RESS过程中颗粒形态控制及传递特性的研究

超临界流体快速膨胀(Rapid Expansion of Supercritical Solution，简称RESS)法是一项近十年来发展起来的超细粒子和微胶囊的制备技术，可用于制备极性和非极性难溶物质的超细粒子，已在无机物、有机物、高分子聚合物、含能材料、生化药物、催化剂等领域得到广泛的研究，展示了诱人的应用前景。本研究项目基于计算流体力学方法，建立描述RESS过程中超临界流体的传递模型以及颗粒生长模型；研究 RESS过程的温度场、流场以及颗粒的生长机理，考察RESS过程的流体流动和混合对粒子大小及分布和颗粒形态的影响，从而获得溶质浓度、快速膨胀前后的压力、温度以及喷嘴结构等操作参数对颗粒大小、分布和颗粒形态的影响规律，掌握RESS过程的粒子的大小及分布与颗粒形态的控制方法，为RESS过程中关键设备喷嘴设计提供理论依据。

超临界流体快速膨胀法(RESS)是近年来迅速发展的一种超临界流体纳米制粒技术，以其无溶剂残留、无毒、无污染、操作条件温和以及低能耗的优点，成为超细粒子制备研究的热点。项目通过对超临界流体快速膨胀法（RESS）喷嘴内流体流动的研究与分析，建立了喷嘴内超临界流体流动数学模型，对喷嘴内流场和温度场进行模拟，探讨了流动过程中超临界流体(SCF)特性的变化规律。由于难溶固体药物的药学性能受粒子尺寸及生物学形态的重要影响，粒径更小，比表面积更大的药物粒子的生物利用度更高，本项目主要选择以难溶固体药物为研究对象，系统研究了RESS法制备超细药物粒子的过程。通过经验的模型和热力学模型研究了一系列难溶底物在SCF中的溶解，找到了不同底物溶解度的规律。基于RESS过程数学模型和溶解度有关规律设计了四种难溶药物超细粒子的制备方案，成功制备了相应的超细粒子。实验结果与模型模拟能较好地吻合，验证了模型的可靠性。研究成果为RESS制备超细药物粒子等各种超细固体粒子过程的工业化应用提供了重要的理论基础。同时也为RESS技术应用于其他一些重要领域如中草药易挥发活性成分提取等提供了拓展空间。