本发明涉及一种高效缓释纳米药物的制备装置，属于医药设备领域。
背景技术：
缓释药物的研究与开发己经成为国内外医药工业发展的一个十分重要的方向。缓释的基本原理是通过适当方法，将药物包裹在缓释层内，待缓释层被溶解后释放药物，从而达到延缓药物在体内的释放、吸收、分布、代谢和排泄过程，以达到延长药物作用。
缓释药物的缓释层也叫包衣，包衣的制备装置在不断革新，主要设备有包衣锅、高效水平包衣机、离心式造粒包衣机等。离心式造粒包衣机是目前使用较多、效果较好的包衣装置，其基本原理是利用离心力使含药微丸在锅内旋转，形成一定粒子流，将雾化的包衣液均匀地喷洒母核或微丸表面，形成包膜，待包膜中的水等溶剂蒸发，微丸表面就形成一层连续而紧密的包衣薄膜。由于粒子运动激烈，这种装置不适合脆易磨损颗粒、弱粒子的包衣，而且干燥能力相对较差，包衣时间较长，在包衣之前，还需经过制备母核以及将药粉、稀释剂、粘合剂等包裹在母核上两个步骤，因此过程繁琐，生产效率低。除上述离心式造粒包衣机存在的缺点外，其他类型的包衣设备也存在各种不足之处，如：采用流化法的包衣设备依靠气流使粒子运动，因此粒子运动较缓慢，大粒子运动较难，小粒子包衣易产生粘连；采用干压包衣法的设备直接将包衣材料通过一定压力包裹在药物外，这样可以避免水分从而缩短干燥的时间，但加工时每个工位每次只能加工一粒药丸，因此效率较低，包衣的厚度等难以保证，而且对机器的精度要求很高。
技术实现要素：
针对现有设备的不足，本发明的目的旨在提供一种效率高、制备简单、成型质量好、包衣均匀的逐层缓释纳米药物的制备装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高效缓释纳米药物的制备装置，主要包括缓释层物料输送装置、药物层物料输送装置、导流机头、汇流器、反向扭转叠层器和药物后处理装置，缓释层物料输送装置的出口与药物层物料输送装置的出口分别与导流机头连接，缓释层物料输送装置用于缓释层的计量输送，药物层物料输送装置用于药物层的计量输送，缓释层物料输送装置、药物层物料输送装置可以为挤出机，缓释层物料输送装置、药物层物料输送装置还可以为带有储料箱和输送泵的装置。缓释层物料和药物层物料一般调制成粘稠状态，具有一定的流动性，可以在后续的反向扭转叠层器内流动。物料由缓释层物料输送装置、药物层物料输送装置稳定输送至前端连接的导流机头，由导流机头分别送入汇流器，缓释层物料和药物层物料经由汇流器形成两层厚度均匀的初始片材，由汇流器汇流、整流以及进一步稳定压力和流量后的初始片材送入反向扭转叠层器中，经由反向扭转叠层器挤出厚度均匀的多层的逐层缓释纳米药剂片材，药剂片材最后经后处理装置得到所需的规格和外形的药品并封装。导流机头、汇流器、反向扭转叠层器和药物后处理装置依次排列。
缓释层物料输送装置、药物层物料输送装置所用的挤出机主要包括动力系统、输送系统。其中输送系统包括螺杆、机筒、机筒衬套、料斗、螺杆尾部密封装置，机筒衬套固定安装于机筒内，螺杆在机筒衬套内转动，将由料斗进入输送装置的物料向前输送，螺杆尾部密封装置防止物料泄露。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置也可将缓释层物料输送装置和药物层物料输送装置的螺杆串联，使用一个动力系统驱动两根螺杆同时工作。缓释层物料输送装置和药物层物料输送装置相对放置，螺杆的轴线重合，螺杆分别伸出机头，两根螺杆依靠一根轴连接，机头处安装密封装置，防止缓释层物料和药物层物料泄漏，缓释层物料和药物层物料的导流流道与螺杆轴线呈一定角度。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置使用的挤出机的螺杆和机筒衬套上可开有形状和几何尺寸完全相同但旋向相反的螺纹结构。螺杆的螺纹和机筒衬套的螺纹对液体的总轴向推力就形成了对液体的输送压力，从而推动物料稳定向前运动。机筒可以做成分段式机筒，这样做是为了方便加工、安装和成本。机筒衬套可以做成分段式机筒衬套，这样做是为了配合分段式机筒的设计，方便加工、安装，降低成本。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置使用挤出机的螺杆和机筒衬套上开的螺纹的截面可以为三角形、梯形、圆形等，不同的截面形状适合输送不同的物料，如需要流量较大时可采用圆形截面螺纹，如需要压力较高时可采用三角形截面螺纹；螺杆的螺旋升角应符合加工工艺要求，螺旋升角较小时螺纹对液体的输送能力较低，当螺旋升角增大到一定程度时(75°左右)，螺纹对液体的输送能力将不再升高，因此螺旋升角一般在70°至80°之间；螺杆的螺槽深度应符合加工工艺要求，槽越浅，螺杆旋转时产生的流体动压力越强，输送压力越高，流量越小，槽深一般应在1至4毫米之间；螺杆的大径和机筒衬套的小径之间的间隙应符合加工工艺要求，当槽深一定时，间隙越大，螺杆和机筒衬套的螺槽中液体间回流作用越明显，输送的压力越小，螺杆的大径和机筒衬套的小径之间的间隙一般应在0.2至1毫米之间。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置所使用的反向扭转叠层器可以为一个或多个，单个反向扭转叠层器的输出输入层数比可以为多种。反向扭转叠层器利用其扭转流道设计，将从入口进入的多层流体均匀切分成多股，切分后的每股的多层流体与之前的完全一致，但是宽度变窄，然后经扭转流道输送，扭转流道包括正向扭转和/或反向扭转，将多层流体叠加，形成层厚均匀的多层片材后输出，其中经正向扭转的流体与经反向扭转的流体叠加后的层的相对顺序互逆，如：反向扭转叠层器的输入流体为n种，分别是a1、a2、a3……an-1、an，反向扭转叠层器的输出输入层数比为m，前m/2为正向扭转，后m/2为反向扭转，则输出的总层数为n×m层，各层的顺序依次是：前n×m/2层依次为a1至an的m/2次循环，后n×m/2层依次为an至a1的m/2次循环。利用以上特性，可以将缓释剂和药剂分别通过输送装置输入反向扭转叠层器，经反向扭转叠层器挤出得到缓释层-药剂-缓释层-……-药剂-缓释层的外侧为缓释层的多层均匀药剂片材。
本发明的药物后处理装置的主要功能是使从反向扭转层叠器中挤出的药剂片材成型固化成药物成品。成型固化装置包括药剂片材切割装置和切粒装置，反向扭转叠层器出口先放置一个药剂片材切割装置，药剂片材切割装置将药剂片材根据制作药丸的粒径要求切割成多个药剂条，经切粒装置将药剂条再进一步切割成所需要大小的药粒，有少量的药剂暴露在药粒的外层，由于药剂和缓释层相间排列，药剂层和缓释层都很薄，药物在使用过程中仍为缓慢释放，药粒尺寸小的情况下效果更好；或者成型固化装置包括药剂片材切割装置和切粒装置将药条再经切粒后，再经挤压模具及药物成型模具制得成品形状的药丸，药丸的表面为缓释层。
本发明的有益效果是：输送装置的新型螺杆-机筒衬套螺纹结构使其具有小流量、高输送压力的特点，因此其输送的流量、压力稳定，脉动小，便于对缓释药物剂量和缓释时间更加精确的把控。相比于目前常规的输送设备其构造简单，极大程度地降低了加工制造难度、减少了使用的零部件，因此成本低。该装置彻底改变了现有的缓释纳米药物的制备工艺，将间歇生产改为连续生产，极大地提高了生产效率。反向扭转叠层器可连续挤出多层、均匀的缓释药剂，药物具有逐层缓释的特性，为丰富缓释药物的功能提供更多。同时，本装置还克服了传统制备的诸多难题，如：不适合易磨损颗粒、脆弱粒子的包衣，大粒子运动较难，小粒子包衣易产生粘连等。是一种低成本、高效率、高质量的缓释纳米药物的制备装置。
附图说明
图1是本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置的整体结构示意图；
图2是本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置的单动力系统驱动两个输送装置的结构示意图；
图3是本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置的汇流器流道和四倍反向扭转叠层器流道原理及进出口物料状态示意图；
图4是本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置的汇流器流道和八倍反向扭转叠层器流道原理及进出口物料状态示意图；
图5是本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置的挤压-模压成型过程及成型药丸的截面示意图；
图中：1-缓释层物料输送装置，2-药物层物料输送装置，3-导流机头，4-汇流器，5-反向扭转叠层器，5-1-四层扭转叠层器，5-2-八层扭转叠层器，6-药物后处理装置，7-螺杆，8-机筒，9-机筒衬套，10-料斗，11-螺杆尾部密封装置，12-动力系统，13-密封装置，14-导流流道，15-1-正向扭转流道，15-2-正向扭转流道，15-3-反向扭转流道，15-4-反向扭转流道，16-缓释层物料，17-药物层物料，18-1-八层药剂片材，18-2-十六层药剂片材，19-双层物料，20-挤压模具，21-药物成型模具，22-药丸。
具体实施方式
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置，整体结构如图1所示，主要包括缓释层物料输送装置1、药物层物料输送装置2、导流机头3、汇流器4、反向扭转叠层器5和药物后处理装置6，缓释层物料输送装置1用于缓释层物料16的计量输送，药物层物料输送装置2用于药物层物料17的计量输送，缓释层物料输送装置1、药物层物料输送装置2可以为挤出机，缓释层物料输送装置1、药物层物料输送装置2还可以为带有储料箱和输送泵的装置。缓释层物料16和药物层物料17一般调制成粘稠状态，具有一定的流动性，可以在后续的反向扭转叠层器5内流动。物料由缓释层物料输送装置1、药物层物料输送装置2稳定输送至前端连接的导流机头3，由导流机头3分别送入汇流器4，由汇流器4汇流、整流以及进一步稳定压力和流量后送入反向扭转叠层器5中，经由反向扭转叠层器5挤出厚度均匀的多层的逐层缓释纳米药剂片材，最后经药物后处理装置6得到所需的规格和外形的药品并封装。
缓释层物料输送装置1、药物层物料输送装置2所用的挤出机主要包括动力系统12、输送系统。其中输送系统包括螺杆7、机筒8、机筒衬套9、料斗10、螺杆尾部密封装置11，机筒衬套9固定安装于机筒8内，螺杆7在机筒衬套9内转动，将由料斗10进入输送装置的物料向前输送，螺杆尾部密封装置11防止物料泄露。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置也可将缓释层物料输送装置1和药物层物料输送装置2的螺杆串联，使用一个动力系统驱动两根螺杆同时工作。如图2所示，缓释层物料输送装置1和药物层物料输送装置2相对放置，螺杆的轴线重合，螺杆7分别伸出机头，两根螺杆依靠一根轴连接，机头处安装密封装置13，防止缓释层物料16和药物层物料17泄漏，缓释层物料16和药物层物料17的导流流道14与螺杆7轴线呈一定角度，输送装置使用合适的参数实现两种物料合适的流量、流速等，从而满足工艺要求。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置使用的挤出机的螺杆7和机筒衬套9上可开有形状和几何尺寸完全相同但旋向相反的螺纹结构。螺杆7的螺纹和机筒衬套9的螺纹对液体的总轴向推力就形成了对液体的输送压力，从而推动物料稳定向前运动。机筒8可以做成分段式机筒，这样做是为了方便加工、安装和成本。机筒衬套9可以做成分段式机筒衬套9，这样做是为了配合分段式机筒的设计，方便加工、安装，降低成本。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置使用挤出机的螺杆7和机筒衬套9上开的螺纹的截面可以为三角形、梯形、圆形等，不同的截面形状适合输送不同的物料，如需要流量较大时可采用圆形截面螺纹，如需要压力较高时可采用三角形截面螺纹；螺杆7的螺旋升角应符合加工工艺要求，螺旋升角较小时螺纹对液体的输送能力较低，当螺旋升角增大到一定程度时(75°左右)，螺纹对液体的输送能力将不再升高，因此螺旋升角一般在70°至80°之间；螺杆7的螺槽深度应符合加工工艺要求，槽越浅，螺杆7旋转时产生的流体动压力越强，输送压力越高，流量越小，槽深一般应在1至4毫米之间；螺杆7的大径和机筒衬套9的小径之间的间隙应符合加工工艺要求，当槽深一定时，间隙越大，螺杆7和机筒衬套9的螺槽中液体间回流作用越明显，输送的压力越小，螺杆7的大径和机筒衬套9的小径之间的间隙一般应在0.2至1毫米之间。
本发明一种高效缓释纳米药物的制备装置所使用的反向扭转叠层器5可以为一个或多个，多个反向扭转叠层器5串联工作，每个反向扭转叠层器5的输出输入层数比可以为多种。反向扭转叠层器5利用其扭转流道设计，将从汇流器4进入的多层流体均匀切分成多股，切分后的每股的多层流体与之前的完全一致，但是宽度变窄，然后经扭转流道输送，扭转流道包括正向扭转和/或反向扭转，将多层流体叠加，形成层厚均匀的多层药剂片材后输出，其中经正向扭转的流体与经反向扭转的流体叠加后的层的相对顺序互逆。四层反向扭转叠层器5-1输出输入层数比为4，如图3所示，将四层扭转叠层器5-1入口接汇流器5，缓释层物料16和药物层物料17汇合通过汇流器5汇合成双层物料19，双层物料19由四层扭转叠层器5-1入口进入，然后被均匀切分成四股，上面两股物料流经正向扭转流道15-1和正向扭转流道15-2，下面两股物料流经反向扭转流道15-3和反向扭转流道15-4，四股流体在出口处叠加形成层厚均匀的八层药剂片材18-1，然后输出。八层药剂片材18-1各层依次是：缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层；为了提高效率，也可以选用八层反向扭转叠层器6-2，如图4所示，其输出输入层数比为8，八层反向扭转叠层器5-2上面四层为正向扭转流道，下面四层为反向扭转流道，经历与四层扭转叠层器5-1相似的过程挤出十六层药剂片材18-2，十六层药剂片材18-2各层依次是：缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层、药剂层、缓释层。
本发明的药物后处理装置的主要功能是使从反向扭转层叠器5中挤出的药剂片材成型固化成药物成品。成型固化装置包括药剂片材切割装置和切粒装置，反向扭转叠层器5出口先放置一个药剂片材切割装置，药剂片材切割装置将药剂片材根据制作药丸的粒径要求切割成多个药剂条，经切粒装置将药剂条再进一步切割成所需要大小的药粒，有少量的药剂暴露在药粒的外层，由于药剂和缓释层相间排列，药剂层和缓释层都很薄，药物在使用过程中仍为缓慢释放，药粒尺寸小的情况下效果更好；或者成型固化装置包括药剂片材切割装置和切粒装置将药条经切粒后，如图5所示，使用挤压模具20将药物预成型，挤压模具20为漏斗形，两头大中间小，挤压模具20分为左右两部分，通过挤压将多层药物立方体颗粒预成型成漏斗形，再使用药物成型模具21将预成型好的多层药物立方体颗粒模压成药丸22，冲压成型后药丸22包含有四层药剂层，分别被四层缓释层均匀包裹。
以上所述为本发明的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺过程，任何基于上述所说的对于相关设备修改或替换，任何基于上述所说的对于相关工艺的局部调整，只要在本发明的精神领域范围内，均属于本发明。