CN114306273B - 一种多层空心胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多层空心胶囊及其制备方法，属于胶囊制剂技术领域。包括聚乙烯醇层和羟丙基淀粉层，聚乙烯醇与羟丙基淀粉层之间为连接层，聚乙烯醇层为内层，羟丙基淀粉层为外层，或者聚乙烯醇层为外层，羟丙基淀粉层为内层。本申请的多层空心胶囊内层与外层连接更紧密，胶囊的韧性和强度更大，脆碎度指标也有大幅的提高，同时，多层结构还有利于降低胶囊的原料成本。

Description

一种多层空心胶囊及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种多层空心胶囊及其制备方法，属于胶囊制剂技术领域。

背景技术

空心胶囊的制备过程为溶胶，蘸胶，烘干，脱模，剪切，套胶等步骤，目前，空心胶囊的生产制造过程均为一次性蘸胶-烘干-成型过程，这样做的优点是操作简单，但是一次蘸胶成型也有很多缺点，如生产过程中原料成本高；无法将两种(如淀粉和纤维素)以上主要原料均匀混合；表现为单一的性质，而无法同时发挥双层的功效，更无法实现协同的效果；且淀粉胶囊始终存在脆碎度指标都不合格的问题。现有技术方法利用多种淀粉原料试制，很难得到理想的淀粉胶囊。因此，如何改善淀粉空心胶囊的脆碎度是需要解决的关键技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种多层空心胶囊，不仅具有很好的的韧性和强度，脆碎度指标可以大幅提高，同时可以降低空心胶囊原料成本。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种多层空心胶囊，包括聚乙烯醇层和羟丙基淀粉层，聚乙烯醇与羟丙基淀粉层之间为连接层，

所述聚乙烯醇层由下述质量份的各组分构成：

所述羟丙基淀粉层由下述质量份的各组分构成：

所述连接层是混合溶液烘干在相应层表面形成的空穴结构层，混合溶液包括卡拉胶、碳酸盐和/或碳酸氢盐，卡拉胶的质量份为2-15，碳酸盐和/或碳酸氢盐的质量份为75-98。

本申请的空心胶囊采用两层三组结构：羟丙基淀粉层和聚乙烯醇层为核心结构层，混合溶液在烘干时，会在先加工的层结构表面形成空穴，此时在进行第二层结构加工时，该结构就会先填充于空穴内，该空穴在两者之间形成连接层，空穴结构的连接层使内外两层的结合更为紧密，起到榫卯的作用，有利于羟丙基淀粉层与聚乙烯醇层之间的结合。其中，两个层次结构构成中，卡拉胶作为凝胶剂，可以使胶液凝固成型；氯化钾促凝胶；柠檬酸调节pH值，促进碳酸盐分解；山梨酸钾即可以作为钾离子的来源，也可以作为防腐剂使用。

基于核心成分(聚乙烯醇、羟丙基淀粉)的差别，分别加入了二氧化硅和甘油。二氧化硅的作用有三个，一是可协助在聚乙烯醇层表面生成多孔结构，二是聚乙烯醇表层的纳米二氧化硅还可以增加聚乙烯醇层的比表面积，可以增加内外两层的接触面积，这两个特征有利于外层结合，三是在膜内部，纳米级二氧化硅可以与聚乙烯醇形成氢键，增强聚乙烯醇膜的韧性。甘油的羟基会与淀粉羟基形成氢键，降低淀粉刚性，另外，甘油还具有保湿作用。

而卡拉胶、碳酸盐及碳酸氢盐混合构成的连接层，在第一层烘干至水分含量为50-60％时，膜已经完全定型但是还不具有刚性，此时在第一层表面附着混合溶液，碳酸盐及碳酸氢盐会渗透入第一层的表面以下，烘干时碳酸盐、碳酸氢盐分解形成气泡，使先成型的层表面形成不规则的空穴，空穴干燥后形成孔道，因此外层结构的材料覆盖上时，会进入孔道结合并填充，如此强化了内外两层结构的结合牢度，因此表现为成型胶囊具有双层结构的同时，胶囊的强度更大，脆碎度指标也有大幅的提高。

进一步的，作为优选：

所述聚乙烯醇作为廉价易得的成膜材料，应用于胶囊中，即可以提高胶囊强度，又可以降低胶囊成本，在多层结构中，其还可以采用海藻酸钠，丙烯酸树脂，壳聚糖等替代。

所述羟丙基淀粉为胶囊的主要材料，还可以采用氧化淀粉、羟乙基淀粉、羧甲基淀粉钠、普鲁兰多糖等作为替代。

所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或两者的混合物。碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中的一种或两者的混合物，两层之间起到制造空穴的作用，也可以考虑采用其他碳酸盐或碳酸氢盐达到相同作用，如碳酸钙、碳酸氢钙等。更优选的，所述混合溶液同时包含有碳酸氢盐与碳酸盐，碳酸盐与碳酸氢盐的质量比为1:1-2。

所述混合溶液中还包含有氯化钾，为促凝胶作用。

所述羟丙基淀粉层为外层，聚乙烯醇层为内层，或者所述羟丙甲基淀粉层为内层，聚乙烯醇层为外层。当内层为聚乙烯醇时，二氧化硅会制造表面凹凸的结构，中间层会制造空穴和孔道结构，有利于内外两层结合。

当羟丙基淀粉层为内层、聚乙烯醇层为外层时，中间涂层制造出空穴，但是内层中没有二氧化硅，内表面不会产生凹凸不平的表面，而再蘸胶，外层中的二氧化硅起不到增加接触面积的作用，因此，内层为羟丙基淀粉，外层为聚乙烯醇的方案，没有内层为聚乙烯醇，外层为羟丙基淀粉的方案两层之间接触面积更大，因此两层的结合不会比第一种方案更牢靠。因此聚乙烯醇为内层、羟丙基淀粉为外层是最佳方案。

所述连接层厚度为3-20μm。

同时本申请还提供一种上述多层空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制羟丙基淀粉胶液：按比例取羟丙基淀粉、卡拉胶、氯化钾、甘油、柠檬酸和山梨酸钾与水混合，边搅拌边加热到85-90℃，保温1-3小时，配成羟丙基淀粉胶液；

(2)配制聚乙烯醇胶液：按比例取聚乙烯醇、卡拉胶、氯化钾、二氧化硅、柠檬酸和山梨酸钾并溶解在水中，配置成聚乙烯醇胶液；

(3)配制混合溶液：按比例取卡拉胶、碳酸盐和/或碳酸氢盐，得混合溶液；

(4)成型：蘸步骤(1)的羟丙基淀粉胶液，烘干，在形成的膜表面附着步骤(3)的混合溶液，烘干，蘸步骤(2)的聚乙烯醇胶液，烘干；或者，蘸步骤(2)的聚乙烯醇胶液，烘干，在形成的膜表面附着步骤(3)的混合溶液，烘干，蘸步骤(1)的羟丙基淀粉胶液，烘干。

进一步的，作为优选：

所述羟丙基淀粉胶液的烘干温度为25-30℃，混合溶液的烘干温度为55-85℃，聚乙烯醇胶液的烘干温度为25-30℃。

所述羟丙基淀粉胶液的含固量为20-30％，聚乙烯醇胶液的含固量为5-15％，混合溶液含量为2-10％。

上述胶囊为两层结构，两次蘸胶，两层之间加入混合溶液，内层和外层可以互换调整，分别为：

(1)第一次蘸胶聚乙烯醇层(PVA)，蘸胶后在表面附着碳酸氢钾，碳酸氢钠，碳酸钠，碳酸钾等的混合溶液，使其表面均匀分布，烘干过程中碳酸盐分解，产生气泡，使表面形成空穴，空穴干燥后形成孔道，有利于下一层膜物质进入孔道结合，然后再蘸羟丙基淀粉(HPS)层，羟丙基淀粉会进入PVA表面形成的空穴，然后烘干形成胶囊。

(2)第一次蘸胶羟丙基淀粉层，然后在羟丙基淀粉膜表面附着碳酸氢钾，碳酸氢钠，碳酸钠，碳酸钾等的混合溶液，使其表面均匀分布，烘干过程中表面形成空穴，烘干之后再蘸聚乙烯醇，烘干，形成胶囊。

空穴和孔道的存在，使两层之间的结合更为紧密，类似榫卯结构，有利于羟丙基淀粉与聚乙烯醇层间的结合。

具体实施方式

实施例1

取重量比例为96.3份的羟丙基淀粉、1.2份的卡拉胶、1.2份的氯化钾、1.2份的甘油、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾与水混合，含固量为25％，边搅拌边加热到90℃，保温2小时。

取重量比例为82.7份的聚乙烯醇、15份的卡拉胶、1.5份的氯化钾、0.5份的二氧化硅、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾并溶解在水中，配置成含固量为8.0％的溶液。

取重量比例为55份的碳酸氢钠、34份的碳酸钠、10份卡拉胶、1份氯化钾配置含固量5％的水溶液。

控制聚乙烯醇胶液温度55℃，室温25℃，蘸一层PVA胶液，30℃烘干0.5小时，烘干至含水量50％，在聚乙烯醇膜表面附着一层碳酸钠/碳酸氢钠，附着厚度10微米，升温到60℃烘干0.5小时，烘干后再蘸一层羟丙基淀粉胶液，烘干、剪切和套胶，烘干温度为30℃，烘干时间为2小时。

实施例2

取重量比例为96.3份的羧甲基淀粉钠、1.2份的卡拉胶、1.2份的氯化钾、1.2份的甘油、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾与水混合，含固量为25％，边搅拌边加热到90℃，保温2小时。

取重量比例为82.7份的海藻酸钠、15份的卡拉胶、1.5份的氯化钾、0.5份的二氧化硅、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾并溶解在水中，配置成含固量为8.0％的溶液。

取重量比例为60份的碳酸氢钾、33份的碳酸钾、2份卡拉胶配置含固量为5％的水溶液。

控制海藻酸钠胶液温度55℃，室温25℃，蘸一层PVA胶液，30℃烘干0.5小时，烘干至含水量55％，在海藻酸钠膜表面附着一层碳酸钾/碳酸氢钾，附着厚度10微米，升温到80℃烘干0.5小时，烘干后再蘸一层羧甲基淀粉钠胶液，烘干、剪切和套胶，烘干温度为30℃，烘干时间为2小时。

实施例3

取重量比例为96.3份的羟乙基淀粉、1.2份的卡拉胶、1.2份的氯化钾、1.2份的甘油、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾与水混合，含固量为25％，边搅拌边加热到90℃，保温2小时。

取重量比例为82.7份的聚乙烯醇、15份的卡拉胶、1.5份的氯化钾、0.5份的二氧化硅、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾并溶解在水中，配置成含固量为8.0％的溶液。

取重量比例为60份的碳酸氢钾、33份的碳酸钠、3份卡拉胶配置含固量为5％的水溶液。

控制羟乙基淀粉胶液温度55℃，室温25℃，蘸一层羟乙基淀粉胶液，25℃烘干1小时，烘干至含水量60％，然后在羟乙基淀粉膜表面附着一层碳酸钠/碳酸氢钾，附着厚度10微米，升温到60℃烘干0.5小时，烘干后再蘸一层聚乙烯醇胶液，烘干、剪切和套胶，烘干温度为30℃，烘干时间为2小时。

实施例4

取重量比例为96.3份的普鲁兰多糖、1.2份的卡拉胶、1.2份的氯化钾、1.2份的甘油、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾与水混合，含固量为25％，边搅拌边加热到90℃，保温2小时。

取重量比例为82.7份的壳聚糖、15份的卡拉胶、1.5份的氯化钾、0.5份的二氧化硅、0.05份的柠檬酸和0.05份的山梨酸钾并溶解在水中，配置成含固量为8.0％的溶液。

取重量比例为98份的碳酸氢钾、2份卡拉胶配置含固量为5％的水溶液。

控制普鲁兰多糖胶液温度55℃，室温25℃，蘸一层普鲁兰多糖胶液，30℃烘干0.5小时，烘干至含水量55％，然后在普鲁兰多糖膜表面附着一层碳酸氢钾，附着厚度10微米，升温到60℃烘干0.2小时，烘干后再蘸一层壳聚糖胶液，烘干、剪切和套胶，烘干温度为30℃，烘干时间为2小时。

对上述不同实施方案的空心胶囊进行性能测试，结果汇总如下：

表1：不同制备方法下的胶囊性能参数对照表

对比样羟丙基淀粉胶囊的配方为：羟丙基淀粉97份，卡拉胶2份，氯化钾1份，配置成20％含量悬浮液，90℃溶胶，40℃蘸胶，25-30℃烘干3小时。

由上表可见，对比样羟丙基淀粉胶囊的脆碎度指标不符合药典要求，而实施例通过在胶囊制造过程中多层结构，起到了增强韧性的效果，脆碎度指标符合中国药典要求。故本发明对于提高胶囊的脆碎度指标具有良好的应用效果。

相较于其他3个实施例，实施例3脆碎度2颗，符合药典要求，但是还是出现了破碎的情况，原因是内层为羟乙基淀粉，羟乙基淀粉中没有加入二氧化硅，比表面积小，故导致内外两层结合面变小，不利于脆碎度指标。

实施例4内层为普鲁兰多糖，外层为壳聚糖，虽然内层没有加入二氧化硅，但是脆碎度指标依然很好，主要原因是空穴结构产生使内外结合紧密及普鲁兰多糖及壳聚糖优异的性能。众所周知，成膜性好、水溶性壳聚糖的价格非常高，故壳聚糖胶囊的原料成本很高，本申请在胶囊内层加入普鲁兰多糖可以有效降低胶囊的原料成本，成本下降幅度可以达到20％。

Claims (6)

1.一种多层空心胶囊，其特征在于，包括聚乙烯醇层和羟丙基淀粉层，聚乙烯醇与羟丙基淀粉层之间为连接层，所述羟丙基淀粉层为外层，聚乙烯醇层为内层，或者所述羟丙基淀粉层为内层，聚乙烯醇层为外层，

所述聚乙烯醇层由下述质量份的各组分构成：

聚乙烯醇： 80-90，

卡拉胶： 10-20，

氯化钾： 1-5，

二氧化硅： 0.1-1，

柠檬酸： 0.01-0.1，

山梨酸钾： 0.01-0.1；

所述羟丙基淀粉层由下述质量份的各组分构成：

羟丙基淀粉： 75-96，

卡拉胶： 1-5，

氯化钾： 1-3，

甘油： 1-3，

柠檬酸： 0.01-0.1，

山梨酸钾： 0.01-0.1；

所述连接层是混合溶液烘干在相应层表面形成的空穴结构层，混合溶液包括卡拉胶、碳酸盐和碳酸氢盐，卡拉胶的质量份为2-15，碳酸盐和碳酸氢盐的质量份为75-98，碳酸盐与碳酸氢盐的质量比为1:1-2，

上述各层的成型过程以下：

（1）配制羟丙基淀粉胶液：按比例取羟丙基淀粉、卡拉胶、氯化钾、甘油、柠檬酸和山梨酸钾与水混合，边搅拌边加热到85-90℃，保温1-3小时，配成羟丙基淀粉胶液；

（2）配制聚乙烯醇胶液：按比例取聚乙烯醇、卡拉胶、氯化钾、二氧化硅、柠檬酸和山梨酸钾并溶解在水中，配置成聚乙烯醇胶液；

（3）配制混合溶液：按比例取卡拉胶、碳酸盐和碳酸氢盐，得混合水溶液；

（4）成型：蘸步骤（1）的羟丙基淀粉胶液，25-30℃烘干至含水量在50-60%，在形成的膜表面附着步骤（3）的混合溶液，55-85℃烘干，蘸步骤（2）的聚乙烯醇胶液，25-30℃烘干；或者，蘸步骤（2）的聚乙烯醇胶液，25-30℃烘干至含水量在50-60%，附着步骤（3）的混合溶液，55-85℃烘干，蘸步骤（1）的羟丙基淀粉胶液，25-30℃烘干。

2.根据权利要求1所述的一种多层空心胶囊，其特征在于：所述二氧化硅粒径10-40nm，均匀分散于聚乙烯醇溶液中。

3.根据权利要求1所述的一种多层空心胶囊，其特征在于：所述聚乙烯醇采用海藻酸钠、丙烯酸树脂、壳聚糖中的任一种替换。

4.根据权利要求1所述的一种多层空心胶囊，其特征在于：所述羟丙基淀粉采用氧化淀粉、羟乙基淀粉、羧甲基淀粉钠、普鲁兰多糖中的任一种替换。

5.根据权利要求1所述的一种多层空心胶囊，其特征在于：所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或两者的混合物，碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中的一种或两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种多层空心胶囊，其特征在于：所述混合溶液中还包含有氯化钾。