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本综述聚焦热熔挤出（HME）这一制药领域关键技术，系统阐述药物 - 聚合物体系流变特性（剪切变稀、粘弹性等）及相关模型，探讨其在配方辅料选择、工艺参数设计、工艺放大与建模中的应用，展望与连续制造、3D 打印等技术结合的潜力。
热熔挤出技术与流变学的深度关联
热熔挤出（HME）作为制药行业开发新型药物递送系统的关键制造方法，凭借无溶剂、操作简便、可实现一步成型及连续加工等优势备受关注。其核心在于将药物与辅料在高温下混合形成挤出产品，适用于固体分散体、缓释制剂等多种剂型，尤其对改善难溶性药物的溶解度和释放特性效果显著。然而，该过程涉及材料特性、螺杆组件、转速、加工温度等复杂工艺参数，而流变学在其中扮演着决定性角色，从聚合材料选择、配方设计到工艺参数优化，均直接影响最终产品的质量与性能。
聚合物材料的流变特性解析
在 HME 过程中，涉及的聚合物材料、药物及辅料体系的流变特性主要表现为粘度、弹性和粘弹性的综合作用。聚合物高温熔融后呈现典型的非牛顿流体特性，具有粘弹性和剪切变稀现象。熔体粘度对物料输送与混合至关重要：粘度过高会导致机器扭矩升高（超出机械承载能力），物料停留时间延长，可能引发药物与聚合物降解；而聚合物熔体的粘弹性则可能导致流动停止后的应力松弛和挤出物膨胀。因此，掌握药物 - 聚合物熔融混合物的流变规律，可用于判断其混溶性 / 溶解性，指导 HME 工艺开发与优化，调控固体分散体的质量与稳定性。
流变学的基础理论与应用维度
流变学研究物质在受力下的变形与流动行为。在药物、聚合物及复合体系的热熔挤出中，其流变特性通常表现为剪切变稀、粘弹性和时温叠加效应。药物与聚合物的相容性直接影响制剂产品的稳定性，固体分散体的物理稳定性取决于药物在聚合物中的混溶性、溶解度及其分子间相互作用，包括范德华力、离子相互作用、偶极 - 偶极相互作用、氢键和卤素键等。
材料特性（如原料药（API）形态、晶体结构、增塑剂含量）的流变行为通过停留时间分布（RTD）、扭矩和混合物均匀性显著影响挤出动力学，这些依赖于材料的流动特性直接关系到关键工艺参数（料筒温度曲线、螺杆转速、进料量）的优化，而这些参数共同决定了制剂性能。
流变学与先进制造技术的融合展望
过程分析技术（PAT）作为一种非侵入式传感技术，可在物料加工过程中收集实时数据，成为制药质量控制的工具，增强对制药生产过程的理解与控制，确保最终产品质量满足连续生产目标。多种技术已被用于监测挤出过程中的性能。
当前，已有超 40 种采用 HME 技术制备的药物通过 FDA 批准（截至 2025 年 1 月），涵盖片剂、胶囊、植入剂等剂型，高分子量聚合物是获批药物中最常用的载体，如聚（乙烯吡咯烷酮）/ 乙酸乙烯酯共聚物（PVP/VA64）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、羟丙基甲基纤维素乙酸酯等。
结论
HME 凭借无溶剂加工、操作简便及连续生产能力，成为制药领域制备新型药物递送系统的关键技术。流变学作为研究物质流动与变形的科学，在 HME 研究中具有重要应用价值，可用于判断药物与材料的相容性、挤出可行性及制剂稳定性。因此，深入研究药物 - 聚合物体系的流变特性，对于推动 HME 技术在药物开发中的应用、提升制剂质量具有重要意义。未来，随着与连续制造、熔融沉积建模 3D 打印、机器学习等技术的融合，流变学有望进一步赋能 HME 药物研发，发挥更大作用。
