一种超声辅助浸涂装置及浸涂方法与流程

专利检索2025-06-21  13


本发明涉及药物制剂浸涂,尤其是涉及一种超声辅助浸涂装置及浸涂方法。


背景技术:

1、药物涂层的制备方式应用较为广泛的工艺主要为喷涂和浸涂工艺。在药械组合领域,尤其是心血管和神经介入等细分领域。药物球囊(dcb)和药物洗脱支架(des)中药物涂层的方式多为超声喷涂。超声喷涂的优势是可以通过设定喷涂的时间、旋转的速度、超声的频率、喷涂的次数等改变药物涂层的厚度等物理化学参数。但该方法缺点也很明显,每一次喷涂过程中,只可以喷涂一个产品。在实际生产中,为了提高生产效率,需要增加多台设备,大大提高了对场地、空间等方面的要求,严重降低了生产效率。同时,由于设备间的固有差异是客观存在的,对产品稳定性也有一些潜在的影响。浸涂工艺在工业领域,尤其是油漆行业应用较为广泛,其主要优点是生产效率高,且可以对异形件进行浸涂。但浸涂工艺的生产自动化程度较喷涂方式低,在浸涂过程中,每一次扰动都会对浸涂液的性质产生一定的影响。因此,浸涂工艺对浸涂液的稳定性要求比较高。尤其是在医疗领域,药物溶液比较复杂且对药物涂层的均一性要求比较高,需要对药液尤其是高黏度药液进行一定的代偿,以弥补浸涂过程中的药液性质变化引起的影响。

2、现有的药物涂层的制备装置,是将药液提前配置好,然后再转入浸涂设备中进行浸渍或喷涂。在药液转移的过程中,由于倾倒、振荡、流动等操作会对液体的流动状态产生影响。一般情况下,试验或生产配制的药物制剂溶液往往是非牛顿性流体。对于非牛顿性流体而言,黏度会随着液体的搅拌或其他运动发生明显的变化。因此,需要在配制完药物制剂溶液后,稳定一段时间,使流体达到稳态,这样在浸涂的过程中才能更好的保持一致性,使药物含量更加均匀,但在浸涂过程中,打破了药液的稳态,药液的性质随着浸涂的进行发生明显的变化。

3、对于一些含有表面活性剂的药物制剂溶液,由于表面活性剂的存在,溶液中的气泡的消散时间比较长,且在经倾倒、流动等操作后容易产生新的气泡。在气泡未完全消除,尤其是含有大的气泡的状态下即进行浸渍或喷涂而生产的产品,产品的药物涂层往往会存在药物涂层表面不光滑、表面缺损、牢固度差等缺陷,会直接影响产品的含药量,同时容易造成碎屑的剥落。在使用过程中,这些缺陷易带来有效性降低、血栓等潜在风险。

4、对于非牛顿性流体,流体的性质较为复杂,其黏度受流体状态(静止、搅拌、搅拌的方式及转速、流体恢复的时间)影响较大。热传递的方向是从高温物体向低温物体通过热传导、热辐射及热对流的方式进行传递。伴随着液体黏度的升高,液体间摩擦力逐渐增加,分子间发生相对运动的难度增加,分子间碰撞的概率降低,热传导效率降低。短时间内,无法有效进行热量的补偿。药液浸涂过程中,药液属于非牛顿性流体,黏度较高,且在浸涂过程中为了避免气泡的产生,浸涂液应保持静止状态,不能对药液进行搅拌。因此,在浸涂过程中,传统的水浴槽加热的传导方式难以有效弥补浸涂过程中的热量损失,导致浸涂过程中,损耗的药液热量难以获得有效补偿,药液温度降低,药物涂层的均一性受到影响。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明旨在提出一种超声辅助浸涂装置及浸涂方法,以解决上述问题。

2、为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

3、一种超声辅助浸涂装置,包括升降控制台、水浴槽、支撑架、加热机构、温控机构、超声机构、混水机构、温度控制器、药液盒、夹具、升降杆和支撑杆;水浴槽通过升降杆安装在升降控制台的上方,升降控制台用于控制升降杆的伸缩,从而带动水浴槽上下移动;水浴槽内设有加热机构、温控机构、超声机构和混水机构,升降控制台上设有与加热机构和温控机构连接的温度控制器;升降控制台上还设有竖直设置的支撑杆,支撑杆的上端设有支撑架,支撑架位于水浴槽的正上方,夹具安装在支撑架上;药液盒架设在水浴槽的顶端边缘,药液盒浸入水浴槽中,通过水浴槽内的加热机构和支撑杆上的温度控制器设定水浴槽内水浴的加热范围,通过水浴槽内的超声机构对药液盒内的药液进行温度补偿,夹具上夹持需要进行浸涂形成药物涂层的产品,产品伸入药液盒内。

4、进一步,药液盒设有若干个,且若干个药液盒并排安装在水浴槽的顶端;支撑架上设有与药液盒一一对应的夹具。

5、进一步,超声机构包括超声波换能器、超声波变幅器,超声波换能器设置在水浴槽内部一侧,超声波变幅器集成于升降控制台。

6、进一步,混水机构包括混水泵和混水控制器,混水泵设置在水浴槽底部,混水控制器集成于升降控制台。

7、进一步,温控机构包括用于检测温度的温度探头,温度探头设置在水浴槽的顶端,使用时,使温度计探头的1/3处浸没于水浴槽中溶液。

8、进一步,支撑杆为2个,分别设置在水浴槽相对的两侧,支撑杆上滑动设有滑座,水浴槽安装在滑座上,升降杆与滑座的底部连接。

9、本发明还提供了一种利用上述所述的超声辅助浸涂装置的浸涂方法,该方法包括如下步骤:

10、1)向水浴槽中加水,并通过加热机构将水加热至20-30℃;

11、2)将药液盒安装在水浴槽的顶端,并使得药液盒的5/6及以上浸入水浴槽的水中以对药液进行加热;同时开启超声机构和混水机构,加快水浴槽中液体的传热,为药液盒提供均匀传热;药液盒的总体积为2000-3000ml,超声的频率为20-50khz,功率范围为30w-80w;

12、3)将产品固定在夹具上,之后通过升降控制台控制升降杆上升,从而将水浴槽向上顶起,直至产品插入药液盒内开始浸涂。

13、进一步,浸涂时间为1-60秒。

14、进一步,当药液盒总体积扩大1倍,超声功率需扩大0.8-1.2倍。

15、相对于现有技术,本发明所述的超声辅助浸涂装置及浸涂方法具有以下优势:

16、(1)本发明所述的超声辅助浸涂装置将需要浸涂的产品通过夹具固定在支撑架上,药液盒固定在水浴槽上,通过水浴槽升降实现产品的浸涂;同时水浴槽提供加热和混合功能,使供热均匀,以保证药液盒保持恒温;另外超声还能实现对药液盒中的药液进行温度补偿,对于药液中含有表面活性剂的药物的浸涂,可实现在线脱气功能,提升效率。该装置可有效避免浸涂过程中由于温度损失而导致黏度变化所引起的含药量的差异,提高药物涂层api的含量均一性,并能抑制浸涂过程中的气泡和绺子,提升产品外观质量,使膜厚更加均匀,从而避免临床使用中的药物分布不均匀问题,使临床使用部位(血管等人体腔道)组织黏膜的表观分布更加均匀,提升产品的安全性和有效性,更具临床价值;同时,能提高生产效率。

17、(2)随着浸涂的进行,由于药液黏度较大,普通的水浴法无法穿透药液盒进入药液盒中心位置,造成药液中心位置和四周位置温度显示存在较大差异,从而引起含药量差异。本发明所述的超声辅助浸涂装置利用超声穿透高黏度药液引起药液分子内共振,实现药液中心的温度补偿,从而使药液盒中药液的温度分布均匀,使浸涂产品含药量更加均匀。

18、(3)本发明所述的超声辅助浸涂装置可以有效提高生产效率、降低挥发性气体,提高生产的安全性。同时,可以有效解决超声雾化过程中因较大的未溶解颗粒或者汽化过程中的药物或辅料结晶会造成雾化器堵塞或者雾化面积分布不均的问题。超声温度补偿可有效解决浸涂工艺中非牛顿性药液温度的下降问题和传统传热的效率问题,提高产品质量的均一性,有效弥补浸涂工艺的缺点。

19、(4)本发明所述的超声辅助浸涂装置同传统喷涂设备相比,生产效率显著提升,占地面积更小,设备维护成本更低,也不会发生堵塞或者由于堵塞带来的药物不均匀情况。适用性更广,对于异形产品,仅需要更改模具和药液盒,无需改动其他结构,不同的模具和药液盒可以加载不同的产品,无需对设备进行改造。安全性更好,溶剂的挥发率明显低于喷涂、旋涂等方法。


技术特征:

1.一种超声辅助浸涂装置,其特征在于:包括升降控制台、水浴槽、支撑架、加热机构、温控机构、超声机构、混水机构、温度控制器、药液盒、夹具、升降杆和支撑杆;水浴槽通过升降杆安装在升降控制台的上方,升降控制台用于控制升降杆的伸缩,从而带动水浴槽上下移动;水浴槽内设有加热机构、温控机构、超声机构和混水机构,升降控制台上设有与加热机构和温控机构连接的温度控制器;升降控制台上还设有竖直设置的支撑杆,支撑杆的上端设有支撑架,支撑架位于水浴槽的正上方,夹具安装在支撑架上;药液盒架设在水浴槽的顶端边缘,药液盒浸入水浴槽中,通过水浴槽内的超声机构对药液盒内的药液进行温度补偿,夹具上夹持需要进行浸涂形成药物涂层的产品,产品伸入药液盒内。

2.根据权利要求1所述的超声辅助浸涂装置,其特征在于:药液盒设有若干个,且若干个药液盒并排安装在水浴槽的顶端;支撑架上设有与药液盒一一对应的夹具。

3.根据权利要求1所述的超声辅助浸涂装置,其特征在于:超声机构包括超声波换能器、超声波变幅器,超声波换能器设置在水浴槽内部一侧,超声波变幅器集成于升降控制台。

4.根据权利要求1所述的超声辅助浸涂装置,其特征在于:混水机构包括混水泵和混水控制器,混水泵设置在水浴槽底部,混水控制器集成于升降控制台。

5.根据权利要求1所述的超声辅助浸涂装置,其特征在于:温控机构包括用于检测温度的温度探头,温度探头设置在水浴槽的顶端,使用时,使温度探头的1/3处浸没于水浴槽中溶液。

6.根据权利要求1所述的超声辅助浸涂装置,其特征在于:支撑杆为2个,分别设置在水浴槽相对的两侧,支撑杆上滑动设有滑座,水浴槽安装在滑座上,升降杆与滑座的底部连接。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的超声辅助浸涂装置的浸涂方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的浸涂方法,其特征在于:浸涂时间为1-60秒。


技术总结
本发明提供了一种超声辅助浸涂装置及浸涂方法,该装置包括升降控制台、水浴槽、药液盒、夹具、升降杆和支撑杆;水浴槽通过升降杆安装在升降控制台的上方,水浴槽内设有加热机构、温控机构、超声机构和混水机构,升降控制台上设有与加热机构和温控机构连接的温度控制器;升降控制台上还设有竖直设置的支撑杆,支撑杆的上端设有支撑架,夹具安装在支撑架上;药液盒架设在水浴槽的顶端边缘,通过水浴槽内的超声机构对药液盒内的药液进行温度补偿。该装置可有效避免浸涂过程中由于温度损失而导致黏度变化所引起的含药量的差异,提高药物涂层API的含量均一性,并能抑制浸涂过程中的气泡和绺子,提升产品外观质量,使膜厚更加均匀。

技术研发人员:魏波,秦娜,徐杰,张春林,齐洋洋,杜学文,武雅兰
受保护的技术使用者:天津和杰医疗器械有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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