剂的发展,激光打孔机将以其独特的作用,必然成为控释片剂科研、生产中必不可少的重要设备.本打孔机的研制得到南京药物研究所郭建兰研究员、南京药科大学毛凤斐教授、朱亚萍付教授的大力帮助和支持,在此深表感谢.• IÓD1null刘东华. 激光打孔机. 激光杂志, 1992,13(3): 151~ 1552null朱亚萍,毛凤斐,屠锡德. 盐酸普鲁卡因胺渗透泵片剂的研究. 药学学报,1988,23( 11): 850~ 8563null郭建兰,经广伟,曹德善. 盐酸维拉帕米渗透泵片溶出度与人体生物利用度研究. 药学学报, 1993,28( 9):714~ 720Study of a Laser Machine to Make Hole in Control TabletZhao Yansheng1nullWang Changfang2 nullXia Yi2nullTu Xide1( 1 China Pharmaceutical University, Nanjing 210009)( 2 Nanjing Laboratory of Rock and MineralResearch Ministry of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210018)Abstract: nullThis paper reports thestudy of laser holing machineusing laser beam to makean or-ifice for designed diameter on a control tablet.This machine works steppedly,the on or off of laserpulse and the transmission。