微晶纤维素（Microcrystalline cellulose，MCC）具有易吸水润胀、健康无毒、生物相容性好等特性，是替代老三样“糊精、淀粉和蔗糖”的一种新型药用辅料，市场需求量不断增大。传统MCC制备主要采用盐酸法，存在溶解回收难、污染较大的问题。低共熔溶剂（DES）作为一种新型溶剂体系，具有低熔点、绿色环保、易再生回用等优势，在木质纤维素组分分离和转化中显示出巨大的应用潜力。本研究探讨了不同DES体系对纤维素的解聚作用，以期为MCC的制备提供一种新的绿色途径。

　　图文导读

　　采用氯化胆碱/甲酸（ChCl/FA）、氯化胆碱/草酸（ChCl/OA）、氯化胆碱/柠檬酸（ChCl/CA）3种低共熔溶剂（DES）处理杨木溶解浆，结合球磨后处理制备MCC，探讨了不同DES体系下时间、温度对MCC聚合度、粒径等性能的影响；并以布洛芬为模型药物，将MCC作为药用辅料填充在布洛芬片中，研究了MCC粒径及用量对片剂崩解时间、累积释放率等性能的影响。制备流程简图如图1所示。

图1 MCC及片剂制备示意图

　　2.1 MCC基本性能表征

　　在同等温度、时间处理条件下，ChCl/OA体系的处理能力最强，所得MCC的聚合度最低，ChCl/FA体系的处理能力最弱，MCC的聚合度最高（表1）。同时，提高反应温度或延长反应时间能有效促进水解纤维素中的无定形区，使纤维素的聚合度降低。

表1 MCC的制备条件、聚合度与得率

　　注：表中样品编号F80T60，表示采用ChCl/FA处理，温度80 ℃，时间60 min；其他依次类推，其中O表示ChCl/OA溶剂；C表示ChCl/CA溶剂。

　　对于ChCl/FA和ChCl/CA体系，当反应温度提高或者反应时间延长，MCC粒径分布曲线有明显向左移动的趋势，意味着MCC的粒径逐渐减小（图2）。传统盐酸法制备的H-MCC的粒径为22.8 μm，而O80T60的粒径与其接近为25.3 μm，这证明了ChCl/OA体系在更温和的反应条件下就能达到强酸体系的处理效果。

图2 MCC的粒径分布图

　　从图3可知，溶解浆原料纤维细长扁平，而经过DES和球磨处理的MCC更加粗壮立体，表面有剥离撕裂的痕迹，呈现短棒状和颗粒状，有利于提升颗粒的流动性。一般来说，休止角越小，代表粉体的流动性更好，更适合作为药物片剂的填充剂。其中，F100T60的粒径最大，休止角最小，流动性最好；O100T60的粒径最小，休止角最大，流动性最差。由此可知，粉体的流动性与粒径呈负相关。

图3 MCC的形貌（左图）及休止角（右图）

　　2.2 MCC对片剂应用性能的影响

　　图4为MCC粒径对片剂性能影响。片剂崩解时间的长短可以衡量片剂在体内分解成碎片，从而让活性药物释放出来的快慢程度；崩解时间越短，药物就能更快的在体内释放。F100T60作为填充剂时的崩解时间最短为190 s，累积释放率最高可达80%以上。同时，F100T60制成的片剂具有较高的硬度和抗张强度，能够避免片剂在运输过程中的破裂。

图4 MCC粒径对片剂性能的影响

　　图5为MCC用量对片剂性能影响。随MCC用量的增大，片剂的崩解度和累积释放率逐渐下降，而片剂的硬度和抗张强度显著增大。硬度增大有利于维持片剂的外形，但也会导致崩解时限增长及药物溶出困难。实验中发现，当片剂中MCC用量为0时，片剂多出现龟裂现象，难以成形；当MCC用量为17.5%时，片剂崩解时间短，累积释放率较高，但片剂硬度低于50 N；当MCC用量≥52.5%时，片剂崩解时间过长，累积释放率过低。故最终选择35%作为MCC的填充量。

图5 MCC用量对片剂性能影响

　　研究结论

　　3种DES溶剂中，ChCl/OA体系处理效果最强；提升反应体系的温度或延长时间，都会使MCC的聚合度降低。MCC的粒径越大，休止角越小，流动性越好，所制备的片剂崩解时间更短、累积释放率更高；MCC的粒径越小，片剂粘合更加紧密，所得片剂的硬度和抗张强度越高。提高MCC用量，片剂力学性能提高，但过量也会导致片剂溶出困难；当MCC用量为35%时，此时片剂填充效果好，具有较高的硬度和抗张强度。

　　论文信息

　　陈彤,李军,徐峻,等.低共熔溶剂结合球磨工艺制备MCC及其在片剂中的应用性能研究[J].中国造纸,2023,42(5):126-133.

　　CHEN Tong, LI Jun,  XU Jun, et al. Preparation of Microcrystalline Cellulose by Deep Eutectic Solvent Combined with Ball Milling Process and Its Application in Tablets[J].China Pulp & Paper,2023,42(5):126-133.