1. IntroductionActive ingredients i

1. Introduction
Active ingredients in nanoparticulate form can have advantageous properties; for example, nanoparticulate drugs can show higher bioavailability [1] and catalysts higher activity [2]. Nanoparticulates are not readily attainable through conventional crystallization routes and a subsequent comminution stage is often necessary, which may disadvantageously alter the physicochemical properties of the product. In principle, supercritical processes are more attractive because they can deliver a narrow particle size distribution [3] and [4], consist of only one process step, do not require liquid solvents and can be undertaken at moderate temperatures. A further advantage is that they offer control over solid state properties, producing either amorphous or crystalline material and sometimes polymorphs which are not obtainable by other means [5] and [6].

The supercritical particle formation process used here is rapid expansion of supercritical solutions (RESS), in which the solution is expanded through a constriction, resulting in a very rapid pressure decrease, high supersaturation and rapid precipitation of fine particles. There are numerous reports describing the production of nanoparticles via this method [7], [8], [9], [10], [11] and [12]. However, since even van der Waals’ forces between particles of 1 μm far exceed the weight of the individual particles [13], such powders are very cohesive and cannot easily be processed without extensive further treatment. Additionally, nucleation in the expanding RESS jet occurs very close to the origin of the jet [14] and it is therefore difficult to prevent agglomeration from occurring before any stabilization treatment can be applied; indeed, evidence from other workers [15] suggests that the RESS product is usually in aggregated form. It would be advantageous, therefore, to capture and preserve the active particles close to their origin, for subsequent processing or re-dispersion. Fluidized beds are widely used in the chemical process and pharmaceutical industries as reactors, mixers, dryers, agglomerators and coaters [16]. Fluidization occurs when an upward flow of fluid passing through a bed of particles becomes sufficient to support them against gravity. The pressure drop across the bed then equals the bed weight and the particles are free to move. At this point (the point of incipient or minimum fluidization) the bed is said to be fluidized. With good design, mixing in fluidized beds is very rapid, the bed is nearly isothermal and high rates of heat and mass transfer can be attained. The applications of fluidized beds that are of relevance here are (1) coating, e.g. of pharmaceutical products, particularly pellets and tablets [17] and (2) filtration, where fine (0.5–10 μm) particles can be captured on larger fluidized carrier particles e.g. to remove environmentally-damaging and health-threatening particles from dirty gas streams passed upwards through a fluidized bed [18]. By injecting a RESS jet directly into a fluidized bed of carrier excipient particles, these two concepts can be combined to allow nanoparticulate coating of active material onto excipient particles. The immediate collection of nanoparticles from a RESS process, close to their point of origin, would prevent their further growth and agglomeration, so forming a product which captures and retains the efficacy and special features of the nanometer size in an easily handleable form. The capture of particles in this way also provides a means of alleviating concerns relating to the inappropriate escape of very small particles into the environment. In contrast to conventional fluidized bed coating, this strategy also avoids the use of liquids.

There have been previously reported attempts at using supercritical fluids to coat particles, but, to the authors’ knowledge, none using the approach outlined above. Kim et al. [19] and Mishima et al. [20] used RESS to encapsulate active substances in polymer particles by dissolving both components in supercritical-CO2 and co-precipitating the mixture. Bertucco and Vaccaro [21] used anti-solvent methods for encapsulation from a suspension of particles in conventional solvents, while composite particles have also been produced by the supercritical anti-solvent technique [22] and [23]. Wang et al. [24] used the RESS technique to precipitate PVC covinyl acetate and hydroxypropyl cellulose onto 315 and 500 μm glass spheres placed in a collector vessel held at a pressure and temperature intermediate between supercritical and ambient. They also added acetone to the CO2 in order to enhance solubility of the polymer. The coating quality varied from smooth, when the polymer contacted the glass surface in a liquid state, to particulate, when precipitation occurred prior to contact. Tsutsumi et al. [25] and Wang et al. [26] expanded a RESS jet through a nozzle into a bed fluidized with air, and deposited a smooth paraffin coating onto 56 μm catalyst particles and 1 μm SiO2, respectively. Schreiber et al. [27] and [28] coated various particles with paraffins by expanding supercritical solutions into a bed at high pressure fluidized with carbon dioxide. Krober and Teipel [29] coated glass beads with stearyl alcohol in a similar manner.

The work reported here is distinct from previous studies in that it is aimed exclusively at production of nanoparticles and their capture onto larger carriers which are freely fluidizable and suitable for subsequent handling.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1 แนะนำ
ส่วนผสมในแบบฟอร์ม nanoparticulate สามารถมีคุณสมบัติประโยชน์ ตัวอย่าง ยา nanoparticulate สามารถแสดงสูงชีวปริมาณออกฤทธิ์ [1] และสิ่งที่ส่งเสริมกิจกรรมสูง [2] Nanoparticulates ไม่พร้อมตามผ่านกระบวนการตกผลึกแบบธรรมดา และขั้น comminution ต่อมามักจะจำเป็น ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ physicochemical disadvantageously หลัก กระบวน supercritical จะน่าสนใจมากขึ้นเนื่องจากสามารถมอบการกระจายขนาดอนุภาคแคบ [3] และ [4], ประกอบด้วยขั้นตอนของกระบวนการเดียวเท่านั้น ไม่ต้องใช้ของเหลวหรือสารทำละลาย และสามารถดำเนินการที่อุณหภูมิปานกลาง เป็นประโยชน์ต่อไปก็มีการควบคุมคุณสมบัติของแข็ง การผลิตวัสดุไป หรือผลึกและบางครั้ง polymorphs ซึ่งไม่มีสิทธิได้รับโดยวิธีอื่น [5] [6]

การก่อ supercritical อนุภาคที่ใช้นี่จะขยายตัวอย่างรวดเร็วของ supercritical โซลูชั่น (RESS), ซึ่งมีขยายโซลูชั่นผ่านการเชื่อม ผลในการลดความดันอย่างรวดเร็วมาก supersaturation สูง และฝนอย่างรวดเร็วของละออง มีรายงานมากมายที่อธิบายการผลิตเก็บกักผ่านวิธีนี้ [7], [8], [9], [10], [11] [12] อย่างไรก็ตาม เนื่อง จากแม้ว่ากองกำลังของ van der Waals ระหว่างอนุภาคของ 1 μm มากกว่าน้ำหนักของอนุภาคแต่ละตัว [13], ผงดังกล่าวจะเหนียวมาก และไม่สามารถประมวลผลได้โดยไม่ต้องรับการรักษาอย่างละเอียด นอกจากนี้ nucleation ใน jet RESS ขยายตัวมากเกิดขึ้นใกล้กับจุดเริ่มต้นของเจ็ท [14] และจึงยากที่จะป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นก่อนใช้รักษาเสถียรภาพใด ๆ agglomeration แน่นอน หลักฐานจากคนอื่น [15] แนะนำผลิตภัณฑ์ RESS ว่าโดยปกติแล้วในแบบฟอร์มรวม มันจะได้เปรียบ ดังนั้น การจับ และเก็บอนุภาคใช้งานอยู่ใกล้กับจุดเริ่มต้นของพวกเขา เพื่อประมวลผลตามมาหรือกระจายตัวใหม่ Fluidized เตียงใช้ในกระบวนการทางเคมีและอุตสาหกรรมยาเป็นเตาปฏิกรณ์ เครื่องผสมอาหาร เครื่องเป่า agglomerators และ coaters [16] ฟลูเกิดขึ้นเมื่อการไหลขึ้นของเหลวที่ผ่านการนอนของอนุภาคเพียงพอที่จะสนับสนุนพวกเขาต่อต้านแรงโน้มถ่วง ปล่อยแรงดันบนเตียงแล้วเท่ากับน้ำหนักเตียง และอนุภาคมีอิสระในการย้าย จุดนี้จุดต่ำสุด หรือ incipient ฟลู) มีกล่าวนอนถึงจะ fluidized ดี ผสมในเตียง fluidized มีมากอย่างรวดเร็ว รับเกือบ isothermal และสูงอัตราของความร้อน และสามารถบรรลุโดยรวมโอน โปรแกรมประยุกต์ของเตียง fluidized ที่มีความเกี่ยวข้องต่อไปนี้คือ (1) เคลือบ เช่นของผลิตภัณฑ์ยา โดยเฉพาะเกล็ด และเม็ด [17] และ (2) เครื่อง กรอง ที่ละออง (0.5-10 μm) สามารถบันทึกบนอนุภาค fluidized ขนส่งขนาดใหญ่เช่น เอาอนุภาค ทำลายสิ่งแวดล้อม และสุขภาพอันตรายจากกระแสแก๊สสกปรกผ่านขึ้นผ่านเบด fluidized [18] แนวคิดที่สองเหล่านี้สามารถรวมให้เคลือบ nanoparticulate วัสดุที่ใช้งานอยู่บนอนุภาค excipient โดย injecting เจ็ท RESS ลงเบด fluidized ของอนุภาค excipient บริษัทขนส่ง การรวบรวมเก็บกักจากกระบวนการ RESS ทันที ใกล้กับจุดกำเนิดของของพวกเขา จะป้องกันการเจริญเติบโตและ agglomeration เพื่อ ขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่จับ และยังคงประสิทธิภาพและคุณลักษณะพิเศษของขนาด nanometer ในแบบง่าย ๆ handleable เพิ่มเติม การจับกุมในลักษณะนี้ยังมีวิธีการบรรเทาความกังวลเกี่ยวกับการหลบหนีที่ไม่เหมาะสมของอนุภาคขนาดเล็กมากในสิ่งแวดล้อม ตรงข้ามเตียงธรรมดา fluidized เคลือบ กลยุทธ์นี้ยังหลีกเลี่ยงการใช้ของเหลว

ได้มีความพยายามที่รายงานไปก่อนหน้านี้ที่ใช้ของเหลว supercritical ตราอนุภาค แต่ ความรู้ของผู้เขียน ไม่ใช้วิธีอธิบายไว้ข้างต้น คิม et al. [19] และมิชิมะ et al [20] RESS ใช้เพื่อซ่อนสารที่ใช้งานอยู่ในอนุภาคพอลิเมอร์ โดยยุบทั้งสองคอมโพเนนต์ supercritical CO2 และร่วมปัจจัยส่วนผสม Bertucco และ Vaccaro [21] ใช้วิธีการป้องกันตัวทำละลายสำหรับ encapsulation จากระงับของอนุภาคหรือสารทำละลายทั่วไป ในขณะที่ยังมีการผลิตผสมอนุภาคทางเทคนิคป้องกันตัวทำละลาย supercritical [22] [23] วัง et al. [24] ใช้เทคนิค RESS precipitate PVC covinyl acetate และ hydroxypropyl เซลลูโลสไป 315 และ 500 μm แก้วทรงกลมวางไว้ในเรือเก็บจัดขึ้นที่ความดันและอุณหภูมิระดับกลางระหว่าง supercritical และสภาวะการ พวกเขายังเพิ่มอะซีโตน CO2 เพื่อละลายของพอลิเมอร์ คุณภาพการเคลือบที่แตกต่างกันจากเรียบ เมื่อพอลิเมอร์ที่ติดต่อผิวแก้วในสถานะของเหลว การฝุ่น เมื่อฝนเกิดก่อนติดต่อ Tsutsumi et al. [25] และ al. et วัง [26] ขยายเจ็ท RESS ผ่านหัวฉีดที่เข้านอน fluidized กับอากาศ และฝากเคลือบพาราฟินเรียบ 56 μm เศษอนุภาคและ μm 1 SiO2 ตามลำดับ Schreiber et al [27] และ [28] เคลือบอนุภาคต่าง ๆ มี paraffins โดยขยายโซลูชั่น supercritical เตียงที่ความดันสูง fluidized ด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Krober และ Teipel [29] เคลือบแก้วประคำ ด้วยแอลกอฮอล์ stearyl เดียวกัน

งานรายงานที่นี่จะแตกต่างจากการศึกษาก่อนหน้านี้ที่มันมีวัตถุประสงค์เฉพาะที่ผลิตเก็บกักและการจับบนสายการบินขนาดใหญ่ซึ่งเป็น fluidizable ได้อย่างอิสระ และเหมาะสมต่อการจัดการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 แนะนำวัสดุที่ใช้งานอยู่ใน nanoparticulate
แบบฟอร์มสามารถมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์ ตัวอย่างเช่น ยาที่สามารถแสดงการ nanoparticulate สูง [ 1 ] และ [ 2 ] กิจกรรมสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา . nanoparticulates ไม่พร้อมได้ผ่านเส้นทางปกติและเวทีการตกผลึกตามมามักจะจำเป็นซึ่งเป็นข้อเสียหายที่อาจเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของผลิตภัณฑ์ ในหลักการ กระบวนการ ยิ่งยวดจะน่าสนใจมากขึ้นเพราะพวกเขาสามารถส่งมอบการกระจายขนาดของอนุภาคแคบ [ 3 ] และ [ 4 ] ซึ่งประกอบด้วยเพียงหนึ่งกระบวนการขั้นตอนที่ไม่ต้องใช้ตัวทำละลายของเหลวและสามารถดำเนินการที่อุณหภูมิปานกลางประโยชน์เพิ่มเติมคือว่าพวกเขามีการควบคุมมากกว่าสมบัติสถานะของแข็งอสัณฐานหรือ ผลิตทั้งวัสดุคริสตัลและบางครั้งให้หมดซึ่งไม่หาได้โดยวิธีการอื่น [ 5 ] และ [ 6 ] .

- การใช้อนุภาคกระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายเหนือวิกฤตที่นี่ ( เรส ) ซึ่งในการแก้ปัญหาคือการขยายผ่าน การรัดคอส่งผลให้ความดันลดลงต่ำอย่างรวดเร็วมาก , สูงและตกตะกอนอย่างรวดเร็วของอนุภาคได้ มีรายงานจำนวนมากที่อธิบายถึงการผลิตของอนุภาคผ่านวิธีนี้ [ 7 ] , [ 8 ] , [ 9 ] , [ 10 ] [ 11 ] และ [ 12 ] อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ แวนเดอวาลส์ ' แรงระหว่างอนุภาคของμไกลเกิน 1 เมตรน้ำหนักของแต่ละอนุภาค [ 13 ]ผงดังกล่าวน่าสนใจมาก และไม่สามารถจะประมวลผล โดยไม่มีการรักษาเพิ่มเติมอย่างละเอียด นอกจากนี้ ในการขยายขนาดเรสเจ็ทเกิดขึ้นใกล้กับจุดเริ่มต้นของเครื่องบิน [ 14 ] และดังนั้นจึงยากที่จะป้องกันการเกิดขึ้นก่อนการรักษาใด ๆสามารถใช้ แน่นอนหลักฐานจากคนงานคนอื่น ๆ [ 15 ] แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เรสมักรวมแบบฟอร์ม มันก็เป็นประโยชน์ ดังนั้น จับภาพ และรักษาอนุภาคปราดเปรียวใกล้เคียงกับประเทศของพวกเขาสำหรับการประมวลผลที่ตามมาหรือกระจายอีกครั้ง เตียง เพื่อใช้ในกระบวนการทางเคมี และอุตสาหกรรมเภสัชกรรม เช่น เครื่องผสม , เครื่องอบ agglomerators และ coaters [ 16 ]ฟลูอิไดเซชันเกิดขึ้นเมื่อการไหลของของไหลผ่านขึ้นไปผ่านเตียงของอนุภาคจะเพียงพอที่จะสนับสนุนพวกเขาต่อต้านแรงโน้มถ่วง ความดันตกคร่อมเตียงแล้วเท่ากับเตียงน้ำหนักและอนุภาคอิสระที่จะย้าย ณจุดนี้ ( จุดเริ่มแรก หรืออย่างน้อยการ ) เตียงเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยการออกแบบที่ดี , การผสมในฟลูอิไดซ์เบดเตียงมากอย่างรวดเร็วเตียงเกือบคงที่และอัตราที่สูงของการถ่ายเทความร้อนและมวลที่สามารถบรรลุ การประยุกต์ใช้ระบบเตียงที่มีความเกี่ยวข้องที่นี่ ( 1 ) เคลือบ เช่น ผลิตภัณฑ์ยา โดยเฉพาะเม็ดและเม็ด [ 17 ] และ ( 2 ) การกรองที่ละเอียด ( 0.5 - 10 μ M ) อนุภาคสามารถจับในฟลูอิไดซ์เบดอนุภาคขนาดใหญ่ผู้ให้บริการเช่นสร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม และสุขภาพที่คุกคามเพื่อเอาอนุภาคจากกระแสแก๊สสกปรกที่ผ่านขึ้นผ่านระบบฟลูอิดไดซ์เบด [ 18 ] โดยฉีดเรสเจ็ทโดยตรงในระบบฟลูอิดไดซ์เบดของผู้ให้บริการ excipient อนุภาค แนวคิดสองเหล่านี้สามารถรวมกันเพื่อให้ผิวของวัสดุที่ใช้งานบน nanoparticulate อนุภาค excipient . คอลเลกชันทันที อนุภาคนาโนจากกระบวนการเรส ,ใกล้จุดของพวกเขากำเนิด จะป้องกันการเจริญเติบโตต่อไปของพวกเขาและการรวมตัวกันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่รวบรวมและรักษาประสิทธิภาพและคุณลักษณะพิเศษของขนาดนาโนในรูปแบบ handleable ได้อย่างง่ายดาย การจับอนุภาคในลักษณะนี้ยังแสดงวิธีการบรรเทาความกังวลเกี่ยวกับการหลบหนีที่ไม่เหมาะสมของอนุภาคขนาดเล็กมากในสิ่งแวดล้อมในทางตรงกันข้าม การเคลือบแบบฟลูอิดไดซ์เบด กลยุทธ์นี้ยังหลีกเลี่ยงการใช้ของเหลว .

มีรายงานก่อนหน้านี้ความพยายามในการใช้ของไหลเหนือวิกฤตอนุภาค , เสื้อแต่เพื่อความรู้ของผู้เขียน ไม่มีการใช้วิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้น Kim et al . [ 19 ] และ มิชิม่า และคนอื่นๆ[ 20 ] ใช้เรสจะแค็ปซูลสารในอนุภาคพอลิเมอร์ละลายทั้งส่วนประกอบใน supercritical-co2 Co ตกตะกอนและส่วนผสม และ bertucco ที่ตั้ง [ 21 ] วิธีการป้องกันตัวทำละลายสำหรับการจากการหยุดชะงักของอนุภาคในสารละลาย ตามปกติ ในขณะที่อนุภาคคอมโพสิตยังถูกผลิตโดยเทคนิคป้องกันโดยใช้ตัวทำละลาย [ 22 ] และ [ 23 ]Wang et al . [ 24 ] ใช้เทคนิคเรสตกตะกอนอะซิเตท covinyl พีวีซีและโพรพิลเซลลูโลสบนและ 500 μ M กระจกทรงกลมวางอยู่ในตัวเรือที่จัดขึ้นที่ความดันและอุณหภูมิวิกฤตขั้นกลางระหว่าง และ แวดล้อม พวกเขายังเพิ่มอะซิโตนกับ CO2 เพื่อเพิ่มการละลายของพอลิเมอร์ คุณภาพแตกต่างกันจากผิวเรียบเมื่อพอลิเมอร์ติดต่อพื้นผิวแก้วในรัฐ ของเหลวอนุภาคเมื่อตกตะกอนเกิดขึ้นก่อนที่จะติดต่อ สึสึมิ et al . [ 25 ] และ Wang et al . [ 26 ] ขยายเรสฉีดผ่านหัวฉีดลงในฟลูอิดไดซ์เบดกับอากาศ และฝากเคลือบพาราฟินเรียบบน 56 μ M ตัวเร่งอนุภาคและ SiO2 , M 1 μตามลำดับ ชไรเบอร์ et al .[ 27 ] และ [ 28 ] เคลือบด้วยพาราฟิน โดยขยายอนุภาคต่าง ๆโดยใช้โซลูชั่นเป็นเตียงที่แรงดันสูงแบบฟลูอิไดซ์กับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และ krober teipel [ 29 ] แก้วเคลือบลูกปัดที่มีสเตียริลแอลกอฮอล์ในลักษณะที่คล้ายกัน

งานรายงานที่นี่แตกต่างจากการศึกษาก่อนหน้านี้ที่มีเฉพาะในการผลิตของอนุภาคและจับไปยังผู้ให้บริการขนาดใหญ่ซึ่งเป็นอิสระ fluidizable และเหมาะสำหรับการจัดการต่อไป