二氧化硅（沉淀法）在药物制剂中的应用技术综述

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：

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：

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.