国内外压片机研究现状＊

王 笛，赵文昌，赵振，宋丽军，石 敏，叶伟萍

(广东医学院药学院，广东 东莞 523808)

压片机是药物固体制剂制备中生产片剂最为重要的设备，目前机型可大体分为单冲式、旋转式、亚高速旋转式、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机，可压制圆形片、刻字片、异型片、双层片、多层片、环型片、包芯片等片型。从近十几年国内外研究方向来看，压片机的研制正向智能化、精密化、个性化、人性化以及更加符合药品生产质量管理规范(GMP)的方向发展。现对当今压片机技术现状进行了总结，并展望其未来的发展前景，为压片机设计提供借鉴。

1 研究现状

1.1 高速高质量生产

高速高质量生产始终是压片机制造厂家多年来追求的目标。目前，国内高速旋转压片机最高产量达70万片/h，而国外压片机最高产量超过100万片/h。如英国Manesty公司的Xpress700型压片机可达101万片/h，比利时Courtoy公司的ModulD型压片机可达 107万片/h，德国 Fette公司的 4090i型压片机可达150万片/h等。设计者主要基于压片机的转台加大，来增加冲位数进而提高压片产量，如Fette公司的4090i型压片机冲位数多达122冲。最近随着母子冲的出现，压片机的生产潜力更是大大提高，冲位高达330冲，产量高达300万片/h。

为更好控制压片质量，传统的压片机都是在主压处固定药片厚度的情况下，用压力传感器来控制片重。Courtoy公司压片机引入了“空气补偿器”技术和“压轮偏移量”理论，使非固定式压轮压片成为可能[1－2]，该技术的原理基础是测量固定压力下药片的厚度变化。“空气补偿器”技术在压片机上的应用，使片重与测量的药片厚度呈现一种线性关系，并延长了保压时间，增加了药片的机械性能。该公司将这两种技术与传统的片重控制技术结合，于2008年末推出PerformaTMP和ModulTMP两款新型压片机，目前已应用于工业生产。

1.2 加料填充装置

在片剂压制过程中，影响片剂质量的最主要因素是片重，而引起片重差异的主要因素是填充方式，传统的药物粉末填充部位的填充方式一般为重力式和强迫式填充。片重差异的产生与药物粉末颗粒的流动性能有关[3－5]，因此最近吸入式充填正被广泛地研究[5－6]。由于吸入式填充可增加填充过程粉末颗粒的流动性，目前已应用于旋转式压片机上。英国Manesty公司的Xpress型压片机采用聚氨酯密封圈结构的无间隙加料器，实现了加料器底部与转台台面间零距离接触，并具有可拆卸性，解决了转台冲杆密封圈的死角问题，方便清洗;意大利IMA公司推出的Comprima中心加料型压片机可在高速运行下实现离心式给料。

1.3 快速装卸、清洗和全封闭一体化

制药机械设计与工业生产的结合，促进了压片机向集成化、模块化的发展，为产品的标准化生产以及模块的定制、维护、清洗提供了方便，同时使制药厂家可快速转换产品的种类，大大节约了拆卸装配所需的时间。如比利时Courtoy公司的Modul D型压片机，用集成组合的设计技术，压片机上靠近转台所有接触成品的零部件都可装在一个可以更换的压缩的模块化组件ECM上，使得压片机的变型或上下场更加迅速，适用于加工小批量、高附加值的产品;Fette公司用冲盘组件代替传统的中模台板，研发出了一种新的压片机。目前世界上主要的压片机生产厂家均成功研制出具有在位清洁WIP功能的压片机并已推向市场。如Fette公司的 1090Wip及 2090Wip，Korsch公司的 XL1800，IMA公司的Comprima系列压片机等，而大多数国产压片机设备尚未实现在位清洁功能。

压片机的封闭性对于片剂制备非常重要，特别是生产一些像性激素、糖激素或抗癌药之类等有毒有害的药品。全封闭一体化的片剂成型系统包括加料、压片、清洗、检测等多台设备，以及这些设备的联接。Fette公司于2005年底率先开发成功一套经整合的、可在位清洗的一体化的压片成型系统，并应用于片剂生产，使操作者接触药物的水平降低到0.7 mg/m3以下，降低了交叉污染的可能。英国Manesty公司的压片机与德国Fette公司的压片机都具有设备扩展控制的功能，能够使压片机可靠自动地与生产线其他设备，如筛片、吸尘、检测、输送、桶装等链接，同步完成药片的压制生产任务。

1.4 片剂质量的实时过程控制技术

实时过程分析(PAT)技术是一种用于产品研发、分析和生产过程的控制系统，包括了光谱分析技术、X射线分析技术和声学分析技术等。过程分析技术的应用使片剂的在线监测得以实现。目前在制药行业用于片剂生产过程中质量或性能在线监测的光谱分析技术可分为NIR(near－infrared)分析技术、Raman光谱分析技术、LIF(light－ induced fluorescence)荧光分析技术等[7－9]。目前NIR分析技术已被广泛应用于制药工业的无损伤在线监测[10]。如Fette公司运用NIR分析技术进行检测压片时冲头的压力、片重、硬度、直径和密度等;Manesty公司将其运用到了药片生产过程自动化监控和检验系统，从而极大的提高了药品的产出率和质量;意大利IMA公司的一些压片机运用此技术，检查药片生产过程中外观/形状的一致性。

Akseli等[11]和Liu等[12]运用空气耦合超声和直接超声技术，对干法包衣药片(dry－coated tablets)的机械性能及几何特性进行了研究，结果表明干法包衣药片的机械性能和外层包衣厚度可以用声脉冲回波法监测得到。Jari T.T.Leskinen等[13]将超声波传感器置于压片机的上下冲内，用于监测超声波在不同药片中的传播速度和衰减情况。结果发现，超声波在不同材料的药片中所表现出的衰减情况不同，表明超声波法具有实时在模在线监测药片的机械性能和几何特性的潜能。

1.5 其他压片机技术

远程监测与诊断技术，是利用本地计算机通过网络系统对远端设备进行监测，完成对分散控制设备的诊断和维护等功能的技术。压片机得以实现远程监测与诊断功能，离不开当今网络技术的高速发展。目前，德、英等发达国家先进的压片机上已具备此功能，而国内的压片机远程监测与诊断技术尚处于起步阶段。远程监测与诊断技术集合了计算机技术、通讯技术和故障诊断技术等，能够对压片机进行实时监测，及早地进行故障预报[14]。目前国外厂家已研发出符合GMP要求，具有21 CFR Part 11电子记录和电子签名法规的、密码检验和数据显示的、计算机保护技术的压片机。21 CFR Part 11技术，能够确保系统和程序，能保证电子记录的真实，避免伪造，可实施全方位的自动控制，对压片机工作过程中的各项数据进行读取、监控以及反馈，支持设置密码、限制访问人权限，以及对文档加密等多种方式来保证数据设置、运行、读取和管理的安全。目前尚有一些压片机在药片输送通道的出口处安装了一个电容式接近开关，用于提示在制片的过程中可能造成的输送管道阻塞故障信息，以便及时处理，做到安全生产。

德国Korsch公司独创的穿墙技术(through－the－wall)[15]，使压片机动力、维护可以在墙之外(非洁净操作区)的空间进行，减少了对洁净压片区可能污染，同时降低了压片操作区所受的外界干扰。Fette公司、Korsch公司等生产的先进压片机，能够有效分离生产和操作区域，实现无线终端、无电缆线操控的模式，适用于有毒产品的生产或者在线清洁。目前，国外一些压片机如Fette公司压片机，在压片过程还具有自动补充调节功能，不仅降低了生产过程中不合格药片的数量，而且提高了药片压制过程中质量的稳定性;无液压系统在压片机上的实现，使药片生产过程中避免了发生液油泄露而引起交叉污染和添换液压油浪费的问题。此外，高速图像处理技术也已应用于高速压片机进行故障分析，借此能够快速、准确的找到生产过程中出现问题的根源，以迅速解决问题，提高生产效率。

2 展望

目前压片机研制正向着智能化、规模化、柔性化、精密化和一体化的方向发展。实时在线质量监测技术、快速装卸技术以及在位清洗技术等在压片机上的应用将不断地被深入研究。

在制药行业，保证药片的质量始终是片剂生产设备改进过程中的首要条件，药片的机械性能和片重的稳定性是衡量片剂质量的重要指标[16－17]。研究表明，片重的可变性与药物直压全粉末的大小、流动性、离析程度等有关。在片剂生产过程中的起始和结束阶段，药片的重量变化最大[17－18]。一种能够实时调控转盘速度和强迫加料器转速的最佳耦合系统，能实现高质高产的压片机具有广阔的前景。

在片剂生产过程中，片剂的粘冲问题是影响生产高质量片剂的又一问题，特别是生产高附加值、高粘性、易吸湿性的片剂。研究发现[19]，在压片机压片时，采用电子束监控产品技术可降低粘冲的发生，但尚未有改进机型投放市场，也未建立对粘冲问题的实时评价方法。总之，未来压片机的发展应满足工业制药的需求和对片剂质量的要求。

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