Микронизация

Микронизация — это процесс уменьшения среднего диаметра частиц твердого материала. Традиционные методы микронизации основаны на механических средствах, таких как фрезерование и измельчение . Современные методы используют свойства сверхкритических жидкостей и манипулируют принципами растворимости .

Термин микронизация обычно относится к уменьшению среднего диаметра частиц до микрометрового диапазона, но может также означать дальнейшее уменьшение до нанометрового уровня. Общие области применения включают производство активных химических ингредиентов, пищевых ингредиентов и фармацевтических препаратов . Эти химические вещества необходимо микронизировать для повышения эффективности.

Традиционные методы

Традиционные методы микронизации основаны на трении для уменьшения размера частиц. К таким методам относятся фрезерование , дробление и шлифование . Типичная промышленная мельница состоит из цилиндрического металлического барабана, который обычно содержит стальные сферы. По мере вращения барабана сферы внутри сталкиваются с частицами твердого вещества, дробя их до меньших диаметров. В случае измельчения твердые частицы образуются, когда измельчающие узлы устройства трутся друг о друга, а частицы твердого вещества задерживаются между ними.

Такие методы, как дробление и резка, также используются для уменьшения диаметра частиц, но при этом получают более грубые частицы по сравнению с двумя предыдущими методами (и, следовательно, являются ранними стадиями процесса микронизации). При дроблении используются инструменты, похожие на молотки, которые разбивают твердое вещество на более мелкие частицы посредством удара. При резке используются острые лезвия, позволяющие разрезать грубые твердые куски на более мелкие.

Современные методы

Современные методы используют сверхкритические жидкости в процессе микронизации. В этих методах используются сверхкритические жидкости для создания состояния пересыщения , которое приводит к осаждению отдельных частиц. Наиболее широко применяемые методы этой категории включают процесс RESS (быстрое расширение сверхкритических растворов), метод SAS (сверхкритический антирастворитель) и метод PGSS (частицы из газонасыщенных растворов). Эти современные методы позволяют лучше настраивать процесс. Сверхкритический диоксид углерода (scCO ₂ ) является широко используемой средой в процессах микронизации. ^{[ 1 ]} Это связано с тем, что scCO ₂ не очень реактивен и имеет легко доступные параметры состояния критической точки. В результате scCO2 можно эффективно использовать для получения чистых кристаллических или аморфных микронизированных форм. ^{[ 2 ]} Такие параметры, как относительное давление и температура, концентрация растворенного вещества и соотношение антирастворителя к растворителю, варьируются, чтобы настроить выходную мощность в соответствии с потребностями производителя. На контроль размера частиц при микронизации могут влиять макроскопические факторы, такие как геометрические параметры распылительного сопла и скорость потока, а также изменения молекулярного уровня из-за корректировки параметров состояния. Эти изменения могут приводить к зарождению частиц разного размера за счет полиморфных или аморфных превращений, а также за счет особенностей процессов агрегации, что в ряде случаев сопровождается изменением конформационных равновесий. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Методы сверхкритической жидкости обеспечивают более точный контроль диаметра частиц, распределения частиц по размерам и постоянства морфологии. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Из-за относительно низкого давления многие методы сверхкритической жидкости могут включать термолабильные материалы. Современные методы используют возобновляемые, негорючие и нетоксичные химические вещества. ^{[ 9 ]}

РЭСС

В случае RESS (быстрое расширение сверхкритических растворов) сверхкритическая жидкость используется для растворения твердого материала под высоким давлением и температурой, образуя таким образом гомогенную сверхкритическую фазу . После этого смесь расширяют через сопло для образования более мелких частиц. Сразу после выхода из сопла происходит быстрое расширение, понижающее давление. Давление упадет ниже сверхкритического давления, в результате чего сверхкритическая жидкость — обычно углекислый газ — вернется в газообразное состояние. Это фазовое изменение сильно снижает растворимость смеси и приводит к осаждению частиц. ^{[ 10 ]} Чем меньше времени требуется раствору для расширения и осаждения растворенного вещества, тем уже будет распределение частиц по размерам. Более быстрое время осаждения также приводит к уменьшению диаметра частиц. ^{[ 11 ]}

САС

В методе SAS (сверхкритический антирастворитель) твердый материал растворяется в органическом растворителе. Затем в качестве антирастворителя добавляют сверхкритическую жидкость, что снижает растворимость системы. В результате образуются частицы малого диаметра. ^{[ 8 ]} Существуют различные подметоды SAS, которые отличаются способом введения сверхкритической жидкости в органический раствор. ^{[ 12 ]}

ПГСС

В методе PGSS (частицы из газонасыщенных растворов) твердый материал плавится и в нем растворяется сверхкритическая жидкость. ^{[ 13 ]} Однако в этом случае раствор вынужден расширяться через сопло, и таким образом наночастицы образуются . Преимущество метода PGSS заключается в том, что из-за сверхкритической жидкости температура плавления твердого материала снижается. Следовательно, твердое вещество плавится при более низкой температуре, чем нормальная температура плавления при атмосферном давлении.

Приложения

Фармацевтические препараты и пищевые ингредиенты являются основными отраслями, в которых используется микронизация. Частицы уменьшенного диаметра имеют более высокую скорость растворения, что повышает эффективность. ^{[ 9 ]} Прогестерон , например, можно микронизировать, создав очень маленькие кристаллы прогестерона. ^{[ 14 ]} Микронизированный прогестерон производится в лаборатории из растений. Он доступен для использования в качестве ЗГТ , лечения бесплодия, лечения дефицита прогестерона, включая дисфункциональные маточные кровотечения у женщин в пременопаузе. Аптеки, производящие рецептуры, могут поставлять микронизированный прогестерон в сублингвальных таблетках, масляных колпачках или трансдермальных кремах. ^{[ 15 ]} Креатин входит в число других микронизированных препаратов. ^{[ 11 ]}

Ссылки

^ Франко, Паола; Де Марко, Иоланда (6 февраля 2021 г.). «Наночастицы и нанокристаллы с использованием сверхкритических методов с использованием CO2 для фармацевтических применений: обзор» . Прикладные науки . 11 (4): 1476. дои : 10.3390/app11041476 . ISSN 2076-3417 .
^ Эсфандиари, Надя; Саджадян, Сейед Али (октябрь 2022 г.). «Использование CO2 в качестве газового антирастворителя для производства фармацевтических микро- и наночастиц: обзор» . Арабский химический журнал . 15 (10): 104164. doi : 10.1016/j.arabjc.2022.104164 .
^ Хезаве, Али Зейнолабедини; Исмаилзаде, Феридун (февраль 2010 г.). «Микронизация частиц лекарственного средства с помощью процесса RESS» . Журнал сверхкритических жидкостей . 52 (1): 84–98. дои : 10.1016/j.supflu.2009.09.006 .
^ Белов Константин Владимирович; Крестьянинов Михаил Алексеевич; Дышин, Алексей А.; Ходов, Илья А. (февраль 2024 г.). «Влияние конформеров лидокаина на размер микронизированных частиц: данные квантовой химии и ЯМР» . Журнал молекулярных жидкостей . 396 : 124120. doi : 10.1016/j.molliq.2024.124120 . S2CID 267236654 .
^ Кузнецова, ИВ; Гильмутдинов, И.И.; Гильмутдинов, И.М.; Сабирзянов А.Н. (сентябрь 2019 г.). «Получение наноформ лидокаина путем быстрого распространения сверхкритического раствора в водную среду» . Высокая температура . 57 (5): 726–730. дои : 10.1134/S0018151X19040138 . ISSN 0018-151X . S2CID 213017906 .
^ Кнез, Желько; Хрнчич, Маша Кнез; Шкергет, Мойца (01 января 2015 г.). «Формирование частиц и приготовление продуктов с использованием сверхкритических жидкостей» . Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии . 6 (1): 379–407. doi : 10.1146/annurev-chembioeng-061114-123317 . ПМИД 26091976 .
^ Тандя, А.; Чжуан, штаб-квартира; Маммукари, Р.; Фостер, Северная Каролина (2016). «Методы сверхкритической жидкостной микронизации для гастрорезистентных составов инсулина» . Журнал сверхкритических жидкостей . 107 : 9–16. дои : 10.1016/j.supflu.2015.08.009 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ревершон, Э.; Адами, Р.; Кампарделли, Р.; Делла Порта, Дж.; Де Марко, И.; Сконьямильо, М. (01 июля 2015 г.). «Методы обработки фармацевтических продуктов, трудно поддающихся микронизации, на основе сверхкритических жидкостей: пальмитоилэтаноламид». Журнал сверхкритических жидкостей . 102 : 24–31. дои : 10.1016/j.supflu.2015.04.005 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Эсфандиари, Надя; Горейши, Сейед М. (01 декабря 2015 г.). «Производство наночастиц ампициллина с помощью процесса сверхкритического газа CO2 с антирастворителем» . AAPS PharmSciTech . 16 (6): 1263–1269. дои : 10.1208/s12249-014-0264-y . ISSN 1530-9932 . ПМК 4666252 . ПМИД 25771736 .
^ Фаттахи, Альборз; Карими-Сабет, Джавад; Кешаварз, Али; Гользари, Абуали; Рафии-Техрани, Мортеза; Доркуш, Фарид А. (1 января 2016 г.). «Получение и характеристика наночастиц симвастатина с использованием быстрого расширения сверхкритического раствора (RESS) трифторметаном». Журнал сверхкритических жидкостей . 107 : 469–478. дои : 10.1016/j.supflu.2015.05.013 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Хезаве, Али Зейнолабедини; Афтаб, Сара; Исмаилзаде, Феридун (01 ноября 2010 г.). «Микронизация моногидрата креатина посредством быстрого расширения сверхкритического раствора (RESS)». Журнал сверхкритических жидкостей . 55 (1): 316–324. дои : 10.1016/j.supflu.2010.05.009 .
^ Де Марко, И.; Россманн, М.; Просапио, В.; Ревершон, Э.; Бройер, А. (01 августа 2015 г.). «Контроль размера частиц в микрометрическом и нанометровом диапазоне с использованием сверхкритического осаждения антирастворителем из смесей растворителей: применение к ПВП». Химико-технологический журнал . 273 : 344–352. Бибкод : 2015ЧЭнЖ.273..344Д . doi : 10.1016/j.cej.2015.03.100 .
^ Танбирул Хак, ASM; Чун, Бён Су (01 января 2016 г.). «Образование частиц и характеристика реакционной нефти скумбрии методом газонасыщенного раствора» . Журнал пищевой науки и технологий . 53 (1): 293–303. дои : 10.1007/s13197-015-2000-3 . ISSN 0022-1155 . ПМЦ 4711435 . ПМИД 26787949 .
^ wdxcyber.com >Прогестерон - его использование и эффекты Фредерик Р. Желовсек, доктор медицины. 2009 год
^ с учетом проекта> Управление менопаузой> ЗГТ> Страница «О прогестероне», загруженная в сентябре 2002 г.

Внешние ссылки

Пример мельницы микронизации Мельница микронизации McCrone

[1] Франко, Паола; Де Марко, Иоланда (6 февраля 2021 г.). «Наночастицы и нанокристаллы с использованием сверхкритических методов с использованием CO2 для фармацевтических применений: обзор» . Прикладные науки . 11 (4): 1476. дои : 10.3390/app11041476 . ISSN 2076-3417 .

[2] Эсфандиари, Надя; Саджадян, Сейед Али (октябрь 2022 г.). «Использование CO2 в качестве газового антирастворителя для производства фармацевтических микро- и наночастиц: обзор» . Арабский химический журнал . 15 (10): 104164. doi : 10.1016/j.arabjc.2022.104164 .

[3] Хезаве, Али Зейнолабедини; Исмаилзаде, Феридун (февраль 2010 г.). «Микронизация частиц лекарственного средства с помощью процесса RESS» . Журнал сверхкритических жидкостей . 52 (1): 84–98. дои : 10.1016/j.supflu.2009.09.006 .

[4] Белов Константин Владимирович; Крестьянинов Михаил Алексеевич; Дышин, Алексей А.; Ходов, Илья А. (февраль 2024 г.). «Влияние конформеров лидокаина на размер микронизированных частиц: данные квантовой химии и ЯМР» . Журнал молекулярных жидкостей . 396 : 124120. doi : 10.1016/j.molliq.2024.124120 . S2CID 267236654 .

[5] Кузнецова, ИВ; Гильмутдинов, И.И.; Гильмутдинов, И.М.; Сабирзянов А.Н. (сентябрь 2019 г.). «Получение наноформ лидокаина путем быстрого распространения сверхкритического раствора в водную среду» . Высокая температура . 57 (5): 726–730. дои : 10.1134/S0018151X19040138 . ISSN 0018-151X . S2CID 213017906 .

[6] Кнез, Желько; Хрнчич, Маша Кнез; Шкергет, Мойца (01 января 2015 г.). «Формирование частиц и приготовление продуктов с использованием сверхкритических жидкостей» . Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии . 6 (1): 379–407. doi : 10.1146/annurev-chembioeng-061114-123317 . ПМИД 26091976 .

[7] Тандя, А.; Чжуан, штаб-квартира; Маммукари, Р.; Фостер, Северная Каролина (2016). «Методы сверхкритической жидкостной микронизации для гастрорезистентных составов инсулина» . Журнал сверхкритических жидкостей . 107 : 9–16. дои : 10.1016/j.supflu.2015.08.009 .

[:0-8] Перейти обратно: ^а ^б Ревершон, Э.; Адами, Р.; Кампарделли, Р.; Делла Порта, Дж.; Де Марко, И.; Сконьямильо, М. (01 июля 2015 г.). «Методы обработки фармацевтических продуктов, трудно поддающихся микронизации, на основе сверхкритических жидкостей: пальмитоилэтаноламид». Журнал сверхкритических жидкостей . 102 : 24–31. дои : 10.1016/j.supflu.2015.04.005 .

[:2-9] Перейти обратно: ^а ^б Эсфандиари, Надя; Горейши, Сейед М. (01 декабря 2015 г.). «Производство наночастиц ампициллина с помощью процесса сверхкритического газа CO2 с антирастворителем» . AAPS PharmSciTech . 16 (6): 1263–1269. дои : 10.1208/s12249-014-0264-y . ISSN 1530-9932 . ПМК 4666252 . ПМИД 25771736 .

[10] Фаттахи, Альборз; Карими-Сабет, Джавад; Кешаварз, Али; Гользари, Абуали; Рафии-Техрани, Мортеза; Доркуш, Фарид А. (1 января 2016 г.). «Получение и характеристика наночастиц симвастатина с использованием быстрого расширения сверхкритического раствора (RESS) трифторметаном». Журнал сверхкритических жидкостей . 107 : 469–478. дои : 10.1016/j.supflu.2015.05.013 .

[:3-11] Перейти обратно: ^а ^б Хезаве, Али Зейнолабедини; Афтаб, Сара; Исмаилзаде, Феридун (01 ноября 2010 г.). «Микронизация моногидрата креатина посредством быстрого расширения сверхкритического раствора (RESS)». Журнал сверхкритических жидкостей . 55 (1): 316–324. дои : 10.1016/j.supflu.2010.05.009 .

[:1-12] Де Марко, И.; Россманн, М.; Просапио, В.; Ревершон, Э.; Бройер, А. (01 августа 2015 г.). «Контроль размера частиц в микрометрическом и нанометровом диапазоне с использованием сверхкритического осаждения антирастворителем из смесей растворителей: применение к ПВП». Химико-технологический журнал . 273 : 344–352. Бибкод : 2015ЧЭнЖ.273..344Д . doi : 10.1016/j.cej.2015.03.100 .

[13] Танбирул Хак, ASM; Чун, Бён Су (01 января 2016 г.). «Образование частиц и характеристика реакционной нефти скумбрии методом газонасыщенного раствора» . Журнал пищевой науки и технологий . 53 (1): 293–303. дои : 10.1007/s13197-015-2000-3 . ISSN 0022-1155 . ПМЦ 4711435 . ПМИД 26787949 .

[14] wdxcyber.com >Прогестерон - его использование и эффекты Фредерик Р. Желовсек, доктор медицины. 2009 год

[15] с учетом проекта> Управление менопаузой> ЗГТ> Страница «О прогестероне», загруженная в сентябре 2002 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]