由熔融材料制造藥品的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由熔融材料制造藥品的方法，其中所述熔融材料從穿孔板的噴嘴排出并隨后被?；渲袑l(fā)動機驅(qū)動的具有至少一個刀片的切割機布置相對所述穿孔板放置，以使所述至少一個刀片在所述穿孔板的噴嘴上通過，并由此切割所排出的熔融材料得到粒子。提供了連接所述穿孔板并至少圍繞所述切割機布置的所述至少一個刀片的外罩，其中使冷卻介質(zhì)流過所述外罩，使所述熔融材料的粒子在冷卻介質(zhì)中固化，所述冷卻介質(zhì)徑向向內(nèi)地或者基本上徑向向內(nèi)地從外界全圓周地從進口設(shè)備以及從進口噴嘴布置引入，所述進口設(shè)備由在所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)區(qū)域圍繞所述外罩的圓周的獨立進口室構(gòu)成，所述進口噴嘴布置位于所述進口室與所述外罩之間。至少在旋轉(zhuǎn)區(qū)域中產(chǎn)生了冷卻劑向心的或至少基本上向心的流動，此外，將所述冷卻介質(zhì)和其中所含的粒子供給所述外罩的出口，其中所述冷卻介質(zhì)為氣態(tài)冷卻介質(zhì)。
【專利說明】由熔融材料制造藥品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序的由熔融材料制造藥品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，通常通過例如?；庸ぬ幚砣廴诓牧?。一般來說，常將擠壓機或熔融泵用于熔融材料的?；?，到目前為止，尤其用于(例如)塑料的?；?。這些擠壓機或熔融泵擠壓熔融塑料原料通過穿孔板的噴嘴進入冷卻劑(例如水)中。在這個方法中，利用具有至少一個旋轉(zhuǎn)刀片的切割機布置切割通過噴嘴口排出的熔融材料以制得粒子。例如，將實施水下粒化方法的相應(yīng)裝置稱為水下制粒機，例如，來自公司Automatik Plastics Machinery GmbH
的商品名為SPHERO?的水下制粒機。
[0003]來自同一名 申請人:的公開的德國未經(jīng)審查的專利申請DElO 2009 006123A1闡述了一種?；療崴苄圆牧系姆椒ê脱b置，其中提供流動優(yōu)化的徑向內(nèi)流的冷卻流體，以因此減小切割機驅(qū)動器在冷卻流體中的能耗。在這份申請中，并未提出解決制造藥品同時并入適宜設(shè)計的問題的特定解決辦法。
[0004]在由熔融材料制造藥品中，關(guān)鍵在于一致的大小以及因此一致的重量以及產(chǎn)物形狀能達到的一致性。此外，需要大的數(shù)量，這需要適宜的用于制造極大量粒子(例如，最高達5千萬粒/小時)的方法能可靠地運行。
[0005]公開的德國未經(jīng)審查的專利申請DE41 38 513A1描述了固體緩釋藥物形式，其中適宜的熔融組合物經(jīng)擠壓機及成型板利用所謂的熱切割粒化在擠壓后塑形，以得到(例如球形)顆粒。但是，此文獻并未指出用于準備在實際制造條件下制造的大量粒子的制備方法(在文中僅通過舉例作了描述)的可行性。
[0006]在作為冷卻劑的空氣中實施熱切割粒化的系統(tǒng)已上市相當長一段時間，因為它們表現(xiàn)為相對容易地制造用于?；粩D壓的熱塑性塑料的機器。在這些機器中，自穿孔板排出的多股熔融物被盡可能靠近表面旋轉(zhuǎn)的刀片切斷并因小片成股材料固有的惰性形成粒子。因為刀片的旋轉(zhuǎn)，所以空氣從外界或外罩內(nèi)部吸入，空氣引導(dǎo)粒子或多或少自由地以離心方式遠離切割位置。這些系統(tǒng)所存在的問題在于:刀片冷卻不佳，所述刀片在一段時間后會過熱并發(fā)粘；以及這些系統(tǒng)有整體發(fā)粘和阻塞的傾向，尤其在準備在實際制造條件下制造的大量粒子的高生產(chǎn)速率下。而且，以此方式制造的粒子傾向于具有圓柱形及不規(guī)則形，尤其當熔融材料黏性相對高時，而尤其對于醫(yī)藥材料，大量具有一致尺寸的球形粒子更可能在下游應(yīng)用中被需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種由熔融材料制造藥品的方法，此方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其是，此方法可以在實際制造條件下以相對簡單且經(jīng)濟的方式、以均一的粒徑以及均一且一致的形狀有效地?；玫剿幤妨Ｗ?，甚至是對于準備制造的大量粒子?！揪唧w實施方式】
[0008]根據(jù)本發(fā)明，此目的利用具有權(quán)利要求1特征的方法達成。在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
[0009]在由熔融材料制造藥品的本發(fā)明方法中，熔融材料自穿孔板的噴嘴排出，隨后被?；渲袑l(fā)動機驅(qū)動的具有至少一個刀片的切割機布置相對所述穿孔板放置，以使所述至少一個刀片在所述穿孔板的噴嘴上方通過，由此將所排出的熔融材料切割成粒子，其中提供了外罩，其鄰接所述穿孔板并至少封罩所述切割機布置的至少一個刀片，使冷卻劑流過所述外罩，由此在此過程中，所述熔融材料的粒子隨后在所述冷卻劑中固化，所述冷卻劑從進口設(shè)備引入所述外罩，所述進口設(shè)備包含獨立的進口室和進口噴嘴布置組成，所述獨立的進口室在所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)區(qū)域周向封罩所述外罩，所述進口噴嘴布置在所述進口室與所述外罩之間周向延伸，所述冷卻劑從外界徑向向內(nèi)地(即向心地)或從外界基本上徑向向內(nèi)地從四面八方被周向引入，其中至少在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域中產(chǎn)生了所述冷卻劑向心的或至少基本上向心的流動，此外，將所述冷卻劑和其中所含的粒子輸送到所述外罩的出口，其中所述冷卻劑為氣態(tài)冷卻劑。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，因此由適當設(shè)計的進口室并由進口噴嘴布置和/或通過一個或多個控制裝置提供了氣態(tài)冷卻劑(例如，空氣或惰性氣體(例如氮氣)或反應(yīng)氣體)的流速，選擇所述氣態(tài)冷卻劑，從而使其參與與待?；尼t(yī)藥熔融材料的所需的化學反應(yīng)，所述流速周向一致，即在圓周上保持恒定或至少基本上恒定，相應(yīng)地，所述流速從四面八方徑向地引入所述外罩的旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，從外向內(nèi)流。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，因此，以表現(xiàn)出對所述切割機布置的所述至少一個刀片盡可能小的阻力的方式，將冷卻并帶走新切割的粒子(特別是針對醫(yī)藥材料中通常存在的濕氣敏感性)所需的氣態(tài)冷卻劑或冷卻流體提供給相應(yīng)粒化裝置的外罩，并同時將醫(yī)藥熔融材料的粒子盡可能快地從旋轉(zhuǎn)區(qū)域移出，并由此從切割區(qū)域移出。因此，高的材料單位產(chǎn)量(大量相對小的粒子)是可能的，同時可避免粒子結(jié)塊，這歸因于根據(jù)本發(fā)明的良好冷卻以及其中含有醫(yī)藥熔融材料粒子的氣態(tài)冷卻劑根據(jù)本發(fā)明可達到的一致的流動表現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，將所述氣態(tài)冷卻劑通過周向放置的進口噴嘴布置從外到內(nèi)(即向心地)、或基本上從外到內(nèi)地送至所述外罩的旋轉(zhuǎn)區(qū)域(即切割平面區(qū)域)。穿過圍繞所述外罩周向延伸的獨立的進口室來提供該進口噴嘴布置。因為適當提供的進口設(shè)備設(shè)計、和/或所述進口噴嘴布置的尺寸規(guī)格、和/或利用一個或多個控制裝置，所以氣態(tài)冷卻劑在進入外罩或進入切割室后也可得到一個(額外)旋轉(zhuǎn)速率，此速率大致上對應(yīng)所述切割機布置的所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)速率。在該過程中發(fā)生的氣態(tài)冷卻劑到所需速率的增速(也就是說達到相應(yīng)的角動量所需的能量)可通過氣態(tài)冷卻劑的壓力獲得。氣態(tài)冷卻劑的額外旋轉(zhuǎn)速率(如上文所述其可以被額外提供)可通過進口噴嘴布置的設(shè)計機械地和/或通過控制氣態(tài)冷卻劑的流速調(diào)整，并可與多個其它工藝參數(shù)(材料流速、待?；娜廴诓牧系念愋?、粒子尺寸等)匹配。相應(yīng)地，也可調(diào)整刀片數(shù)量和速度。
[0012]因為根據(jù)本發(fā)明，氣態(tài)冷卻劑可以與所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)速度大致相同的速度流入旋轉(zhuǎn)區(qū)域，所以其將流過所述切割機布置的所述至少一個刀片，或如果適用，流過多個刀片之間的中間空間，并將新切割的粒子隨其一起帶出旋轉(zhuǎn)區(qū)域，這可可靠地阻止粒子粘連，即使在相對高的流速下。在所產(chǎn)生的流中，隨著靠近所述切割機布置的所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)軸，氣態(tài)冷卻劑的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)速度將增加，因此相應(yīng)的離心力也將增加，使得從外向內(nèi)的流動變得逐漸困難并最終受阻。因此，氣態(tài)冷卻劑將流入在切割機布置的至少一個刀片之后的空間，并在此方法中，將以螺旋流的形式流動離開所述穿孔板區(qū)域和所述外罩中的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，因此，可對流入外罩的冷卻劑施加冷卻劑的向心的或者至少基本上向心的流動，優(yōu)選地，也可施加取向與所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)方向匹配的額外的角動量，這借助于進口室的形狀和進口噴嘴布置和/或利用旋轉(zhuǎn)區(qū)域中進口噴嘴布置區(qū)域中的一個或多個控制裝置。
[0014]優(yōu)選地，額外的角動量的大小可足夠大，以使氣態(tài)冷卻劑在切割機布置旋轉(zhuǎn)方向上的相應(yīng)速度與切割機布置的旋轉(zhuǎn)速度一樣大。因此，在本發(fā)明方法的此實施方案中，可進一步優(yōu)化對冷卻劑的流動控制，如上所解釋。在此設(shè)計中，氣態(tài)冷卻劑的流動優(yōu)選繼續(xù)前行，從而垂直于穿孔板徑直前進并流走。此處制造的粒子因此以垂直于螺旋方向的方向從所述穿孔板吹走。有用的是，選擇根據(jù)本發(fā)明流動的氣態(tài)冷卻劑及輸送介質(zhì)的體積流速，以使粒子在切割后立刻分開，也就是以過量的方式。
[0015]例如，每小時4kg具有1，200kg/m3密度的聚合物/醫(yī)藥熔融材料自具有24個穿孔及約60mm的參照直徑C^p的穿孔板排出，并以n=3, 900rpm被9個刀片每秒鐘切割成13，900個具有0.5mm直徑的粒子。粒子彼此間在所有方向上應(yīng)具有約Icm的距離α。氣態(tài)冷卻劑及輸送介質(zhì)的質(zhì)量流速在此處約8kg/h并攜帶4kg/h被輸送材料，此對應(yīng)于0.5的被輸送材料對輸送介質(zhì)(“負載”)的比率。這遠小于氣動輸送常見值，其中甚至在稀釋相輸送中，10至20的負載比率常見，在稠密相輸送中，60及更高的負載比率常見。因此，相比而言，提供過量冷卻及輸送空氣。
[0016]如果考慮到出現(xiàn)的熱流，可確定當提供暖空 氣(例如20°C)時，取決于聚合物/醫(yī)藥熔融材料，空氣和其所含粒子的最終溫度達到約55°C。為了更徹底或甚至更快速地冷卻，因此，需增加空氣量或不得不進一步降低供應(yīng)溫度。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過進口設(shè)備遞送的氣態(tài)冷卻劑的流速和/或壓力和/或方向也有可能通過控制單元控制，以使冷卻劑流入外罩的方向通過此方式調(diào)整。例如，控制單元可具有或控制所述一個或多個控制裝置。
[0018]優(yōu)選地，因此，根據(jù)本發(fā)明方法，外罩中氣態(tài)冷卻劑的質(zhì)量流速與其所含粒子的質(zhì)量流速的比率可為范圍為0.3至0.7的負載比率，優(yōu)選0.5的負載比率，將負載比率定義為每小時粒子質(zhì)量比每小時氣態(tài)冷卻劑質(zhì)量。因此可尤其可靠地避免粒子粘連，甚至在高流速下，因為存在充足的冷卻劑來分別地包圍粒子，而不結(jié)塊，因此冷卻并運輸它們。
[0019]利用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，在旋轉(zhuǎn)區(qū)域后，氣態(tài)冷卻劑中所含的粒子可向前流入外罩出口區(qū)域，在此處它們以小于10°的角度被引導(dǎo)向外罩壁，以使此處氣態(tài)冷卻劑中的粒子旋轉(zhuǎn)運動。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，可尤其可靠地得到一致形狀的粒子。
[0020]可通過使外罩壁冷卻的方式(例如,采用冷卻流體流過其中的雙壁設(shè)計)給予粒子固化額外的支持。
[0021]此外為了在出口區(qū)域作進一步的流動優(yōu)化，可將出口置于本發(fā)明裝置外罩的在流入方向上不朝向進口設(shè)備的區(qū)域中。因此，可實現(xiàn)氣態(tài)冷卻劑與所含醫(yī)藥熔融材料的粒子的均勻流出，通過這種方式，可尤其可靠地額外地避免外罩尤其是出口區(qū)域中可能的結(jié)塊。在此情況中，例如，粒子可以卸料螺旋的方式被收集并以切線方向從外罩帶走。[0022]本發(fā)明可通過實施例并參照附圖及所引用實施例詳細闡述。所示如下:
[0023]圖1:進行本發(fā)明方法的?；b置的截面示圖。
[0024]圖1圖示出?；源┛装?的噴嘴I排出的醫(yī)藥熔融材料的裝置的截面示圖。
[0025]圖1中所示的?；b置具有其中提供了噴嘴I的穿孔板2，其中噴嘴I的布置基本上旋轉(zhuǎn)對稱并且所述裝置的其余設(shè)計也旋轉(zhuǎn)對稱或基本上旋轉(zhuǎn)對稱。根據(jù)圖1中所示，與穿孔板2相關(guān)聯(lián)的是具有至少一個刀片3的切割機布置，其包含位于刀軸5上的刀架4。切割機布置由發(fā)動機(圖1中未顯示)驅(qū)動，使所述至少一個刀片3在穿孔板2的噴嘴I上方通過，并由此切割自噴嘴I排出的醫(yī)藥熔融材料得到粒子。醫(yī)藥熔融材料可以傳統(tǒng)方式熔融并可例如通過擠壓機或熔融泵(圖1中未顯示)輸送到穿孔板2區(qū)域并在此從噴嘴
I推出。該裝置具有鄰接穿孔板2并因此界定切割室的外罩6，根據(jù)本發(fā)明，在操作時，氣態(tài)冷卻劑(例如，通常為空氣)填充并通過外罩6，其中外罩6至少封罩一個刀片3和刀架4以及至少一部分刀軸5。刀軸5以不漏流體(fluid-tight)的方式在不朝向穿孔板2的外罩部分中穿出外罩，并提供電動機(圖1中未顯示)，其通過刀軸5驅(qū)動至少一個刀片3旋轉(zhuǎn)運動。提供具有獨立的進口室8和進口噴嘴布置9的進口設(shè)備，所述獨立的進口室8在至少一個刀片3的旋轉(zhuǎn)區(qū)域周向封罩外罩6，進口噴嘴布置9被放置來在進口室8與外罩6之間周向延伸，其中在圖1所示的情況中，進口噴嘴布置9為具有例如3mm的噴嘴寬度的周向延伸的環(huán)狀間隙噴嘴，該噴嘴寬度在圓周上是恒定的。根據(jù)本發(fā)明，進口室8具有從進口室8中冷卻劑用進口開孔10起始、在至少一個刀片3的旋轉(zhuǎn)方向上、沿其圓周(也就是周向)減小的橫截面。
[0026]根據(jù)圖1所示的設(shè) 計，提供了多個控制裝置12，以使周向均一流速的氣態(tài)冷卻劑流過進口噴嘴布置9。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過進口室8與外罩6之間的進口噴嘴布置9，氣態(tài)冷卻劑從四面八方從外界徑向向內(nèi)地、或者從外界基本上徑向向內(nèi)地被周向引入外罩6中。在此過程中，至少在至少一個刀片3的旋轉(zhuǎn)區(qū)域中產(chǎn)生了氣態(tài)冷卻劑向心的或至少基本上向心的流動。布置控制裝置12，以在周向方向上，氣態(tài)冷卻劑始終有可能流入進口室8的所有區(qū)域?？刂蒲b置12用于控制氣態(tài)冷卻劑的流動，而非將獨立的進口室8沿圓周分成單獨的區(qū)域。例如，各控制裝置12可沿進口室8或進口噴嘴布置9的圓周均勻地分布。各控制裝置12可以固定方式固定，例如，通過將適宜的控制葉片焊接到壁面。也可對控制裝置12加以設(shè)計，以可(例如通過控制單元)單獨地調(diào)節(jié)或優(yōu)選地共同地調(diào)節(jié)，其中，例如，入射角可適當?shù)卣{(diào)節(jié)。
[0027]如圖1所示，出口 7位于外罩6不朝向進口設(shè)備的區(qū)域。在旋轉(zhuǎn)區(qū)域后，氣態(tài)冷卻劑和其所含的粒子向前流入外罩6的出口 7區(qū)域，在此處它們以小于10°的角度引導(dǎo)向外罩6的壁，以使此處氣態(tài)冷卻劑中所含的醫(yī)藥熔融材料粒子旋轉(zhuǎn)運動。如圖1中所示，在此提供了具有朝向出口 ?的螺旋形(helical)的出口部分11，其適宜地引導(dǎo)通過出口 7流出的氣態(tài)冷卻劑和其中所包含的粒子的流動，因此也使壓力聚集在外罩6的此區(qū)域和/或出口 7，具體地講，因為在螺旋形出口部分11中所產(chǎn)生的反壓力。在該設(shè)計中，適宜的螺線(spiral)出口部分也是可能的。
[0028]圖1所示的裝置用于實施用于由相應(yīng)的熔融材料制造藥品或粒子的本發(fā)明方法。
[0029]因此，已經(jīng)利用本發(fā)明方法，用 申請人:相應(yīng)或類似的系統(tǒng)就準備在實際制造條件下制造的大量粒子進行了測試(但還不是以在所有方面都被優(yōu)化的工藝參數(shù)進行的)。采用不同醫(yī)藥熔融材料的試驗的結(jié)果在表1中總結(jié)出。
[0030]此處注明的溫度涉及系統(tǒng)部件(擠壓機高溫區(qū)、穿孔板等)的溫度。自穿孔板排出的熔融股的實際溫度很可能高出幾度。對于所有?；尼t(yī)藥熔融材料，根據(jù)本發(fā)明，將空氣用作氣態(tài)冷卻劑，空氣溫度為15°C至60°C。
【權(quán)利要求】
1.一種由熔融材料制造藥品的方法，其中所述熔融材料從穿孔板的噴嘴排出并隨后被?；?， 其特征在于: 將發(fā)動機驅(qū)動的具有至少一個刀片的切割機布置相對所述穿孔板放置，以使所述至少一個刀片在所述穿孔板的噴嘴上方通過，由此將所排出的熔融材料切割成粒子，其中提供了外罩，其鄰接所述穿孔板并至少封罩所述切割機布置的所述至少一個刀片，使冷卻劑流過所述外罩，由此在此過程中，所述熔融材料的粒子隨后在所述冷卻劑中固化，使所述冷卻劑從進口設(shè)備引入所述外罩，所述進口設(shè)備包含獨立的進口室和進口噴嘴布置，所述獨立的進口室在所述至少一個刀片的旋轉(zhuǎn)區(qū)域周向封罩所述外罩，所述進口噴嘴布置在所述進口室與所述外罩之間周向延伸，所述冷卻劑從外界徑向向內(nèi)地或從外界基本上徑向向內(nèi)地從四面八方被周向引入，其中至少在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域中產(chǎn)生了所述冷卻劑向心的或至少基本上向心的流動，此外，將所述冷卻劑和其中所含的粒子輸送到所述外罩的出口，其中所述冷卻劑為氣態(tài)冷卻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述外罩中所述氣態(tài)冷卻劑的質(zhì)量流速與其中所含粒子的質(zhì)量流速的比率是范圍為0.3至0.7的負載比率，優(yōu)選0.5的負載比率，負載比率定義為每小時粒子質(zhì)量比每小時氣態(tài)冷卻劑質(zhì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域后，所述氣態(tài)冷卻劑所含的粒子可向前流入所述外罩出口區(qū)域，在此處它們以小于10°的角度被引導(dǎo)向所述外罩的壁，以使此處氣態(tài)冷卻劑中所含的粒子旋轉(zhuǎn)運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于所述氣態(tài)冷卻劑為空氣或惰性氣體或反應(yīng)氣體，對其進行選擇，以使其可參與與待粒化的醫(yī)藥熔融材料的所需的化學反應(yīng)。
【文檔編號】A61K9/16GK103533924SQ201280019443
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月21日
【發(fā)明者】林哈特-卡斯滕·穆布 申請人:自動化塑料機械有限責任公司