二氧化硅(沉淀法)在药物制剂中的应用技术综述

西辅医药药学技术团队 编写并审核 · 发布于 2026-07-06

二氧化硅(沉淀法)(Precipitated Silica)是制药工业中常用的助流剂、助悬剂,CAS号112926-00-8。本文系统综述了其理化性质、作用机制及在药物制剂中的应用研究进展,为制剂研发提供参考。

一、概述

1.1 定义与来源

二氧化硅(沉淀法)(Precipitated Silica),CAS号为112926-00-8,是制药工业中常用的助流剂。沉淀法生产的二氧化硅,白色蓬松粉末,比表面积大。常用于固体制剂中作为助流剂和助悬剂,改善粉末流动性和均匀性。

要点速览

  • 二氧化硅(沉淀法)(Precipitated Silica),CAS号为112926-00-8,是制药工业中常用的助流剂。
  • 由硅酸钠溶液与酸反应生成沉淀,经沉淀、过滤、洗涤、干燥和粉碎而得。
  • 二氧化硅(沉淀法)已被《中国药典》2025年版、美国药典USP-NF 2025和欧洲药典EP 11.0等多个国家药典收载。
  • 二氧化硅(沉淀法)化学结构稳定,在常规制剂加工条件下具有良好的相容性和稳定性。
  • 沉淀法二氧化硅的助流机制与气相法类似,通过吸附在颗粒表面形成隔离层降低摩擦力。

1.2 制备方法

由硅酸钠溶液与酸反应生成沉淀,经沉淀、过滤、洗涤、干燥和粉碎而得。与气相法二氧化硅相比,沉淀法产品的比表面积较小,但成本更低。

1.3 质量标准

二氧化硅(沉淀法)已被《中国药典》2025年版、美国药典USP-NF 2025和欧洲药典EP 11.0等多个国家药典收载。不同药典在性状、鉴别、检查项目和限度上存在一定差异,制剂选用时应根据目标市场要求确认适用的质量标准。

二、理化性质

2.1 物理性质

二氧化硅(沉淀法)的主要物理参数见下表:

参数典型值/范围
比表面积50-200 m²/g
原生粒径5-50 μm
松密度0.15-0.35 g/cm³
干燥失重≤5.0%
SiO₂含量≥99.0%

2.2 化学性质

二氧化硅(沉淀法)化学结构稳定,在常规制剂加工条件下具有良好的相容性和稳定性。

2.3 与其他助流剂的对比

制药工业中常用的助流剂包括沉淀法二氧化硅、气相法胶态二氧化硅、凝胶二氧化硅、硅酸钙和滑石粉,它们在助流效率、成本和适用场景上各有侧重:

助流剂比表面积(m²/g)用量(%)成本助流效率
沉淀法二氧化硅50-2000.1-1.0低中等
亲水胶态二氧化硅90-4500.1-0.5高高
凝胶二氧化硅300-7000.5-2.0中等中等
硅酸钙100-3000.5-2.0中等中等
滑石粉2-101.0-3.0低低

沉淀法二氧化硅的主要优势在于成本较低且能满足一般助流需求。与气相法胶态二氧化硅相比,沉淀法产品比表面积较小(50-200 vs 90-450 m²/g),助流效率较低,但价格更具竞争力;与凝胶二氧化硅相比,沉淀法产品吸附能力较弱,结构为球形聚集体而非三维网状;与滑石粉相比,沉淀法二氧化硅助流效率更高。

三、作用机制

沉淀法二氧化硅的助流机制与气相法类似,通过吸附在颗粒表面形成隔离层降低摩擦力。但由于比表面积较小(50-200 m²/g vs 90-450 m²/g),其助流效果通常弱于气相法产品。其吸附性能也较弱,适用于一般助流需求。

四、药物制剂中的应用

4.1 在片剂中的应用

在片剂中作为助流剂(0.1-1.0%),适用于流动性要求不高的处方。也可作为抗结块剂(0.5-2.0%)防止粉末结块。

4.2 在胶囊剂中的应用

在胶囊中作为助流剂(0.25-0.5%),改善粉末流动性。

4.3 在半固体制剂中的应用

在半固体制剂中作为增稠剂和悬浮稳定剂(1.0-5.0%)。

4.4 在栓剂中的应用

二氧化硅(沉淀法)在栓剂中的应用需根据具体处方进行评估。建议通过小试验证其在栓剂基质中的相容性和稳定性。

4.5 在液体制剂中的应用

二氧化硅(沉淀法)在液体制剂中的应用需考虑其溶解性和稳定性。建议进行相容性试验和加速稳定性试验评估。

五、影响应用效果的因素

5.1 用量

二氧化硅(沉淀法)的推荐用量范围为助流剂:0.1-1.0%;抗结块剂:0.5-2.0%;增稠剂:1.0-5.0%。过量使用可能导致制剂性能下降,如影响崩解、溶出或片剂硬度。

5.2 混合条件

充分而均匀的混合是确保二氧化硅(沉淀法)发挥应有效果的关键。混合时间和设备类型对最终制剂性能有显著影响。

5.3 配伍辅料

与大多数辅料相容性良好。高用量时可能影响片剂硬度。

5.4 环境因素

储存环境的温度和湿度可能影响含二氧化硅(沉淀法)制剂的稳定性。建议进行加速稳定性试验(40°C/75%RH)评估。

六、同类产品对比

沉淀法二氧化硅与同类助流剂的详细对比如下:

与气相法胶态二氧化硅对比

• 制备方法:沉淀法为硅酸钠+酸反应后沉淀;气相法为SiCl₄在氢氧焰中高温水解

• 比表面积:沉淀法50-200 m²/g,气相法90-450 m²/g

• 原生粒径:沉淀法5-50 μm,气相法7-40 nm

• 助流效率:气相法因纳米级粒径和三维枝状结构,助流效果更优,用量更低

• 成本:沉淀法显著低于气相法

• 适用选择:高价值药物、高效助流需求选气相法;一般助流、成本敏感选沉淀法

与凝胶二氧化硅对比

• 结构差异:沉淀法为球形颗粒聚集体,凝胶法为连续三维网状结构

• 孔容:凝胶型0.5-1.5 mL/g,沉淀型0.1-0.5 mL/g

• 吸附能力:凝胶型更适合液体吸附,沉淀型更适合干粉助流

与硅酸钙对比

• 化学组成:沉淀法二氧化硅为纯SiO₂,硅酸钙含CaO

• 功能侧重:硅酸钙抗结块性能更突出,沉淀法二氧化硅助流效率更高

• pH环境:硅酸钙呈弱碱性,不宜用于酸敏感药物

选择建议

当制剂对流动性要求一般且成本控制严格时,沉淀法二氧化硅是合理选择;当需要极致助流效果(如直压工艺)时,应选择气相法胶态二氧化硅;当需要液体吸附功能时,应选择凝胶二氧化硅。

七、安全性与法规

二氧化硅(沉淀法)已被多国药典收载,安全性数据充分。在推荐用量范围内使用,通常被认为是安全的。操作时应遵循常规粉尘防护要求。

八、总结与应用建议

二氧化硅(沉淀法)作为重要的药用助流剂,在药物制剂中具有广泛的应用价值。在实际应用中,应根据药物性质、剂型要求和工艺条件进行处方优化。推荐从典型用量范围的中间值开始优化,通过小试验证适宜用量。

未来随着制剂技术的发展,二氧化硅(沉淀法)在新剂型(如缓控释制剂、纳米制剂等)中的应用有待进一步探索。

参考文献

[1] Sheskey PJ, Cook WG, Cable CG. Handbook of Pharmaceutical Excipients[M]. 8th ed. London: Pharmaceutical Press, 2017.

[2] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典: 四部[S]. 2025年版. 北京: 中国医药科技出版社, 2025.

[3] United States Pharmacopeial Convention. USP-NF 2025[S]. Rockville: USP; 2025.

来源与免责声明

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