中药超微粉碎技术的研究进展

摘要：介绍了中药超微粉碎技术的概念、工作原理、方法及设备，重点阐述了超微粉碎技术在中药生产应用中的优势和问题，展望了该项技术的应用前景。

关键词：中药；超微粉碎技术；研究进展

中图分类号：R283文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)11-0059-04

Research Progress on Ultra-fine Pulverization Technology in Traditional Chinese Medicine

DENG Wen1, XIA Quan2, ZHAN Ruo-ting1, CHENG Jin-le3

(1.Research Center of Chinese Medicinal Resource Science and Engineering, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, China; 2.College of Chinese Traditional Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou510006, China; 3. Zhongzhi Medicine Industry Group Co., Ltd., Zhongshan 528400, China)

Abstract：This paper introduces the concept, theory, method and equipment of ultra-fine pulverization technology in traditional Chinese medicine. The advantages and problems of this technology in the production and application are emphasized mainly. The future application of this technology is also forecasted.

Key words：traditional Chinese medicine; ultra-fine pulverization technology; research advance

中药超微粉碎技术在20世纪90年代中后期兴起，它在遵循中医药理论的前提下, 结合中药物料的特点，采用现代粉体技术，将中药材、中药提取物及中药制剂微粉化。目前比较公认的中药超微粉的粒径范围是0.1～75μm，粒度分布中心D50为10～15μm[1]。

中药超微粉碎技术将传统中药粉末粉碎到细胞破壁范围，粒度小、分布均匀。超微粉体有良好的溶解性、吸附性和化学活性，其生物利用度和药效与普通细粉相比有较大提高。此外, 中药超微粉制成相应剂型后给药剂量减少，不但解决了传统中药的“粗大黑”问题，而且改善了中药传统剂型，便于研制新剂型。这一优势使中药超微粉碎技术的研究和应用成为中药现代化的热点。现对近年国内此项技术研究进展作一回顾，并对当前存在的问题进行初步的探讨。

1中药超微粉碎技术的工作原理和方法

中药超微粉碎技术的工作原理一般包括对物料的冲击、碰撞、摩擦、剪切、研磨和同步断裂等[2]。选择粉碎方法时，需根据物料的性质和要求的粉碎程度而定：粒度较大或中等的坚硬物料采用压碎、冲击方式；粒度较小的坚硬物料采用压碎、冲击、碾磨方式；粉状或泥状物料采用剪切、压碎、碾磨方式；韧性物料采用剪切或快速打击的方式。

2中药超微粉碎技术的设备

中药超微粉碎设备种类繁多，目前应用的主要有3大类：振动磨、气流式超微粉碎机、机械式超微粉碎机。因为振动磨工作效率高，气流粉碎机在粉碎过程中对物料无污染、产品细度高，所以这2种设备应用较为广泛。

2.1振动磨

振动磨即高频振动式超微粉碎设备，其工作原理是：用弹簧支撑机体，由带有偏心块的主轴使其振动，运转时通过介质和物料一起振动粉碎研磨物料。其特点是介质填充率高，单位时间内的作用次数多[3]，粉体粒径小，分布均匀，适用于大部分中药材的粉碎[4]。此设备还可以与低温技术结合，得到粒径分布窄，流动性好的超微粉，解决了振动磨的升温问题[5]。目前应用较广泛的振动磨是山东倍力BMF系列，最近还有其他新型改良设备推出，如浙江丰利的MTM型冲击磨，上海协科的HGM型重压研磨式超微粉碎机，北京环亚天元的HMB型三环中速微粉磨。

2.2气流式超微粉碎机

气流粉碎机又称流能磨，其工作原理是：超音速气流使物料粒子相互激烈碰撞、摩擦，且气流对物料有直接的剪切作用，再通过适当分级达到粉碎的目的[6]。此类设备粉碎过程中无伴生热量，粉碎温度低，适用于低熔点和热敏性药材[7]，粉碎粒度可达1～10μm，且对物料无污染，是目前能达到的最细的物理加工方法。此设备的不足之处是设备制造成本高，能耗大，能量利用率低，生产成本高[8]。目前，气流粉碎机分为扁平式、单喷式、循环管式、对喷式及流化床式5种。

2.3机械式超微粉碎机

机械式超微粉碎机的工作原理是：通过机械零件和介质的高速运动对原药材粉体施加冲击、剪切等外力达到粉碎目的。此设备的优点是简捷方便，进料适用粒径范围大。缺点是设备易升温，物料粉碎得越细零件磨损越严重，磨损微粒直接污染物料，且粉体细度最高只能达到20μm[9]。因此限制了此设备的广泛应用。

由于3种设备各有局限性，有学者现致力于研制机械式粉碎和气流式粉碎相结合的超微粉碎机组以及超低温的深冷粉碎机。但由于成本较高，新设备的应用范围远不及上述3种设备。

3超微粉碎技术在中药生产及应用中的优势和问题

3.1优势

超微粉碎可以提高药材细胞破壁率，增加有效成分的溶出度，加速体内释药速度、吸收速度和代谢速度，提高生物利用度，增强药物疗效，达到了提高传统产品质量的目的。在此基础上研制超微粉产品新剂型，开发新产品，进一步拓展了超微粉碎技术在中药行业应用的广度和深度。

3.1.1加快有效成分的溶出速率，改善中药制剂工艺超微粉碎能促进和提高中药材多种有效成分的溶解及释放。药材经超微粉碎处理后，其粒度更加细微均匀，比表面积增加，孔隙率增大，打破了完整的细胞壁和细胞膜，胞内有效成分溶出阻力减小，有效成分直接溶解在溶剂中，溶出率加大，提取时间缩短。

王晓炜等[10]研究柳松菇多糖的提取分离，发现超微粉碎有利于相对分子质量高的胞内多糖Ⅰ的溶出，其含糖量为78％，而未粉碎的块状药材中提取的多为低相对分子质量的多糖Ⅱ，其含糖量为42.9％。张爱军等[11]比较了丹参超微粉碎和常规粉碎对丹酚酸B提取效果的影响，结果表明，超微粉产品有效成分的提取率远高于常规粉碎产品，而且只需采用超声即可溶出大部分有效成分，尤其适用于热敏性物质的提取。杨晓强等[12]用300目红参超微粉，50 ℃，微粉动态提取机提取10 min，与60目粗粉90 ℃加热回流1 h相比，人参皂苷Rb1、Re的收率增加64.7％。

3.1.2提高药物的生物利用度，增强药效中药超微粉体与胃肠黏膜的接触面积增大，能更好地分散、溶解在胃肠液中，更易被胃肠道吸收，药效明显增强。袁红宇等[13]研究了马钱子主要成分士的宁在小鼠体内的分布，发现马钱子超微粉给药组士的宁在各组织器官中吸收、分布、排泄以及体内脏器的含量均明显高于普通粉组，证明超微粉碎技术可加速马钱子有效成分在体内的吸收、分布并减少其在体内的蓄积。

徐世军等[14]采用小鼠耳片法、热板法研究蚁附蠲痹方的超微粉和颗粒剂2种剂型的抗炎、镇痛作用，发现超微粉用量为颗粒剂的1/2时，两者作用基本相似。王雪莉等[15]通过观测不同剂量的葛根超微粉对小鼠凝血时间的影响，发现中剂量的葛根超微粉（0.6 g/kg）能显著延长小鼠的凝血时间。劭陆[16]采用体内抗菌实验研究芩连超微粉胶囊的抗菌作用，发现药物浓度在10 g/kg 时即可降低染菌小鼠死亡率，传统粉碎法制成的胶囊和片剂则无此效果。表明在一定剂量下芩连超微粉胶囊有普通胶囊不具备的药理作用。

侯集瑞等[17]设计耐缺氧实验考察不同粒径的西洋参粉对延长小鼠耐缺氧能力的影响，发现超微粉（1～2μm）延长百分率为79.64％，超微粉（5～7 μm）延长百分率为38.62％，前者活性成分提高，耐缺氧作用明显，表明西洋参超微粉粒径不同提高药物活性的程度不同。

3.1.3改善制剂品质，创制新剂型超微粉碎技术不但可用于现有中药剂型，而且还有望创制新剂型，提高药物疗效，降低药物毒性。将传统剂型汤剂改为超微粉汤剂后，因粉体细度增加，使用药剂量减少，口感改善，可直接冲服或泡服，且便于携带。司南等[18]比较麻杏石甘汤超微粉与原饮片的有效成分麻黄碱和伪麻黄碱溶出率，结果表明，前者2种有效成分含量高于后者，两者有显著差异，表明微粉化确能减少用药剂量。

以粉体为原料的固体和半固体剂型，在制剂工艺中采用超微粉碎技术制备相应制剂，改善了这些剂型的品质和外观。金顺福等[19]将薏苡仁和炒白术微粉化后直接入药制成颗粒剂，制剂成型好，无砂粒感。赵浩如等[20]认为，可将中药超微粉与适当基质混合制成经皮给药制剂。以桂皮醛为指标，将肉桂的超微粉和普通粉进行体外透皮研究，结果表明，超微粉具有更好的释放和透皮效果。若用超微磁粉与一些疗效好、毒副作用大的药物制成靶向制剂、缓释制剂及控释制剂，将为临床提供疗效可靠、毒副作用小的药物，如抗癌药物。

3.1.4适用范围广，药材利用率高超微粉碎技术可根据药材的性质，采用中温、低温和超低温粉碎，对质地致密的贝壳类、骨类药材和矿物类药材更具优越性，且适用于纤维状、高韧性或具有一定含水率的物料，因此应用范围较广。药材经微粉化后，由于有效成分溶出度提高，用小于原处方的药量即可获得原处方的疗效或疗效更好。黄一帆等[21]通过研究发现，经超声提取后，黄连解毒散超微粉中栀子苷和小檗碱的含量与细粉相比，分别提高26.26％和37.07％。据统计，根据药材性质和粉碎度不同，微粉化一般可节省药材30%～70%[2]。这对保护中药资源有着重要的意义。

3.1.5有利于溶出某些新的未知成分超微粉碎技术可促使药材中在未破壁情况下将难以溶出的新成分溶出。陈体强等[22]从原木灵芝孢子超微粉的挥发油中检出了一些新的萜类成分和脂肪类化合物，丰富了对此药物化学成分的认识。

3.2超微粉碎技术在中药生产应用中应重视的问题

超微粉碎技术用于中药行业虽有独特的优势，但在实际生产过程中仍有一系列亟待研究和解决的问题。

3.2.1基础研究有待进一步加强一定程度的微粉化虽可增加药物的溶解度和溶出速度，但随着比表面积增加，表面能因素会使粒子表面更易吸附空气和电荷，吸湿性也会增强，药粉会变得易聚集，流动性、分散性变差，粉末处于非稳定状态[23]。此外，中药材微粉化后，会影响制剂成型，如将某些超微粉体进行全粉末压片，会出现分剂量不准确，片子不易成型，制成的片剂硬度、脆碎度、崩解度不合格，甚至指标成分溶出困难等问题，不利于微粉的制剂、保存及运输[24]。有学者[25-27]认为，可以在提高微粉聚集稳定性方面深入研究，通过制粒、加入分散剂以及采用喷雾干燥法或冷冻干燥法解决这些问题。

质量控制一直是中药研究的重要环节，但中药超微粉的质量标准研究鲜有报道。由于超微粉在化学成分含量变化、制剂成型及临床安全性方面尚有一些有待深入探讨的问题，中药超微粉质量标准研究，特别是稳定性研究尤为重要。

3.2.2临床安全性研究需要进一步开展目前，中药超微粉碎的研究主要限于动物实验和体外溶出实验，临床研究报道较少。中药微粉化后是否仍含有原来的有效成分，有效成分及其含量是否发生变化，有效成分和其他成分的溶出同时增加，其增加成分是否影响有效成分溶出，是否会产生新的不良反应等，这些变化对临床用药安全有较大的影响，因此，需要针对具体药物进行深入研究。

宋丽丽等[28]研究蒲公英超微粉的溶出特性，结果表明，蒲公英经超微粉碎后，其薄层色谱发生明显变化，因而认为蒲公英内各成分的存在方式发生了变化，但变化是否影响临床疗效有待进一步研究。张亚红等[24]认为，超微粉粒径小，有可能黏附在胃肠黏膜上，影响胃肠蠕动、黏膜吸收以及胃肠激素分泌。而且，中药材细胞破壁后，细胞内的活性成分是否会发生化学变化从而在肾、肝、血液、心血管及神经系统等部位产生不良反应，均值得深入研究。

3.2.3针对不同药材的微粉工程学和生产安全性的研究有待深入是否以及如何对中药材进行超微粉碎应视药材的类型，如含糖类、油类、纤维素、淀粉类、矿物类等，采用不同的粉碎方法，研制相应的粉碎设备。刘春红等[29]认为，可进一步研究药材的预处理，如采用热处理、冷处理、水处理及油处理等方法。在中药超微粉碎过程中，还有设备升温问题，降温处理后生产成本升高问题及药物粘壁问题等，均有待解决。

在生产安全性方面，由于超微粉具有很高的表面活性，其氧化性、可燃性及静电聚集力都很强。因此，应从粉碎设备的设计、粉碎工艺的选择、物料处理和环境等方面采取适当措施，消除静电、火花、积热等隐患，提高超微粉碎的安全性。

总之，深入研究这些问题目的是确立超微粉的最适宜粒度，建立超微粉产品的可控标准。此标准应针对某种药材或复方，筛选最佳粒度，使超微粉在此粒度下体外溶出和体内药效达到最佳，对毒理无影响，且保持有效部位或成分的稳定性，并能克服聚集，具有适宜的流动性和分散性。

4前景展望

我国是一个传统医药大国，应用中药有着悠久的历史。随着科技进步和社会发展，当前我国中药及其传统剂型越来越难以满足患者的需求，在竞争激烈的国际医药市场常处于劣势，而超微粉碎技术在中药生产及临床应用方面的优势将对加速中药现代化进程有积极作用。单味药或复方药是否需要微粉化的关键是微粉化能否充分发挥其药效。因此，在应用此技术时，应处理好中药研发过程中继承与创新的关系，既要发挥现代科学技术的优势，又要秉承传统中药治病的固有疗效，以能更好地发挥其作用。

国外已将超微粉碎技术用于医药、食品、化妆及陶瓷等行业，国内应用起步较晚，但随着此技术在中药行业的应用优势逐渐显现，人们对它的关注度越来越高。此技术现已越来越广泛地用于其他相关行业，如中药保健品行业，食品深加工行业等，并且取得了较好的成果，成为开发新产品的巨大动力。随着国家对超微粉体产业支持的力度不断加大，超微粉碎设备及其技术结构逐步得到调整和创新，超微粉碎技术在中药及相关行业的应用前景将更为广阔。

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