硅化微晶纤维素的粉体性质及制备工艺

中国粉体网讯  药物制剂是由主药、辅料及工艺组合而成的最终产品，辅料是其中必不可少的重要组分。随着药用辅料生产技术的迅速发展，具有低吸湿性、对原辅料和人体惰性、优异的压片性能与口感良好的优良辅料正在口服固体制剂的开发中被越来越多地关注。其中硅化微晶纤维素（SMCC），该辅料主要是随着直接压片技术的产生而研发的。

SMCC

SMCC，指的是表面沉积或黏附有微粉硅胶的微晶纤维素。2016年国家食品药品监督管理总局发布的《关联审评药用辅料申报资料要求》中明确其为共混辅料(共处理辅料)，主要用于直接压片工艺。

SMCC拥有原料所具有的独特加工性能，还拥有两者共聚后的特殊性：良好的抗吸湿性、高膨胀性和可压性。这些性能使其具有极优的药用辅料加工性，解决一些湿法制剂含量过大、辅料种类和量过多、制备工艺复杂、生产成本高、患者顺应性差的制剂及工艺问题，尤其是其可用于制备譬如中药分散片、口腔崩解片等新型剂型中。

SMCC的结构与性质

1、流动性

微粉硅胶的存在对微晶纤维素有助流作用，源于其本身是一种助流剂，当均匀附着于微晶纤维素表面后使其表面更刚性，松密度也增加，从而赋予其更好的流动特性。SMCC对流动性的改善有助于生产、输送和装填，尤其为直接压片法中物料的输送、装填及混合提供便捷，可最终减少工艺的操作单元、节约生产成本。

2、吸湿性

SMCC表面由于附着有微粉硅胶粒子，该粒子可通过水解作用形成硅烷醇基，这种基团类似一个“蓄水池”，可以缓慢吸附更多的水分，增加对水的抵抗性，从而防止更多的水积累到内部纤维素中，进一步防止SMCC在作为赋形剂时结构发生不可逆的变化，影响其性能。

3、比表面积

Luukkonen等通过激光粒度分布仪检测发现，硅化前后的微晶纤维素平均粒径基本一致，微粉硅胶的存在基本不影响其粒径的分布及大小，SMCC的比表面积比微晶纤维素增加了4.47～5.56倍。SMCC比表面积的增加有助于其对药物吸附性及可压性的提高，也使相同的片硬度下设备所需压力减小，且较大的比表面积与较小的粒径赋予SMCC更好的抗拉性能。

SMCC的制备

1、混悬液法制备SMCC

大多商业化的SMCC采用将微晶纤维素和胶体二氧化硅的悬浊液经喷雾干燥的方式生产，其制备流程如下。

悬浊液法直接喷雾干燥制备SMCC的流程简图

Sherwood等人首先报道了通过共同处理微晶纤维素和胶体二氧化硅制SMCC的方法，为直接压片提供了的新型药用辅料。并最快的以Prosolv SMCC®商标注册了首个此类产品。其申请的专利中详细介绍了SMCC的生产工艺参数及流程，主要采用天然纤维素（棉纤维、木纤维等天然纤维）通过酸水解得到聚合度为100～375的微晶纤维素，再与粒径1nm～100nm、表面积175～350m2/g、堆密度20～100g/L的微粉硅胶混合制备悬浊液，最后通过快速喷雾干燥得到SMCC。目前由德国JRS（J.RETTENMAIER & SÖHNE）公司依据微晶纤维素的粒径及松密度不同，生产不同的商标及型号的SMCC。

深圳市国源医药科技有限公司张晓薇等以98.15％～99.45％的微晶纤维素和0.55％～1.85％的微粉硅胶为原料，将微晶纤维素与一部分微粉硅胶通过高剪切分散制成均质乳液，再外加一部分微粉硅胶与此均质乳液混合均匀，通过喷雾干燥制备SMCC。

安徽山河药用辅料股份有限公司的徐玉勋等则采用少许的羟丙甲纤维素作为助悬剂，通过搅拌机搅拌得到均匀悬浊液，最后喷雾干燥，过80目振动分筛制得SMCC。

2、原位溶胶法制备SMCC

1996年Staniforth等通过电子探针显微分析SMCC的结果表明，硅化过程会导致硅的沉积，主要以二氧化硅的形式覆盖于MCC的表面。

安徽安生生物化工公司与合肥工业大学共同研发，采用MCC表面原位制备硅胶分散体，再通过喷雾干燥或过滤干燥来制备SMCC。具体制备流程是：MCC经过硅酸盐水溶液碱处理活化、加稀盐酸在MCC表面原位反应新制二氧化硅水溶胶，再通过水洗除去副产物盐、最后干燥制得SMCC，制备流程如下所示。

原位溶胶法制备SMCC的流程示意图

此种制备方法解决了国内混合添加混悬剂及高速剪切搅拌的高成本问题，得到完全符合中国药典2015年版要求的产品，并且具有较好的流动性(休止角小于40°)，可以满足生产过程中流动性的需求。

修慧娟等采用溶胶原位沉积法在微晶纤维素表面形成溶胶SiO2，制备了SMCC。结果表明，随着共溶剂中异丙醇量的增加，SiO2粒径减小且粒径分布更加均匀；当异丙醇为共溶剂，正硅酸乙酯添加量为0.8mg/L时，自制SMCC性能最佳；表面被SiO2基本均匀覆盖，且比表面积大于进口SMCC；自制SMCC和原料MCC的整体粒径分布无明显差异，但自制SMCC的各项粉体综合性能指标均优于原料MCC及国产SMCC，且接近于进口SMCC。

3、预混合微晶纤维素与微粉硅胶

1974年研究人员提出了预混的概念，希望可以将药用辅料预先混合，制剂时直接添加，以减少工艺操作。Mehra等以不同比例预先混合微晶纤维素和碳酸钙，制备了第一个预混辅料。微粉硅胶颗粒小，常用作助流剂，而微晶纤维素则是最

广泛的稀释剂，但其流动性却相对较差，而且二氧化硅易吸附于微晶纤维素表面，形成类似于SMCC的产物，预混工艺的基本操作如下。

预混合微晶纤维素与微粉硅胶的流程示意图

小结：

硅化微晶纤维素具有比微晶纤维素更优异的流动性、药物相容性和崩解特性，可在药物制剂生产中作为黏合剂、填充剂、润滑剂和崩解剂，优化制剂处方。目前有关SMCC制备及性能表征的相关研究较少，主要有混悬液法、原位溶胶法、预混合法。其中应用较多的是混悬液法和预混合法，原位溶胶法制备SMCC较混悬液法复杂一些。SMCC不仅能解决一些特殊制剂的难题，而且将会在提高制剂品质、降低成本中发挥极其重要的作用，发展前景广阔。

参考来源：

1、董志江.半固态预处理及药用硅化秸秆微晶纤维素的制备工艺研究

2、修慧娟，王芝等.溶胶原位沉积法制备硅化微晶纤维素及其粉体性能研究

3、董志江，李凤和等.硅化微晶纤维素的研究进展

4、韩鹏，陈方城等.硅化微晶纤维素粉体流动性评价

5、彭琛.口服固体制剂药用辅料的研究进展

（中国粉体网编辑整理/青黎）

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