软胶囊凭借其优秀的密封性,诱人的外观和便于携带而活跃于国际药品市场。虽然我国从60年代就开始生产软胶囊产品,但真正的发展还是在20世纪90年代,随着如东方慧神、鑫航成等公司的崛起,保健品行业的重新兴旺,中药现代化的大力推进,软胶囊生产脱颖而出,受到了广大厂商的青睐。为此,《流程工业》特邀来自东方慧神、北京鑫航成、上海天祥健台的嘉宾,谈谈设备,聊聊技术,说说明天。
感谢东方慧神软胶囊论坛提供部分资料
软胶囊亦称弹性胶囊,其弹性的大小取决于囊丸的明胶、增塑剂和水三者的比例。最早的软胶囊制剂为维生素A、D胶丸。自1933年发明了旋转冲模包囊机以来,使产量大大提高,成本大幅下降,欧美各国纷纷采用,并不断对机械设备进行改进,使胶囊不仅能填装液体、糊状软体药物,还能进行粉末、颗粒等的填充,品种和产量不断增加。在医药方面,常见的软胶囊包括口服胃涪胶囊、肠溶胶囊、咀嚼胶囊、缓释胶囊、骨架胶囊、包衣胶囊、速效胶囊、外用直肠胶囊以及眼用、皮肤用、耳鼻使用的管状软胶囊等。产品在大小、形状、颜色等方面多种多样。除了医用外,在家化用品、食品工业、化学和其他工业领域中也已广泛应用。软胶囊正在逐渐成为新的包装趋势,活跃于中国的制药市场。
优势所在
胶囊类产品从根本上突破了传统的安瓿瓶、片剂、丸剂和膏剂,作为直接装填内容物的包装形式,它具有独特的优势。
■ 安全性高,密闭性好
胶囊产品密闭,在生产出来后,内容物一直被包裹在胶皮内,减少了二次污染的风险。在使用中,包装量小,其净含量被设计为一次用量,从而确保用户每次只使用一粒胶囊,不必重复使用,避免了产品在使用过程中可能出现的二次污染。由于密封性好,遮盖了药物的不良气味,患者感觉更加舒适。
■ 便于携带和服用
软胶囊便于携带,使用方便,可以根据用量分开携带。另外,其包装不易破碎,携带也十分安全;在适于消费者日常居家使用的同时,更适于人们在外出度假、旅游及野外工作时使用。由于崩解后在肠道直接吸收,无需溶解过程,吸收快。由于生物利用度高,减少了患者的服用剂量。
■ 外观新颖
软胶囊的外观形态各异,色彩丰富,对消费者很有吸引力及新奇感。这种颗粒状胶囊的包装,对药物来说,口感好,易吞咽和防止假冒。
发展现状
近年来,国际上对软胶囊的开发和研究也非常重视,现在世界上已拥有转模式软胶囊制造机近千台,年产量高达7M亿粒,品种多达3000余种。美国是目前全球最大的软胶囊生产国,销售量居世界之首,其次为德国、英国。目前全球软胶囊销售额约4亿美元,其中滋补营养品占的比例较大,最多时达70%以上,在发达国家中有着广阔的市场。由于软胶囊制剂是一种相对较难生产的剂型,技术设备要求高,专业性强,因此从事生产软胶囊制剂的药厂较少。国外该产品都由专业性软胶囊生产厂来承担,药厂或其他厂以委托加工形式开展业务,其处方工艺与专利均属保密,因此一定程度上使软胶囊制剂生产受到影响。
软胶囊生产线投入大,配套设施要求高,人员培训等要求严格,投资大,周期较长。软胶囊产品属于规模化产品,一条软胶囊机生产线年生产能力为1亿粒软胶囊以上,同时与多条生产线生产成本相比,单一生产线的生产成本较高。因此,为一个或几个产品配套一条软胶囊生产线,从经济效益来说是不合算的。这也是国外软胶囊多由专业性生产商完成的原因。
我国从60年代开始生产软胶囊,70年代以前软胶囊制剂生产设备落后,产品质量差,生产停滞不前。70年代末,我国开始引进和消化国外较先进的转模机、设备、生产能力和技术水平有了很大提高,目前我国已拥有软胶囊制造机70余台,约占世界的10%,其中有半数是从美国、日本、英国、意大利和澳大利亚等国进口的。生产厂家有40多家,年产量70多亿粒,约占世界10%,但品种较少,只有40余个,占世界1%左右。品种也比较单调,主要生产品种有脉通胶九、维生素E胶九、月见草胶九等,重复生产。此外,在外观形状、不同用途品种、产品质量和工艺处方等方面的开发研究和国外相比还存在不少差距。
近年来,我国对软胶囊制剂的生产和开发比较重视,也取得了一些进展,生产范围亦从单纯西药制剂向中成药制剂发展,已有9家中药厂生产出中药制剂软胶囊投放市场,还有的厂家开发了滋补营养品软胶囊。此外,包括日化用胶丸等的出现也大大丰富了软胶囊的品种。我国生产的软胶囊产品也开始陆续出口到日本、香港、东南亚、美国、西欧、新加坡等地,尤其是中成药及滋补营养品受到国内外用户欢迎,市场销售前景看好。
但是从目前国内市场来看,软胶囊制剂无论从品种、数量、用途、外观等方面都远远未能满足市场需求,发展空间还相当巨大。随着中药现代化的发展,保健品业的重新兴旺和国内软胶囊设备生产企业的崛起,中国软胶囊市场前途不可限量。
中药发展与软胶囊产品
随着对于天然产物的推崇和自然疗法的兴起,中药的影响力日渐扩大。中药的保健和治疗作用逐渐被欧美消费者所认同。由于欧美等国对处方药的控制严格,而对非处方药和非明显治疗动机的含药物保健品的进口相对容易,所以这也成为了中国制药行业在入关后能进入西方医药市场的一个突破口,而中药制剂可以称得上是其中最具竞争力的方向。但传统的中药多为汤剂、丸剂、膏剂形式,其外观及味道让普通人较难接受,剂量使用和携带也不方便。若中药采用软胶囊制剂,正好弥补上述缺点。
20世纪70年代前期,我国采用模压法生产软胶囊,《中国药典》(1985版)正式生效后此法被淘汰,改用RDEM法生产,品质大大提高。特别是20世纪90年代,我国开发了一系列中药软胶囊品种,如藿香正气软胶囊、复方丹参软胶囊、麻仁软胶囊等,改变了西药软胶囊一统天下的局面。
中药软胶囊与西药不同,西药成分单一,大多为油状药物或疏水性药粉,易于制成油溶液,比较容易囊化;而中药处方复杂,出膏率大,吸水性强,内容物制备较为复杂。因此,中药软胶囊内容物现多制成混悬液或糊状物,这就要求内容物不仅要均匀稳定,而且还要有良好的流动性,同时对生产设备要求也高。
软胶囊产品的制备技术
软胶囊是继片、硬胶囊、针剂等后发展起来的一种新剂型,能将油状功能性物质、功能性物质溶液或功能性物质混悬液、糊状物甚至功能性物质粉末定量压注并包封于胶膜内,形成大小、形状各异的密封胶囊。软胶囊具备生物利用度高、含量准确、均匀性好、外形美观等特点。
软胶囊是油性功能性物质、保健食品最适宜的剂型。因为油状功能性物质可省去吸收、固化等技术处理,并可有效避免油状功能性物质从吸收辅料中渗出。此外,低熔点功能性物质和保健食品、生物利用度差的疏水性功能性物质和保健食品、不良苦味及臭味的功能性物质和保健食品、微量活性功能性物质和保健食品及遇光、湿、热不稳定及易氧化的功能性物质和保健食品均适合制成软胶囊。近年来,中药产品的再开发,更是以软胶囊剂型为主。
软胶囊壳的主要成分为明胶、甘油和纯水。在药物及保健品软胶囊的生产中,最具成熟的胶皮材料是食用级明胶。但包裹成分是水性还是油性是很关键的问题。因为,明胶皮层只能包覆油类物质。而对于水性成分,就要借助上部分提及的固体分散技术了。将药物经冻干法制成粉末,再分散到分子量为400~40000的PEG中,形成淤浆体,然后再明胶包覆成软胶囊。但此时会出现另一个问题,就是PEG本身也具高吸湿性,必将影响到明胶接口的密闭性。国内生产厂最近提出加厚软胶囊皮层的方法,但这要受到设备性能以及成本的制约。国外则报道了在对进行接枝改性降低其亲水性,同时不影响药物的崩解速度和生物利用度。
软胶囊产品质量好坏的评价指标主要有关键几点:
■ 产品的崩解性
■ 产品的装量差异
■ 产品的均匀度
■ 产品的微生物检测
这些指标等均需要相应的实验仪器、设备等由专业人士来完成检测并提供相应的实验报告。
后记
当我开始策划这个专题的时候,和其他产品类似,我第一个想到的问题就是“中国的设备与国外设备”的差距。然而在采访中,东方慧神、鑫航成都告诉我,从工艺上来说,我们已经赶上甚至超过了国外的同行。这一回答除了让我惊讶,更令我深思。不知从何时起,我们好像就已经认定了“国产货比不过洋货”这个不成文的道理,从机床到压片机,彷佛先进的设备就是国外的天下。但是丁总、刘总们向我们展示了中国人的智慧,他们搞研发、重设计、琢磨工艺,他们的超前思维,他们的高瞻远瞩,让人们看到我们同样可以在制药机械-这一西方人一统天下的领域里有所作为。我相信,还有更多优秀的民族企业和更多出色的国有品牌就在我们身边,等待我们发现,等待我们支持。为了中国医药的未来,《流程工业》愿全力以赴!
厂商之声
软胶囊剂型在我国是一个新的剂型,在国外已是非常流行,但在我国尚属发展中剂型,而且产品多数为保健品类,治疗类药物的软胶囊产品较少。
我国对软胶囊产品的认识和软胶囊设备的认识起步较晚,从上世纪70年代中期刚引进国外软胶囊压丸机,到目前为止在市场上运转生产的软胶囊压丸机还是停留在老的模式基础上。国内所有生产软胶囊设备的厂商近几年有这样或那样的改进,但都没有突性的改进。只有上海天祥健台制药机械有限公司在1998年首次进行突破性改进,将原来风冷式改成了水冷式,为药厂使用节约了大量能源(水电),做到了更符合GMP要求。同时减少了明胶的损耗,受到了国内外用户的欢迎。目前同国外同类产品相比,国外同类软胶囊压丸设备每小时的产量远远高于国内软胶囊压丸设备。另外,目前国外的软胶囊压丸设备已经发展到了软胶囊内装粉剂,装小颗粒,从而使软胶囊药品可以生产缓释制剂,控释制剂。使治疗品种扩大,这是国内今后在软胶囊设备上是发展方向。但是这里也牵涉到有关工艺技术问题。国外软胶囊设备的控制技术大大优于国内设备。
目前国内生产软胶囊压丸机设备厂商尚不到10家,但真正掌握软胶囊技术工艺的厂商寥寥无几。在2000年前,我国能生产软胶囊压丸设备厂商只有4家。因为软胶囊压丸设备的制作一般制药机械厂商都可以制造,但是在软胶囊技术工艺这方面掌握的技术人员比较少。相对来讲,软胶囊生产的工艺要求比片剂生产和硬胶囊充填复杂,甚至温度和湿度都不一样,溶胶配方工艺技术要求有一定的难度和技术含量。软胶囊生产的工艺性比较强,不像压片和硬胶囊充填单机生产。同时,软胶囊设备也不像片剂设备那样是单机投入,它需要一整套的设备,价格昂贵也阻止了软胶囊制剂的发展。近年来天祥厂开发的RGY6*15F小批量生产的软胶囊机,同时因价格低廉受到了市场的欢迎。
到目前为止,国内灌装的药液和保健品绝大多数是以清油类及和中性油混合的混悬剂类,而且含水量要求越低越好,因为国内极大多数厂商生产的颗粒明胶为水溶性动物明胶,如果在药液内的含水量超过一定的比例压丸就不可能。还有如果药液内醇一类的含量超过一定的比例也没有办法压丸。而国外如果发生以上这些情况可以用食物明胶来压丸,但国内至今没有正常生产食物明胶厂商,同时价格也比较贵。所以我们的软胶囊产品局限性比较大,阻止了发展。因此产生了我国中药做成软胶囊的问题。在我们所接触到的中药软胶囊生产中有相当一部分是浸膏类、流动性很差,粒子很粗等。如果把此类中药工艺改革成浓缩提取。甚至用二氧化碳萃取等新工艺,那中药做成软胶囊产品的发展空间很大。有的中药含水量特别高,或是纯水状类的,则可以用食物明胶来压成软胶囊产品,因为食物明胶抗水溶性特别强,但相对价格比较贵,目前国内尚没有正常生产的厂商。随着市场的进一步发展,我们相信在不久的将来无论中西药软胶囊产品会更多造福于人民,新一代的软胶囊设备也会脱颖而出。不久的将来软胶囊产品在我国会非常流行,让我国的中药大放光彩,做成软胶囊药品,扩大治疗药品品种,销往全世界。
ROCESS:我国的软胶囊设备起步比较晚,那么现在和国外同类产品比,主要差距在哪里?国内软胶囊设备下一步的发展方向是什么?
丁国富:如果谈起与国外设备的差距,单从技术上讲,现在国内的任何一家都不比国外的差。在设计理念、性能指标上,我们都不再落后国外。有差距的方面主要集中在材料,包括钢材、非金属材料、制造工艺以及使用寿命和维护周期上。其实这也与很多其他工业存在的问题相似,如果基础工业与机械加工的水平不能提高的话,想在制造工艺上达到国外的先进水平尚需时日。
现在,国际上的软胶囊设备生产商主要集中在意大利、美国、加拿大、韩国等国家。韩国的普通设备和国内产品不相上下。但韩国能够提供我们没有的大型设备,如250机器。可是,东方慧神最近推出的300型设备,在产量上比韩国设备高出约20%。这样综合比起来,韩国设备的优势也逐渐没有了。
PROCESS:那么您认为国内迫切需要提高的是什么?
丁国富:国内目前最急迫要进行的是消化生产软胶囊的工艺,这也是目前国内厂商最为薄弱的环节。就东方慧神而言,我们现在之所以能搭建出三个技术平台(100,180,300)就是因为我们有一个小型实验室。很多软胶囊品种就在我们这里进行小试。试验机也是我们最早提供的。对于药厂来说,他们对于工艺的依赖性更强。因此,我们在人员培训上和后期的工艺技术支持上打消他们的顾虑。除了我们会派人员过去培训,如果厂家需要上新的品种,需要进行实验,可以带样品到我们的实验室来进行。通过在我们这边摸索了工艺之后,再带回去放大。因此,对于设备供应商和药厂来说,工艺都是最重要的。
PROCESS:从国内开始生产软胶囊设备到现在已经将近20年的时间,但主要的厂商还在6家左右,能解释一下其中的原因吗?
丁国富:其实这6家还都是近些年才开始有的。这是因为软胶囊设备本身的技术含量在制药设备中算是比较高端的,相比之下,如压片、铝塑包装等设备发展起来要快的多。这就又回到了上面的问题,对软胶囊设备来说,即便是厂家只具备设计和生产软胶囊设备的能力,而没有工艺的话也是很难打开销售市场的。此外,软胶囊现在发展的时间还短,经验数据少,所以我们的参考资料也少得多。
PROCESS:在中药现代化的开展中,软胶囊被认为是最有突破希望的品种之一。那么目前软胶囊产品在中药行业的应用主要存在哪些问题?
丁国富:在软胶囊的应用中,需要解决的问题主要还是那几个:水溶性、绷紧、载体和成丸。关于中药软胶囊的前景,从我们的这个小实验室中就可以看到。来进行实验的厂商就是未来中药软胶囊的生产商。一旦这些用户开始生产,他们的发展速度要比这两年快的多,两年之后估计又会是软胶囊生产的一次高潮。
丁国富,北京东方慧神科技有限公司总经理
PROCESS:我国的软胶囊设备起步比较晚,那么现在和国外同类产品比,主要差距在哪里?国内软胶囊设备下一步的发展方向是什么?
刘铁:我国软胶囊设备起步于20世纪80年代中期,随着我国经济的发展,我国软胶囊设备取得了很大进步,目前来看,应该说我国的部分高端软胶囊设备制造商水平已基本达到甚至超越国外同类产品生产商的水平。与国外同类产品相比,存在的差距主要表现在:产品的总体质量(包括外观质量、可靠性等)不够稳定;单位时间产量还没能达到国外产品的技术指标(可通过提高模具旋转速度和增大模具来实现);在自动化程度、制造精度和零部件耐用性指标上尚有距离(意大利Pharmagel公司全自动MK76机采用全自动PLC控制系统,人机界面、故障显示、统计报表一目了然,灌装精度已达到±1%,我们国内除北京鑫航成公司和天民公司,大部分国内设备生产商尚不能达到)。为此,国内软胶囊设备生产厂应该从以上三方面进行技术探索,这也是国内软胶囊设备下一步的发展方向。应该说我们国内产品在综合性价比上较国外设备有较大的优势,目前我们在设备技术水平上能够迅速和国外制造商基本站在一个水平线上,随着国内软胶囊市场特别是中药市场的迅速发展,我们的软胶囊设备水平超越国外先进水平甚至创造自己独有高精尖技术的可能性是完全存在的。
PROCESS:和其他的生产得比较多的制剂设备,如压片、胶囊填充等相比,现在国内生产软胶囊设备的企业主要集中在10家左右,请问您认为其中的原因何在?
刘铁:目前软胶囊设备还不能与压片机、硬胶囊机等传统剂型相比,主要是因为软胶囊目前品种很少(与片剂与硬胶囊比),软胶囊在压制过程中,对充填物料要求较高(最好是油类、与油组成的混悬液(固体粉末含量不能太多),另一方面软胶囊生产工艺复杂,设备及厂房投资明显比压片机及硬胶囊机高,设备技术门槛较高,这也某种程度上限制了软胶囊剂型的发展。粥少,僧能多的起来吗?
PROCESS:和国外同行业相比,目前国内的软胶囊设备在应用过程中存在什么问题?如何改进?
刘铁:和国外同行业相比,中国的软胶囊设备本身已没有实质性的差别。过去,由于基础加工相对比较落后,质量管理相对落后,造成设备在生产中常出现大毛病没有,小毛病不断的现象,近年来,随着国内经济发展和改革开放的不断深入,企业间的竞争,特别是GMP改造的实施,我国的部分高端软胶囊设备制造商水平已基本达到甚至超越国外同类产品生产商的水平,鑫航成公司一直走在生产业界高品质软胶囊设备的前列,我们的产品已成功地打入国际市场并得到了国外同行的高度评价,最近几年来出口额持续上升,形势很好。但在设备应用过程中,主要存在的问题是使用人员本身素质参差不齐,对软胶囊剂型没有认识或认识不够,在设备使用过程中不能较好地领会和掌握设备的特点,与国外同行相比,我们在软胶囊制备工艺甚或理念上仍存在较大的差距,这确实不是短期内能解决的,需要药品监督部门、设备提供商、制药厂技术人员长期坚持不懈的共同努力。
PROCESS:目前,软胶囊在中药生产中是一个热门话题。您认为中药采用软胶囊方式进行生产的主要难点在哪里?如何去解决?
刘铁:目前中药要走向世界,必须将传统剂型(丸散膏丹)进行新剂型改造,才能得到国外认可,而中药新工艺是将传统药材进行提取,把有效成分以浸膏或挥发油成分做成中药原料药,然后再做成片剂、硬胶囊、软胶囊等现代剂型,中药采用软胶囊方式生产更有利于中药药效的吸收利用,因而软胶囊将是中药的一个重要的剂型。中药制成软胶囊问题的关键和难点依然是如何将水溶的中药浸膏(含水量不能过大)与载体植物油(或聚乙二醇)按一定比例混悬(混悬后不能分层)从而达到软胶囊的压制的要求,这需要制药企业、药品研究所工艺人员做大量的工作。
刘铁,北京鑫航成科技发展有限公司副总经理
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