引言

在軟膠囊的力學(xué)性能評(píng)價(jià)中，硬度、彈性回復(fù)率和破裂力是三個(gè)最常被提及的核心指標(biāo)。然而，在TPA（Texture Profile Analysis，質(zhì)地多面剖析法）測(cè)試產(chǎn)生的完整力-時(shí)間曲線上，還蘊(yùn)藏著兩個(gè)同樣重要、卻常被忽視的衍生參數(shù)——內(nèi)聚性（Cohesiveness） 和粘附性（Adhesiveness）。

2025年版《中國(guó)藥典》的實(shí)施，將軟膠囊質(zhì)量控制從“外觀合格”推向了“性能量化”的新階段。TPA全質(zhì)構(gòu)分析通過(guò)兩次壓縮模擬口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)，一次測(cè)試可同時(shí)獲取硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性、咀嚼性等多項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)。其中，內(nèi)聚性反映囊殼內(nèi)部明膠分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合強(qiáng)度，粘附性反映囊殼表面的粘著特性——這兩個(gè)參數(shù)直接關(guān)系到膠囊在口腔中的“整體感”和“粘牙感”，是連接儀器力學(xué)數(shù)據(jù)與患者主觀體驗(yàn)的關(guān)鍵橋梁。

本文將聚焦這兩個(gè)TPA衍生參數(shù)，從力學(xué)定義、計(jì)算公式、工程意義和質(zhì)控應(yīng)用四個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)解析。

一、內(nèi)聚性：囊殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“結(jié)合力密碼”

1. 力學(xué)定義與計(jì)算公式

內(nèi)聚性（Cohesiveness） 被定義為第二次壓縮的用功面積（A?）除以第一次壓縮的用功面積（A?）的商值。計(jì)算公式為：

內(nèi)聚性 = A? / A?

在TPA曲線中，A?代表第一次壓縮過(guò)程中探頭對(duì)樣品所做的正功（力-位移曲線正峰面積），A?代表第二次壓縮過(guò)程中探頭對(duì)樣品所做的正功。兩者的比值反映了樣品在第一次壓縮破壞后，再次抵抗壓縮的相對(duì)能力。

從物理本質(zhì)上看，內(nèi)聚性表征的是樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合強(qiáng)度——內(nèi)聚性高的樣品，在第一次壓縮后仍能保持結(jié)構(gòu)的相對(duì)完整性，第二次壓縮時(shí)仍需較大的力才能使其變形；內(nèi)聚性低的樣品，第一次壓縮后結(jié)構(gòu)已基本破壞，第二次壓縮時(shí)幾乎不產(chǎn)生阻力。

2. 內(nèi)聚性對(duì)軟膠囊品質(zhì)的意義

對(duì)于軟膠囊囊殼而言，內(nèi)聚性反映的是明膠分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密程度和結(jié)合強(qiáng)度。內(nèi)聚性高的軟膠囊，囊殼結(jié)構(gòu)致密、整體感強(qiáng)，在口腔中咀嚼時(shí)不易散開(kāi)或碎裂成小塊；內(nèi)聚性低的軟膠囊，囊殼結(jié)構(gòu)松散，咬下去容易“散架”，給患者帶來(lái)不舒適的服用體驗(yàn)。

在TPA測(cè)試的多次平行試驗(yàn)中，如果內(nèi)聚性數(shù)據(jù)高度一致，說(shuō)明該批次囊殼的明膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)均勻穩(wěn)定；如果內(nèi)聚性波動(dòng)較大，則提示囊殼內(nèi)部可能存在交聯(lián)不均勻、局部薄弱等問(wèn)題。

3. 內(nèi)聚性與咀嚼性的關(guān)系

內(nèi)聚性是咀嚼性（Chewiness）計(jì)算的必要參數(shù)。咀嚼性的計(jì)算公式為：

咀嚼性 = 硬度 × 彈性 × 內(nèi)聚性

因此，內(nèi)聚性的準(zhǔn)確獲取，直接影響咀嚼性評(píng)價(jià)的可靠性。對(duì)于需要開(kāi)發(fā)“可咀嚼軟膠囊”產(chǎn)品的企業(yè)而言，內(nèi)聚性是配方開(kāi)發(fā)中必須精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵參數(shù)。

二、粘附性：囊殼表面的“粘著性指標(biāo)”

1. 力學(xué)定義與計(jì)算公式

粘附性（Adhesiveness） 被定義為第一次壓縮曲線從達(dá)到零點(diǎn)到第二次壓縮曲線開(kāi)始之間的負(fù)面積（A?） 。在TPA曲線上，當(dāng)探頭完成第一次壓縮后返回時(shí)，如果囊殼表面具有粘性，探頭與樣品之間會(huì)產(chǎn)生吸引力，使探頭在返回過(guò)程中仍受到一個(gè)向下的拉力——這一拉力在力-時(shí)間曲線上表現(xiàn)為負(fù)值區(qū)域。

粘附性的物理含義是：克服探頭表面與樣品表面之間的吸引力所需的功。在食品領(lǐng)域，粘附性可以解釋為“黏牙性口感”；在軟膠囊領(lǐng)域，粘附性反映的是囊殼表面在受壓后是否容易粘附在口腔黏膜或食道壁上。

2. 粘附性對(duì)軟膠囊品質(zhì)的意義

粘附性直接關(guān)系到患者的服用體驗(yàn)：

• 粘附性過(guò)高：囊殼表面在口腔中容易粘附在牙齒、上顎或食道壁上，給患者帶來(lái)“粘牙”“卡喉”的不適感，尤其對(duì)于吞咽功能較弱的老年患者，粘附性過(guò)高可能增加服藥風(fēng)險(xiǎn)。

• 粘附性過(guò)低：囊殼表面過(guò)于光滑，雖然吞咽順暢，但在某些需要“粘附定位”的劑型（如口腔粘貼片）中，粘附性不足可能導(dǎo)致藥物無(wú)法在目標(biāo)部位停留。

此外，粘附性還與軟膠囊的儲(chǔ)存穩(wěn)定性密切相關(guān)。粘附性過(guò)高的軟膠囊在瓶裝儲(chǔ)存中容易相互粘連，導(dǎo)致取藥困難或膠囊破損。

3. 粘附性與明膠配方的關(guān)聯(lián)

粘附性高度依賴于明膠的濃度和增塑劑的配比。研究表明，隨著明膠濃度的增加，粘附性呈上升趨勢(shì)——明膠分子鏈上的極性基團(tuán)提供了更多的粘附位點(diǎn)。當(dāng)甘油（增塑劑）比例增加時(shí)，囊殼表面更柔軟，粘附性也可能發(fā)生變化。因此，粘附性可以作為配方優(yōu)化的重要反饋指標(biāo)。

三、內(nèi)聚性與粘附性的測(cè)試方法

1. TPA測(cè)試參數(shù)設(shè)置

獲取準(zhǔn)確的內(nèi)聚性和粘附性數(shù)據(jù)，需要標(biāo)準(zhǔn)的TPA測(cè)試條件。典型的軟膠囊TPA測(cè)試參數(shù)如下：

2. 曲線區(qū)域的準(zhǔn)確劃分

內(nèi)聚性和粘附性的計(jì)算，依賴于TPA曲線上特定區(qū)域的準(zhǔn)確劃分：

• A?（第一次壓縮正面積） ：第一次壓縮過(guò)程中力值大于零的區(qū)域，代表第一次壓縮所做的正功

• A?（第二次壓縮正面積） ：第二次壓縮過(guò)程中力值大于零的區(qū)域，代表第二次壓縮所做的正功

• A?（負(fù)峰面積） ：第一次壓縮結(jié)束后探頭返回過(guò)程中，力值小于零的區(qū)域，代表粘附性所做的功

現(xiàn)代質(zhì)構(gòu)儀的分析軟件能夠自動(dòng)識(shí)別這些區(qū)域并計(jì)算相應(yīng)參數(shù)，但操作人員需要確認(rèn)軟件是否正確劃分了壓縮起止點(diǎn)，避免因觸發(fā)點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤導(dǎo)致面積計(jì)算偏差。

3. 測(cè)試注意事項(xiàng)

樣品制備的一致性：內(nèi)聚性和粘附性對(duì)囊殼的表面狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度敏感。建議測(cè)試前將軟膠囊在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（23℃±2℃、50%±5%RH）中平衡不少于24小時(shí)。

平行樣數(shù)量：建議每個(gè)批次至少測(cè)試3-5粒膠囊，取平均值以減少個(gè)體差異的影響。

曲線形態(tài)的檢查：在提取內(nèi)聚性和粘附性數(shù)據(jù)前，應(yīng)檢查力-時(shí)間曲線是否正?！€應(yīng)平滑、無(wú)異常波動(dòng)。如果曲線出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)，可能提示囊殼內(nèi)部存在氣泡或缺陷，此時(shí)計(jì)算出的內(nèi)聚性和粘附性數(shù)據(jù)可靠性存疑。

四、兩個(gè)參數(shù)的臨床與工程意義

1. 內(nèi)聚性：從“結(jié)構(gòu)完整”到“服用體驗(yàn)”

內(nèi)聚性高的軟膠囊在口腔中能保持結(jié)構(gòu)的整體性，咀嚼時(shí)不易散開(kāi)成小塊，避免了“碎屑卡喉”的不適感。對(duì)于兒童和老年患者群體而言，內(nèi)聚性適中的軟膠囊既能提供良好的吞咽體驗(yàn)，又能避免因結(jié)構(gòu)松散導(dǎo)致的碎裂風(fēng)險(xiǎn)。

2. 粘附性：從“不粘牙”到“不粘連”

粘附性在軟膠囊的質(zhì)量控制中具有雙重意義：在患者服用層面，粘附性應(yīng)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，避免過(guò)高的粘附性導(dǎo)致“粘牙”“粘喉”的不適感；在儲(chǔ)存穩(wěn)定性層面，粘附性過(guò)高的軟膠囊在瓶裝或泡罩包裝中容易相互粘連，影響產(chǎn)品的外觀和取用便利性。

3. 兩個(gè)參數(shù)的協(xié)同評(píng)價(jià)

內(nèi)聚性和粘附性并非孤立指標(biāo)，它們與硬度、彈性共同構(gòu)成了軟膠囊力學(xué)性能的完整評(píng)價(jià)體系。硬度反映“抗變形能力”，彈性反映“回彈能力”，內(nèi)聚性反映“結(jié)構(gòu)結(jié)合強(qiáng)度”，粘附性反映“表面粘著特性”——四者結(jié)合，才能全面刻畫(huà)一粒軟膠囊的力學(xué)“性格”。

五、西奧機(jī)電的軟膠囊TPA全質(zhì)構(gòu)分析解決方案

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）的CHT系列軟膠囊TPA全質(zhì)構(gòu)分析儀，嚴(yán)格遵循2025版《中國(guó)藥典》CP 0123《膠囊劑通則》及四部通則0634《凝膠強(qiáng)度測(cè)定法》設(shè)計(jì)，為軟膠囊內(nèi)聚性和粘附性的精準(zhǔn)獲取提供了完整的解決方案。

TPA全質(zhì)構(gòu)分析能力：CHT系列通過(guò)TPA全質(zhì)構(gòu)分析模式，模擬口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)對(duì)軟膠囊進(jìn)行兩次壓縮，一次測(cè)試即可同步獲取硬度、彈性回復(fù)率、內(nèi)聚性、粘附性、咀嚼性、回復(fù)性等全維度質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

內(nèi)聚性與粘附性的自動(dòng)計(jì)算：儀器軟件自動(dòng)識(shí)別TPA曲線上的A?、A?、A?等特征區(qū)域，自動(dòng)計(jì)算內(nèi)聚性（A?/A?）和粘附性（負(fù)峰面積A?），無(wú)需人工手動(dòng)計(jì)算，消除了人為計(jì)算誤差。

高精度力學(xué)測(cè)量：采用PLC工業(yè)控制系統(tǒng)與高精密滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，測(cè)試范圍0-200N，檢測(cè)精度0.5%F.S.，位移精度0.01mm。高精度的力值數(shù)據(jù)采集，確保了A?、A?、A?面積計(jì)算的準(zhǔn)確性——面積計(jì)算的精度直接依賴于力值曲線的平滑度和數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度。

力-位移曲線實(shí)時(shí)顯示：測(cè)試過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示力-時(shí)間曲線，操作人員可直觀檢查曲線形態(tài)是否正常，確認(rèn)A?、A?、A?區(qū)域的劃分是否合理。7英寸HMI人機(jī)界面觸摸屏，操作直觀便捷。

數(shù)據(jù)合規(guī)與可追溯：支持多級(jí)用戶權(quán)限管理及審計(jì)追蹤功能，測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)，滿足GMP及FDA 21 CFR Part 11的數(shù)據(jù)完整性要求。

六、結(jié)語(yǔ)

在軟膠囊的TPA測(cè)試中，硬度、彈性回復(fù)率和破裂力固然重要，但內(nèi)聚性和粘附性這兩個(gè)衍生參數(shù)同樣不可忽視。

內(nèi)聚性（A?/A?） 回答的是“囊殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊不緊”——它反映了明膠分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合強(qiáng)度，決定了軟膠囊在口腔中咀嚼時(shí)是否“整體感強(qiáng)、不易散開(kāi)”。粘附性（負(fù)峰面積A?） 回答的是“囊殼表面粘不粘”——它反映了囊殼表面在受壓后是否容易粘附在口腔黏膜或相鄰膠囊上，決定了患者的“不粘牙”體驗(yàn)和產(chǎn)品儲(chǔ)存中的“不粘連”穩(wěn)定性。

從TPA曲線中提取這兩個(gè)參數(shù)，不僅是藥典合規(guī)的要求，更是從“測(cè)硬度”升級(jí)到“評(píng)口感”的關(guān)鍵一步。濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）CHT系列軟膠囊TPA全質(zhì)構(gòu)分析儀，以TPA全質(zhì)構(gòu)分析、內(nèi)聚性與粘附性自動(dòng)計(jì)算、高精度力學(xué)測(cè)量、數(shù)據(jù)合規(guī)與審計(jì)追蹤為核心優(yōu)勢(shì)，助力制藥及保健品企業(yè)以精準(zhǔn)的量化數(shù)據(jù)全面評(píng)價(jià)軟膠囊的力學(xué)“性格”，從容應(yīng)對(duì)2025版藥典對(duì)軟膠囊物理性能的量化新要求。