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超微粉碎技術及在中藥領域的應用研究

時間：2025-09-18   點擊次數：7次

01 前言

超微粉碎技術是指利用機械或流體動力的方法提供外力，使物料粒子間部分化學鍵在強烈的沖擊、剪切、摩擦等作用下被破壞而生成新表面，進而將0.5～5mm的物料粉碎成微米級甚至納米級顆粒的技術。在中藥領域，應用超微粉碎技術可良好地保留中藥原有的組織結構及活性成分，實現中藥的細胞級碎裂，達到優化有效成分的理化性質、改善中藥提取效果、增強藥效的目的。通常認為粒徑為0.1～75μm的中藥超微粉能保留住中藥材中的有效成分。針對不同形態、不同質地的藥材，選用的粉碎機械設備有所差別，再通過選用合適的粉碎技術可得到不同粒徑的物料，從而提高中藥藥效。

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超微粉碎技術概述

根據被粉碎物料和成品粒度的大小，超微粉碎分為粗粉碎、細粉碎、微粉碎和超微粉碎4種類型。超微粉碎技術通常分為微米級粉碎（1～100μm）、亞微米級粉碎（0.1～1μm）、納米級粉碎（1～100nm）。中藥超微粉碎主要指中藥的細胞級微粉碎，得到的中藥微粉又被稱為“細胞級中藥微粉”，其粒徑范圍為0.1～75μm，粒度分布中心直徑為10～15μm。中藥超微粉碎是以植物類藥材細胞破壁為目的的粉碎，細胞經破壁后，胞內有效成分可充分暴露出來，增加藥物吸收率，提高其生物利用度；提高藥物的釋放速度和釋放量；保留生物活性成分，提高藥效。
根據粉碎物料狀態的不同，超微粉碎可分為干法粉碎和濕法粉碎，主要包括：氣流粉碎、球磨、高壓均質、微射流粉碎、高速均質、膠體粉碎、超聲粉碎機、高速旋轉沖擊粉碎、砂磨等；其中干法粉碎通常用于減小物料的粒度，并對其彈性、塑性或剛性特性方面進行改善；濕法粉碎主要應用于液體的乳化、均質等方面。除去這些傳統粉碎方式，還有一些新的專用超細粉碎技術，如真空超細粉碎、低溫銑削、低溫粉碎等，可減少粉碎過程中物料中易揮發、熱敏性成分的流失。

 

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超微粉碎設備

3.1氣流磨
氣流磨（圖1）亦稱流能磨，核心部件為噴嘴及粉碎腔；工作原理是以高速氣流或過熱蒸汽為沖擊載體，將其從噴嘴噴出，為物料的斷裂行為提供能量，導致物料裂紋失穩并在外力作用下張開而擴展，宏觀表現為物料粒徑的變化。以高速氣流為沖擊載體的氣流磨常用于中藥粉碎處理，可分為以下5種：水平圓盤式、循環管式、對噴式、撞擊板靶式、流化床式。氣流磨適用于質地松脆、熱敏性及低熔點的中藥，不適用于含有揮發性成分的藥材；粉碎后的產品粒度分布均勻、分級精度高、親和力強，保留了顆粒固有屬性。因此，此技術已成為研制各種高性能微粉材料的方法。

 

超微粉碎技術 

圖1 氣流磨
3.2高速機械沖擊磨
高速機械沖擊磨利用繞軸高速旋轉的轉子向物料傳輸動量，使物料與襯體激烈碰撞而得到超微粉，此過程中產生的研磨、剪切、渦流效應可促進粉體新表面的生成。此設備進料便捷、占地面積小、粉碎效率高、粉碎粒度可調，被廣泛應用于中、低硬度中藥的粉碎；但粉碎過程中具有熱效應，不適用于熱敏性及低熔點的中藥材。高速機械沖擊磨通常以配套機組（圖2）運行，將中藥粗粉碎、細粉碎、篩分三道工序整合到一套設備中，可提高生產效率、降低勞動強度；整個系統還配有收塵裝置，既能改善工作環境，又避免了物料浪費。

 

超微粉碎技術  


圖2高速機械沖擊磨組的工藝流程
3.3振動磨
振動磨包括研磨介質、研磨缽體及偏心激振裝置。其工作原理（圖3）復雜且多尺度，偏心機構驅動缽體作周期性高頻振動，研磨介質隨之運動并對物料產生多種作用力，加劇物料中裂紋的延伸，從而使外部結構破碎。振動磨適用于不同硬度的中藥材粉碎，所得顆粒的粒度分布窄。若振動磨配有冷卻裝置，還可實現對熱敏性、低熔點和具揮發性成分中藥材的低溫粉碎。但振動磨的缺點是運行噪聲大，對研磨棒質量要求較高。

超微粉碎技術 


圖3振動磨原理示意圖

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超微粉碎技術在中藥領域的應用

4.1常規及中藥材研究
目前，我國對植物藥、動物藥和礦物藥等400多種中藥材均有應用超微粉碎技術方面的研究。包括中藥超微粉物理特性表征、有效成分提取、生物利用度、體外藥代動力學、藥效學和毒理學等。例如冬蟲夏草、三七、人參、麝香等中藥材通過超微粉碎技術制備成口服散劑，在保證傳統制劑藥效的同時，還可以提高活性成分溶出率，具備服用劑量小、口服利用度高、適口性佳、攜帶方便等優點。
4.2中藥制劑研究
超微粉碎技術已在多種中藥劑型中廣泛使用，例如復方片劑、丸劑、粉劑、湯劑以及膠囊等，可以顯著提高膠囊的體外溶出度，完善貼劑、巴布劑等經皮制劑的透皮性能，在保證中藥制劑質量的前提下，提高藥效。
4.3新型中藥開發
超微粉碎技術在新型中藥開發中也發揮著重要作用，為中藥劑型改革提供了堅實有力的技術支持。中藥破壁飲片是一種新興的中藥飲片，其特點在于可以直接口服，此類飲片采用超微粉碎技術對原料進行處理，使得其粉體D90<45μm,一定程度的保留藥材中的有效成分，在便于儲存運輸的同時更符合臨床用藥需求。超微粉敷貼是一種將傳統敷貼技術以及超微粉碎技術結合的新型外用劑型，具有有效成分含量高、透皮吸收速率快等優勢。

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