真空冷凍干燥超細天麻粉體的研制

　　真空冷凍干燥(簡稱凍干FD)是發(fā)展近代生物醫(yī)藥工程與中藥現(xiàn)代化的關鍵高新技術，近年來，日本將中國名貴中藥天麻制成超細粉體膠囊(粉體中心粒徑D50～50μ)，用來取代西藥治療失眠，取得很好效果，無毒副作用。據(jù)近年研究表明，只有在中藥粉體的中心粒徑達到10～15μ的細度以下，人體對其有效成份的吸收率將會更好。在此研制的鮮天麻真空冷凍干燥超細粉，按粒子分布曲線(用Mastersizer-2000型激光衍射儀檢測)與4000倍掃描電子顯微鏡檢測，其粉體中心粒徑高達D50=12.996μ，部分還進入亞微米級。本文對其研制方法、技術、設備及檢測質量控制等作了闡述。

　　真空冷凍干燥是發(fā)展近代生物工程與醫(yī)藥、中藥現(xiàn)代化的關鍵高新技術。近年來，日本、韓國及西方發(fā)達國家采用真空冷凍干燥對漢方藥(中草藥)進行改革，制備中藥超細粉體。日本將我國的名貴中藥天麻制成粉體膠囊(300目左右，粉體中心粒徑D50～50μ)，用來治療失眠取代西藥安定等安眠藥，取得很好效果，因安定等西藥會影響神經、損害肝臟及腎功能。

　　經近年研究表明，只有在中藥粉體的中心粒徑達到10～15μm的細度以下，這時藥料細胞的破壁率≥95%。因此，當這種中藥超細粉體服用后，細胞內的有效成分不必再通過細胞壁和細胞膜建立的屏障才能被給藥部位吸收，而是直接由給藥部位接觸吸收;同時，中藥超細粉體的比表面積很大，與給藥部位接觸面積大，而且其粘附性能使藥物在吸收部位的時間延長，從而可大大提高有效成分的吸收速度和吸收程度，從而達到速效、高效、長效的治療效果。因此，開發(fā)療效更好、品種更優(yōu)的中藥超細粉體新產品，形成中藥的新材料、新劑型，將具深遠的理論和現(xiàn)實意義。國家科委與國家中醫(yī)藥管理局已將其列入“21世紀中藥現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略”之一。

　　我們在以往長期從事真空冷凍干燥技術與應用的基礎上，將新鮮天麻采用真空冷凍干燥再結合超音速氣流低溫粉碎技術，制成真空冷凍干燥超細天麻粉體。經英國馬爾文公司Mastersizer-2000型激光衍射儀檢測得到粉體分布曲線表明，中心粒徑高達D50=12.996μ，部分還進入亞微米級，這在4000倍掃描電子顯微鏡下也清晰可見。這對天麻原始生物酶、蛋白質、氨基酸、維生素、熱敏有效成分作最大限度保留，使這種具有活性的凍干天麻超細粉的營養(yǎng)價值及藥效提高，遠優(yōu)于傳統(tǒng)的曬干、熱風干燥制培的天麻粉�？纱蟠筇岣咚幜侠�用率及有效成分的人體吸收效果。達到用量少、見效快等效果。再者，我們使用的天麻原料為直接來自在四川、重慶無污染基地，生產中不施用化肥藥，符合國家綠色環(huán)保要求。

1、天麻及其藥理作用

　　天麻是一種傳統(tǒng)名貴中藥，又名赤箭、定風草、合離草，為蘭科多年生寄生草本植物，中國古代的《神農本草經》、明代李時珍著《本草綱目》均列為上品，具有舒肝益腎健脾、寧心安神、調理血氣、祛風通絡等作用�？捎糜谥胃紊峡�、眩暈頭痛、驚癇抽搐;又可祛外風、通經絡;止痛，治療風濕肩背酸痛與肢體麻木;亦可治療腦卒中、偏癱等。

　　經近年現(xiàn)代醫(yī)學研究，天麻的化學成分含天麻苷、天麻苷元、β-甾谷醇和胡蘿卜苷、檸檬酸及其單甲酯、棕櫚酸、琥珀酸和蔗糖等，尚含天麻多糖、維生素A、多種氨基酸及微量生物堿，還含有多種微量元素，如鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅等。

　　天麻的主要藥理作用：有降低外周血管、管血管和冠狀血管阻力的作用，并有降血壓及減慢心率的作用。天麻多糖有免疫活性，并具有益腦成分，它能調節(jié)植物神經，以及定向激活大腦海馬區(qū)的神經干細胞，恢復海馬區(qū)功能，從源頭上改善失眠，提高記憶力、抑郁情緒低落等癥狀。

　　多年來中醫(yī)作為中風及中風后遺癥及頭昏失眠、益腦的首選。天麻主要產于中國四川、重慶、云南、貴州等地。

　　天麻給藥除湯劑外(煎制麻煩，使用和攜帶不便)，常用粉體(外套膠囊)形式。但一般天麻制成粉體均顆粒較粗，中心粒徑在80～120目(≈200μm)，影響使用效果與藥料的利用率。

　　失眠在現(xiàn)代社會人群中較為普遍，除了因病理引起之外，由于社會、生活、工作和學習等等壓力，在中青年上班族、學生，也常會失眠。長時間不僅影響生活、工作和學習。而且會導致記憶力下降、健忘、高血壓、心臟病、糖尿病、胃病、肥胖、中風等疾病的發(fā)生。失眠對中老年人來說影響更大，甚至危及生命。此外長期海上作業(yè)的海員、軍人失眠也較易發(fā)生，影響很大。

　　對于失眠，一般服用安定等安眠西藥，不僅影響神經，還損害肝臟、腎臟功能。近年來，日本將我國的天麻用高科技手段制成天麻粉體膠囊，用來治療失眠取代西藥安眠藥，取得很好效果，很受人們歡迎。但粉體顆粒較粗，只達300目左右(D50≈50μm)，影響使用效果。

2、真空冷凍干燥超細天麻粉體的制備

2.1 真空冷凍干燥技術在制備超細生物材料的應用特點

　　真空冷凍干燥技術是發(fā)展近代生物工程與醫(yī)藥的關鍵高新技術之一。真空冷凍干燥技術在超細材料科學方面的應用開始于20世紀80年代，主要用于制備納米級超細粉(1～500nm)。Landsbergs和Schnettler分別用凍干技術制備了粉徑為1nm的金屬超細粉和陶瓷微粉。至今用凍干技術制成的超細粉已應用于各種重要的高新技術領域，因為該技術具有下列一些的突出特點：

　　(1)能在溶液狀態(tài)下獲得組分的均勻混合，適合于極微量的添加，有效地合成復雜的功能陶瓷材料并精確控制其最終組分;

　　(2)制得的超細粒子一般直徑在10-9～5×10-5m范圍內，不超過幾微米。在煅燒凍結干燥物時，內含氣體極易逸出，容易獲得燒結的高純度陶瓷超細粉末。由此制得的大規(guī)模集成電路基本平整度好。用來制催化劑，則其表面積和反應活性均較一般過程為高;

　　(3)制備的生物材料能保持生物活性，特別有利于生物工程、醫(yī)藥及現(xiàn)代高效中藥的開發(fā)。

從下表所列各種干燥方法在超細粉制備中的比較。

干燥方法處理過程優(yōu)點缺點應用情況

　　真空冷凍干燥技術特別有意義的是在于生物制品、醫(yī)藥、中藥方面的應用。如活菌苗、活毒疫苗、生化藥品、中草藥超細粉等。其特點是：

　　1、能提高藥效、不變質、可以實現(xiàn)常溫長期貯存。

　　2、容易實現(xiàn)藥劑定量準確，水溶液配置與分注到各瓶中的精度容易控制，干燥后的粉體量精度更高。

　　3、實現(xiàn)無菌化操作及大批量無菌化生產。

　　4、藥品有效成份損失浪費少，復水性好。

2.2 原料及制備工藝 2.2.1 天麻原料

　　采用新鮮天麻直接凍干，原料產于本公司在四川、重慶無污染基地，生產中不施用化肥農藥，符合國家綠色環(huán)保要求，達到出口標準。

2.2.2 工藝流程及設備

　　主要實施方法為真空冷凍干燥技術結合超音速氣流低溫粉碎技術，直接將新鮮天麻制成真空冷凍干燥超細天麻粉體。

　　主要工藝流程如下：

　　鮮天麻→清洗→去皮→切片→裝盤→預凍→真空凍干→出倉→粗粉碎→低溫超細粉碎→檢測→包裝→滅菌

　　圖1為真空冷凍干燥設備示意圖;圖2為超音速氣流低溫粉碎機示意圖。

　　天麻的凍干是在真空低溫狀態(tài)下進行的，為了使干燥速度加快，可將天麻切片，增加升華面積進行，預凍到-25℃左右，真空度控制在50Pa，最高溫度加至50℃，這樣干燥后得到的天麻片狀制品極為干燥(一般含水量可達2%左右)，組織極為疏松，為超細粉打下了良好的基礎。粉碎后所得的天麻粉，顏色為原生態(tài)的白色，沒有像其它干燥后的發(fā)黃、發(fā)黑的現(xiàn)象，并且在水中極易溶解。凍干天麻粉片出箱后，經渦流式粗粉碎與超音速氣流超細粉碎，獲得天麻粉的超細粉體。

　　平均粒徑<15μm，在環(huán)境條件為溫度<25℃，相對溫度<75%下，用高阻隔塑料復合膜袋真空充氮包裝，以防吸潮與氧化。

　　如將凍干超細天麻粉灌軟膠囊，再成品包裝即成真空冷凍干燥超細粉膠囊產品。

3. 檢測及質量控制

　　圖3圖4分別為真空冷凍干燥超細天麻粉的細度的分布曲線，采用英國馬爾文公司的Masterizer-200型激光衍射儀檢測，中心粒徑已達1000目約12.996μm(圖3)以及4000倍掃描電子顯微鏡照片(圖4)

　　粉體顆粒大部分為微米級，部分已進入亞微米級，可大大提高藥物的生物利用率及有效成分的人體吸收效果，達到用量少、見效快的目的，優(yōu)于一般熱干燥的天麻粉(只有幾十目)。

　　產品質量控制：(1)色澤：潔白，白度>過90。(2)粉體平均細度<15μm。(3)含水量：<3%。(4)菌落總數(shù)：<50cfu/g。

　　這種制成的真空冷凍干燥超細全天麻膠囊具有活性高、含量高、用量小、易吸收、見效快、易攜帶等特點。提高了天麻的經濟和食用價值。

4、結論

　　經真空冷凍干燥的天麻低溫超高速氣流工藝粉碎，其細度可達到1000目(中心粒徑12μ左右)，可大大提高利用率及有效成分的人體吸收效果。達到用量少、見效快等效果。優(yōu)于傳統(tǒng)的曬干或熱風干燥制備的天麻粉(只有幾十目)。同時還對天麻原始生物酶、蛋白質、氨基酸、維生素、熱敏有效成分作最大限度保留，使這種具有活性的凍干天麻的營養(yǎng)價值及藥效提高。

　　由此，中藥真空冷凍干燥超細粉體對提高中藥療效，降低毒副作用，減少服用劑量具有重要意義。因此，符合國家科委與國家中醫(yī)藥管理局將其列入“21世紀中藥現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略”的精神。

　　對中藥制劑現(xiàn)代化以及保健品的開發(fā)具有廣闊的前景和很高的社會經濟效益。

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