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 苯 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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