流变学在药剂学中应用

流变学相关知识及其在药剂学中的应用简介1. 流变学（Rheology）定义：研究物质流动和变形的科学。

2. 流变学的发展•1676年，胡可定律：弹性固体（形变与受力成正比）•1687年，牛顿定律：粘性液体（流动助力与流动速度成正比）•1905年，爱因斯坦：悬浮液粘度方程•1920年，宾汉（bingham）提出流变学概念•1945年，首台旋转粘度计问世•1951年内，首台旋转流变仪问世3. 流变学中相关概念•粘性（viscosity）：流体在外力作用下质点间相对运动而产生的阻力；•变形（deformation）：对某一物体施加压力时，其内部各部分的形状和体积发生变化的过程；•应力（stress）：对固体施加外力，固体内部存在一种与外力相对抗的内力而使固体保持原状，此时单位面积上存在的内力称为应力；•弹性（elasticity）：物体在外力作用下发生变形，当外力解除后恢复到原来的形状的性质；•塑性（plasticity）：当外力消除后不能恢复到原有的形状的性质；•弹性变形（elastic deformation）：可逆的形状变化；•塑性变形（plastic deformation）：非可逆的形状变化；•屈服值S0（yield value）：能引起变形或流动的最小应力称为屈服值；•剪切应变（shearing strain）和剪切应力（shearing stress）：固定固体立方体地面，当对顶部A沿切线方向施加压力F时，物体以一定速度v发生变形。

这种变形称为剪切应变（shearing strain）γ。

单位面积上的作用力F/A称为剪切应力（shearing stress）S。

•理想固体中，剪切应力与剪切应变之间符合：胡可定律：S=γG，式中，S为剪切应力；γ为剪切应变；G为剪切模量（shearing module：指单位剪切应变所需要的剪切应力）•对液体：受剪切力F作用即流动，是不可逆过程。

对于理想液体，S与D成正比，即牛顿粘性定律。

流变学，指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和（或）流动的物理力学。

乳剂在制备和使用过程中往往会受到各种剪切力的影响。

在使用和制备条件下乳剂的特性是否适宜，主要由制剂的流动性决定。

例如，为了使皮肤科用的制剂或化妆品达到其质量标准，必须调节和控制好制剂的铺展性。

另外，为了使注射用乳剂容易通过注射用针头，或使乳剂的特性适合于工业化生产工艺的需要，掌握制剂处方对乳剂流动性的影响非常重要。

乳剂中除了被稀释成很稀的溶液以外，大部分乳剂表现为非牛顿流动，因此，对其数据的处理或不同。

制剂间进行定量比较非常困难。

在这里主要对分散相、连续相以及乳化剂对粘性的影响加以说明。

与分散相相关的主要因素有相的体积比、粒度分布、内相固有的粘度等，如分散相体积比相对较低（0.05以下）时，其系统表现为牛顿流动；随着体积比增加，系统的流动性下降，表现为假塑性流动；而体积比较高时，转变为塑性流动；如体积比接近0.74时产生相转移，粘度显著增大，而且平均粒径变小。

粒径较大时，在同样的平均粒径条件下，粒度分布宽的系统比粒度分布狭的系统粘度低。

剪切速度增大时粘度减少，是由于液滴间的距离增大而导致。

乳化剂的类型会影响粒子的絮凝作用和粒子间的引力，从而改变其流动性。

在任何系统，乳化剂的浓度越高，制剂的粘度越大。

连续相的粘度是影响流动性的主要因素之一。

另外，膜的物理学特性和电学性质也是影响乳剂粘性的重要因素之一。

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简述流变学在药剂学中的应用
流变学在药剂学中的应用主要体现在以下几个方面：
1. 剂型设计：流变学理论被用来评价混悬剂、乳剂、半固体制剂等剂型的设计和处方组成。

例如，制备医疗和化妆品用的雪花膏、糊剂、洗涤剂等时，需要调整适当的稠度和润滑性，使其制剂达到良好的重现性。

2. 药物释放：流变学在药物制剂的释放过程中也起到了关键的作用。

例如，对于一些需要局部治疗的药物，如何设计一种能在特定部位持续释放药物的制剂是非常重要的。

流变学理论可以用来理解和控制药物的释放过程。

3. 制剂的质量控制：通过测量制剂的流变性质，如黏性、弹性、硬度、粘弹性、屈服性等，可以评估其物理稳定性、可挤出性等关键质量指标，从而进行质量控制。

4. 设备选择：在制备不同剂型的制剂时，需要根据制剂的流变性质选择合适的设备。

若设备选择不当，可能无法得到满意的效果。

5. 表面活性剂的优化选择：表面活性剂是许多药剂的重要组成部分，其流变学性质与药剂的稳定性、释放性能等密切相关。

因此，流变学也被用于优化选择表面活性剂。

总的来说，流变学在药剂学中的应用广泛而重要，主要涉及制剂的设计、制备、质量控制以及药物释放等多个方面。

药剂学第六章流变学基础第六章流变学基础第一节概述一、变形与流动1、变形：是指对某一物体施加压力时，其内部各部分的形状与体积发生变化的过程2、应力（stress）：对固体施加外力，固体内部产生与之对抗的内力使固体保持原状，此时单位面积上存在的力3、弹性（elasticity）：物体在外力作用下发生变形，接触外力后恢复到原来状态的性质4、黏性（viscosity）:流体在外力作用下质点间相对运动产生的阻力二、剪切应力和剪切速率三、黏弹性（viscoelasticity）：是指物体具有黏性与弹性的双重特性第二节流体的基本性质一、牛顿流体1、关系：流体内部的剪切应力与垂直于流体运动方向的速度梯度成正比2、流动活化能：是指液体开始流动所需施加的能量二、非牛顿流体（一）塑性流体1、塑性流体：当剪切应力较小时，物体不流动，只发生弹性变形，当剪切应力超过某一限度时，物体发生永久变形，表现出可塑性，呈现塑性流动2、产生塑性流动的原因：静止时粒子成网状结构，当应力超过屈服值时导致网状被破坏，开始流动（二）假塑性流体：只要施加上小的切应力就发生流动，没有屈服值（三）胀性流体1、切变稠化：物体对流动的阻力随剪切应力增大而增大，及搅拌时表观黏度增大，搅拌越快越显稠2、切变稠化原因：搅动时破坏了致密排列的粒子，粒子间没有水的滑动作用，黏性阻力骤然增大，失去了流动性3、满足条件：粒子必须是分散的，分散相浓度较高且在一个狭小的范围内（四）触变性1、触变性（thixotropy）：体系在搅拌时为流体，停止搅拌后逐渐变稠甚至凝胶，而不是立即恢复到搅拌前的状态，期间有一个时间过程，而且这一过程是反复可逆进行2、机制：随剪切应力增加，粒子间形成的结构受到破坏，黏性减小；撤掉剪切应力时，粒子依靠布朗运动到一定几何位置，恢复到原来的结构，这一过程需要时间，因而表现出度时间的依赖性第三节流变性的测定方法一、黏度的测定（一）黏度的表示方法：绝度黏度、动力黏度、增比黏度、比浓黏度、特性黏度（二）影响黏度的因素：温度、压力、分散相、分散介质（三）黏度测量仪器1、毛细管黏度计：依据液体在毛细管中的流出速度测量液体黏度2、旋转式黏度计：根据旋转过程中作用于液体液体介质的剪切应力大小进行测定3、落球式黏度计：不适合触变性流体二、稠度的测定1、插度计：在一定温度下，将插度计中150g金属椎体的锥尖放在供试品表面，以插入深度评定供试品稠度2、平行板黏度计：主要用来测定软膏的涂展性，将样品夹在平行板之间，施加一定压力，样品横向扩散，依据扩散度评价其涂展性第四节流变学在药剂学中的应用一、药物制剂的流变性质（一）稳定性（二）可挤出性（三）涂展性（四）通针性（五）滞留性（六）控释性二、药物制剂的流变性质对不同制剂制备方法的影响三、药物制剂的流变性质对生产工艺的影响（一）工艺过程放大（二）混合作用四、心理流变学1、根据软膏剂流变学性质分类（1）产品较柔软，主要用于眼部（2）中等稠度的一般性药用软膏（3）用于渗出性糜烂性皮炎保护性产品。

简述流变学在药剂学中的应用
流变学是一门研究物质在变形或流动过程中应力和应变关系的科学，它在药剂学中的应用主要体现在以下几个方面：
1. 药物传递系统设计：通过考虑药物的粘弹性质和溶剂化状态，可以优化药物传递系统的设计和性能。

例如，缓释制剂可以通过控制材料的弹性、黏性和应力敏感性来实现；乳剂型液体制剂可以提高药物的溶解度和稳定性，减少药物的挥发和分解。

2. 固体剂型制备工艺的改进：通过对现有剂型的流变性进行研究，可以优化生产过程并提高产品质量。

例如，颗粒剂的生产中可以使用流变技术来改善物料混合和压制过程中的流动性。

3. 生物材料的研究与开发：流变学在生物医用材料如人工关节、植入物等领域的应用也越来越广泛。

这些材料需要具有良好的生物相容性、力学性能和组织适应性等特性，而通过流变学的研究可以为这些材料的开发和优化提供重要的理论指导。

4. 口服固体制剂的研究：流变学可以帮助我们理解口服固体制剂在胃内如何变形以实现最佳释放效果，从而为新型口服给药系统的研发提供理论基础。

5. 在凝胶滴丸方面的应用：对于一些易氧化的药物或者对光不稳定的药物，通过选择合适的基质和成型工艺将药物包裹于基质中制成肠溶包衣或缓控释制剂可保护药物不受破坏并能发挥其最大疗效。

利用流变学原理制成的凝胶软材可作为基质使用，制得的滴丸具有优良的稳定性和释药性能。

总的来说，流变学在药剂学中的应用有助于解决传统制剂设计中存在的问题，并为新剂型的研发提供了新的思路和方法。