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微胶囊制造方法概述

发布时间:2015/06/22

         译自日本《染色工业》,1972,20,No.12;724-730

         原载:印染1977/1;50-54

 

   在研究微胶囊制造方法时,不仅针对制造方法,还需要考虑到微胶囊的使用方法,特别是内芯物如何放出的问题。

    内芯物放出的方法有压力、电流、温度、气体、水分、溶剂、PH、生物酶等与物理的、化学的、生化的种种方法。内芯物放出的情况又可分为两种,即全量在短时间放出和类似慢性药品似的随着时间而逐步放出。

    有关胶囊制造方法的报告很多。关于它的分类,有的是将内芯与外膜分开介绍,有的则按微胶囊形成原理分开介绍。现根据后一种分类方法,选择几种主要制造方法,介绍如下:

 一、界面法

    这是在不能混和的两种物质界面之间,使单体聚合,形成薄膜以制造徽胶囊的方法。例如在不能与水混和的油相中,预先溶入单体,油相再在水相中分散。另外在水相

中也加入另一种单体,在两相的界面上发生聚合,生成薄膜,制成以油相为内芯的微胶囊。应用这种方法无论亲水性或疏水性物都可制成内芯,如果与凝聚法结合使用,可以制成双层外膜的微胶囊。

    可采用本方法的内芯物为染料、油脂、生物酶等;外膜可用聚酯胺、聚酯、聚氨酯等。

二、水相分离法

    利用凝聚原理的制造方法也包括在本法内。

    其原理是对溶解或分散在水中的成膜物质用适当方法引起相分离,包复内芯物,制成微胶囊。发生相分离的方法有温度与pH的操纵,加入能起相分离作用的药剂如乙醇、食盐等物。

    能应用本法的内芯物是无碳素复写纸的染料与香油,香料等,种类很多,都是不能与水混和的物质,外膜物以明胶最好,其他如甲基纤维素、聚乙烯醇、乙基乙烯吡啶丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物等等也被应用。

    本法对液体或固体的内芯物都可应用,但不能用在水溶性和亲水性的内芯物。又应用本法可制成从数微米到数毫米的各种大小的微胶囊。

    图1是应用本法制造微胶囊的一个举例。内芯物:橄榄油;外膜物:明胶、阿拉怕树胶。

 图1微胶囊制造流程

资料来源;近藤,《微胶羹》,日刊工业新闻社,1970

 三、非水相分离法

    本法与上述水相分离法适得其反,含外膜物的相是疏水性,内芯物是亲水性。溶解在有机物中的外膜物,应用适当的方法引起相分离,包复内芯物,制成微胶囊。

    本法的内芯物可用液体或固体,医药药品及颜料等均有应用例子。外膜物的材料虽然很多,但组合的选择却很困难。下表是几个外膜物组合的举例。

          表    引起相分离的三成分组合举例

高聚物

溶剂

非溶剂

乙基纤维素

苄基纤维素

纤维素醋酸丁酯

聚乙烯

聚氯乙烯

橡胶

聚酯酸乙烯

苯乙烯马来酸共聚物

四氯化碳

三氯乙烯

甲乙酮

二甲苯

环己酮

氯仿

乙醇

石油醚

丙醇

异丙醚

戊基氯

乙二醇

丙醇

乙醇

醋酸乙酯

   资料来源;近藤《药剂学》,26(1),1(1966)

    另外应用本法可制成从数毫微米到数毫米为止的巨大范围的微胶囊。

四、多孔旋转圆筒法

    此法应用一种特殊装置,内部有一只旋转圆筒,与此相对,在外面有一只多孔圆简。

    其原理是当内部圆筒旋转时,由于离心力作用向水平方向飞出的内芯物,在通过外筒壁的孔洞时,被沿着外筒壁流下的外膜液体所包复,然后在外筒外面的硬化装置中硬化,生成外膜,形成微胶囊。硬化方法有化学反应与冷却等。

    在本法中液体与固体物都可用作内芯,医药药品、杀虫剂等有应用例于,外膜物一般用石蜡、蜡质、海藻酸钠等。

所用装置如图2所示。

图2多孔旋转圆简法制造微胶囊装置示意图

    1-内芯物;2-外膜物,3-到硬化装置。

    资料来源:L.A.Luzzi.J.Pharm.Sci,

                59(10),1367(1970)

五、静电法

本方法的原理是使两个粒子,分别各带有相反电荷,在静电力作用下,两个粒子相吸,成为一个整体。也就是将内芯物与外膜物各带相反电荷,在室气中喷雾后,通过静电作用,能使两种物质给合,形成微胶囊。

在应用本法的一个例子中,甘油用作内芯物,蜡质用作外膜物,分别使前者带正电荷,后者带负电荷。

此处也需使用特殊装置,图3便是这一种装置的模型图。

图3  静电法装置模型图

1-静电消除器;2-冷却器;3-加热器;

4-蜡;5-甘油;6-负电荷;7-正电荷。

资料来源: Food Eng., 1966,No.2,136

六、真空硬化法

本方法利用金属真空电镀的原理,即在真空中将外膜物加热成蒸气,附着在内芯物的表面上,冷却后固着形成微胶囊。

本法中所用内芯物是固体,在真空高温中必须稳定,没有变化。又外膜物采用铝等金属、蜡质、石蜡等物。本法装置模型见图4。

   图4  真空硬化法的装置模型图

     1-内芯物;2-外膜物加热炉;

     3-冷却器;4-抽气。

    资料来源:同本文图2资料来源

六、流动层喷雾涂布法

先用气流使内芯物流动,再用外膜物在流动层上方喷雾,包复在内芯物颗粒的表面,形成微胶囊。

所用外膜物预先制成各种外膜物质的水溶液或有机溶剂的溶液,使用时以溶液状态喷雾,通过溶剂的蒸发、冷却与化学反应等作用,包复在内芯物表面上,形成微胶囊。

所用内芯物一般为固体,液体在冷冻后能变成固体的也可应用。应用本法不能制成非常微细的胶囊,其大小一般在100微米以上,应用例子有医药药品、肥料、种子等等。所用装置见图5

图5流动层喷雾涂布法的装置模型图

    1-外膜物;2-内芯物;3-空气。

    资料来源:H.Nack J.Soc. Cosmetic

       Chemists,1970, 21, 85

八、喷雾干燥法

本法使用现已十分普及的喷雾干燥器,它有各种形式,都是将液体在热空气中喷雾,使溶剂瞬时蒸发而干燥的机构。

本法是将内芯物在外膜物溶液中乳化分散,制成的乳液,再在喷雾干燥器中干燥,外膜物包复在内芯物的表面上。形成微胶囊。内芯物不论是用固体或液体。是亲水性的,还是疏水性的都可应用,用例有各种医药药品与食品等。

外膜物有用甲基纤维素、酪素等水溶性物也有用硬化油、聚碳酸酯等非水浴性物。前者用在内芯物为非水浴性时,后者用在内芯物为水溶性的情况下。

九、扩散交换法

本法对于不容易微胶囊化的物质很合用,首先使用其他容易的方法,制成微胶囊,在外膜还有渗透性时,用适当的溶剂调入另一内芯物,以后再将外膜变成不渗透性。

外膜物使用明胶与阿拉伯树胶的复合物等。原来的微胶囊内芯物与以后的内芯交换物;例如甲苯与二恶烷、右旋-柠檬萜与柠檬油配合物等。

内芯物交换后的外膜,用乙醇等处理以后便变成不渗透的薄膜。微胶囊的形状从正规球形到不规则形。有种种形状,随着制备方法而变化。再从内芯与外膜的数量与结构来看,可分成单芯、多芯、一层外膜、两层外膜、多层外膜等。这类微胶囊的典型形状见图6所示。

单芯胶囊

多芯胶囊

一层胶囊

双层胶囊

图6  微胶囊形状模型图

1-一层外膜;2-芯;3-二层外膜;4-一层胶囊。

外膜物对内芯物的比率一般约为1~70%,这个比率也随着微胶囊的制造方法而变化。


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