药物超细化可能产生毒性有资料显示,一些中药在超细粉碎后可能影响疗效甚至产生毒性,所以不是所有的中药都需要纳米化。本文仅就中药纳米化的技术、工艺及设备进行研究,具体何种中药需要纳米化、细化到多大粒度使用效果最好,不在本文探讨范围之内。
中药纳米粉制取设备和工艺中药纳米粉加工使用得主要设备有:普通粉碎机、超音速气流粉碎分级机、行星球磨机、真空冷冻干燥设备等。对于不同的中药材,由于其质地不同,可以采取不同的粉碎方法;不同的工艺方法可以加工不同质地的原材料,获得不同尺度范围的粒度。
干燥的中药原材料经普通粉碎机初级粉碎后,由于粒度较大,需要采取其它方式继续粉碎,以获得期望的微细粉末。所以,在初期粉碎后需要采用超音速气流粉碎机进一步加工,然后经2级筛选,1nm~800nm为一级分离物,800nm~400nm为二级分离物。
超音速气流粉碎机是利用压力气体携带物料,通过加料喷射器形成的高速射流,使原料被喷射进入粉碎室。粉碎室外围的拉法尔喷嘴有方向性地向粉碎室喷射超音速高速气流,使物料间产生激烈的碰撞、磨擦、剪切,从而被粉碎。由于是物料间以高速气流为载体相互碰撞、摩擦,避免了物料与粉碎室内壁的高速冲击,可以有效地减少物料与设备零备件的摩擦、磨损。在超音速破碎阶段,由于原料硬度、比重不同,在筛选分离时要调节分级轮的转速和气体的压力、流量以控制两级分离物的粒度。
如果需要继续减小中药材的粒度,还需要采用行星球磨机对经超音速粉碎的原料继续研磨、破碎。实践证明,在使用球磨机球磨阶段,中药材最终颗粒的大小是通过球磨时间控制的。以某种中药材为例,投入研磨机原材料粒度为400nm~800nm的水浸颗粒,在相同的实验条件下,球磨机连续工作1h可以获得400nm~200nm级别的产品,连续工作2h可以获得200nm~100nm,要达到100nm以下的颗粒则需要连续球磨4h.
为了获得好的粉碎效果,在球磨时需要把原料用蒸馏水和成糊状,球磨结束后的最终成品也是糊状,可以直接入药,也可通过冷冻干燥的方法脱水,从而获得干燥的粉末。(为纳米甘草纳米粉,为人参纳米粉)综上所述,中药纳米粉制取的典型工艺路线为:粗粉制备―风选―超音速气流粉碎(亚微米级)―湿粉行星球磨(纳米级)―冷冻干燥―成品。
要获得纳米级的中药粉体,必须采用球磨法。现有的球磨设备多用于制取实验用样品,不适合产业化生产<3>。我们研制的卧式产业化用球磨机不但容量大,而且球磨罐自转、周转速度可调,工艺范围更宽,可适用不同材质中药材的纳米化加工。