制药工艺中冷冻干燥技术的应用研究

制药工艺中冷冻干燥技术的应用研究

满勇

哈尔滨派斯菲科生物制药有限公司 ， 黑龙江省哈尔滨市 ， 150001

摘要：随着社会主义新时代的不断发展，各种传统的技艺都被历史的浪潮所淹没，取而代之的是高新科技，它被广泛应用于社会各界各个领域。比如冷冻干燥技术，经过技术的一次次革新，现在广泛应用于生物制药领域，而且是最有效的冷冻方法，这项技术的运用极大地解决了药物储存问题，成本问题，药效问题等一系列长久以来不能根本解决的问题，可以说这项技术逐渐被人们重视。本文就针对冷冻干燥技术在制药工艺上的应用进行研究。

关键词：冷冻干燥技术；制药工艺；应用

引言

冷冻干燥技术的起源来自于60年代，那时的人们为了将食物更好保存以供使用，发现了这项技术，这是人类文明进步的体现。如今这项技术已经日趋成熟，冷冻干燥措施被普遍使用，它能使药品在性质不变、性能不变的情况下完成。它有效地帮助了制药工艺在发展存储方面的完善措施同时也对制药工艺的研究得到了研究意义。在药品以及生物制品使用冷冻干燥设备要提升主动性的牢靠性，更一步提升消毒灭菌的性能。冷冻干燥措施能够有效的确保生物性能，所以，这项措施肯定能够有更加广阔的发展前景。

1冷冻干燥技术的原理与特点

1.1冷冻干燥技术的原理

冷冻干燥技术又称升华干燥，将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸汽从而除去的干燥方法。该项技术目前在国内的主体大致分为两个：升华干燥仓和速冻库。其基本原理是在低温低压下传热传质的机理。升华干燥仓主要采用卧式圆筒，中间有多层加热板，仓内两侧或者后端或仓外设置有冷阱，并且配备有多种系统，物料经先期处理后通过天轨送入速冻库，再送入干燥仓，最终送入处理车间。

1.2冷冻干燥技术对药品的影响因素

冷冻干燥技术的运用不仅推动了制药工艺更好的发展，还让药品的药效可以保存的更好。制药过程中任何一个环节的失误都可能严重影响药品的品质，比如：在真空压缩阶段，任何一个细小的误差都会对药物的存储有着严重影响，这项技术本就是一项细致入微的工作，在应用过程中本身就是对冷冻干燥技术的打磨和考验，只有在不断的推广应用中，才能让技术越来越成熟。

2冷冻干燥技术在制药中的应用

冷冻干燥技术在制药中有多个环节组成，现要将药品溶液进行速冻，后在真空环境下升华干燥，去除其中杂质，解析干燥去除药品中的结合水，最后才能得到干制品。

2.1 产品预冻

这个环节在整个过程中极为重要，对于温度、时间、真空度的把控要求到极致，不然很容易产生质量问题。预冻的时间最好设置在0.5-2h左右即可完全冻干，时间过短产品不能完全冻干，时间过长产品不能达到恒温效果；其次严格控制温度，温度过高产品不完全冻结，造成下个环节出现一些不可逆变化，温度过低则会影响成型，导致浪费资源。

2.1.1配置预冻液

预冻液是通常我们在对药物进行冷冻处理之前所配置的液体，液体中还会加入一些特定的物质，在保证液体的稳定性的同时增加美感度，让其外形更加美观。然而在制药过程中基本都是用固定的容器对其直接冷冻，而后再研制成粉末状。

2.1.2冷冻预冻液。

这个过程是为了确保药效，通过水的升华的方式从而保证药效。因为预冻液中偶尔会加入一些特定的物质，所以在进行冷冻处理的时候也要用一些特定的方式进行冷冻，盛放它的容器也应该根据不同的需求放置在不同的器皿中，有些时候根据情况也可用些西林瓶等其他装置来放置。

2.2 干燥处理

干燥处理是将物料中的冰进行升华，而且要同时保证冰不会融化，这个步骤是冻干的主要过程。制药的过程中我们一般分为两个阶段进行干燥处理，先是启动设备加热到足够的温度以确保有足够的热能将冻干装置中的药料在这个阶段去除所有冷冻水，第二阶段将上个阶段没有被处理的水分进行再处理。

2.2.1控制干燥温度

这里我们首先要了解下共熔点，所谓的共熔点温度就是溶液完全冻结固化的最高温度，对于溶液来说就是融化点的开始。了解了这个特性，控制干燥的过程要将温度控制在共熔点以下2-5℃，这样不仅应对不同的产品，提高稳定性，还能大大地缩短生产周期。

2.2.2控制升华干燥

真空度的控制一般都在15-30Pa范围内，因为一个适宜的真空度不仅能促进热量的传递和水分子的扩散，还可以降低升华速率，提高稳定性，缩短生产周期。

3 影响药品冷冻干燥技术的因素

3.1 药品准备阶段

工欲善其事必先利其器，制药工作的准备阶段，原材料左右着产品的质量和效果。管理人员在原材料的挑选期间应当按照相关技术标准，并根据企业的管理体系层层把关，并进行检测，一些来路不明的原材料必须查清来源，确保进入生产区域的原材料都是优质的原料；其次对于供应商的调查也不能流于形式，更不能一经使用就不管不顾，要定期对其作出分析调查，并且要优中选优，对比多家原材料企业后选出物美价廉的材料；最后在材料加工之前，要将材料本身的特性进行分类，并做好记录，建立台账，为后续工作打下基础。

3.2 药液预冻阶段

这个阶段是药品完成之后的第一项工作，其目的是为了让药液中的结合水和自由水得到充分有效的固化，如果这个环节出现问题就会直接影响到药品的大小、形态还会影响药品的干燥质量和速率。这项工艺是对技术人员的经验一个极大的考验，因此在挑选人员的时候一定要确保其能熟练掌握自动化设备的控制方法并且有丰富实战经验的技术人员，要求其过程中要时刻关注结晶状态，通过对设备温度的调整让药液中的结晶水平保持在可控范围内。

3.3 升华干燥环节

升华是最为有效地去除结晶中的水分的方式。技术人员通过控制真空度和温度的方式，从而让捕水器和干燥箱内的真空度，加热板的温度梯达到理想的状态进而直接影响对冻干药品的质量。技术人员在多次实际生产的过程中发现，压力大小有时候也会对于升华干燥环节的效率产生一定的影响，因此需要对该过程进行控制。

3.4 解析干燥环节

对于冻干机、药品的挑选直接影响到药品的最终质量，不同的冻干机它的性能也不一样。因此企业在选择的时候要充分考虑到这些问题，多听取技术人员的意见，因为他们是最熟悉设备的专业人员，对于各项数据都十分敏感。一些经验丰富的技术人员通过调整箱内真空度控制温度的方法去除结构水，一般将冻干箱内真空度控制在10-30Pa这个范围内，根据情况看是否需要调高降低，特别注意的是干燥前2-3h时，需要将冻干箱的真空度调整到 2 Pa ～ 3 Pa，并且保持该状态直到解析干燥结束。通过分析成功生产的案例我们发现，药品成分、共熔点等一些外部因素对于生产产生影响。

3.5 密封保存环节

药品成功的生产之后，就涉及到密封保存，这个环节没有太高的技术要求，但是也有部分药物的特性限制，比如有些药品需要避光保存，所以密封保存也很有必要，储存药品的容器也要经质检部门进行检测，根据不同药品的特性，选用合适的容器，避免选用会与药品发生反应的容器。

4结束语

社会主义新时代的不断发展，更多的高新技术被使用，制药工艺中冷冻干燥技术的运用就是顺应了社会发展，体现了技术和工艺相结合的协调发展的模式。但是企业目前也不能满足现状，要不断创新发展，要根据目前已经打好的基础，分析当前技术中存在缺点弱项，不断完善自身技术，更好地适应社会发展，挑战更高的战略目标。

参考文献

[1] 李佳昕 . 真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用 [J]. 化工设计通讯，2020，46（1）：216-218.

[2] 贾立峰 . 冷冻技术在制药工艺中的应用 [J]. 中国新技术新产品，2018（8）：37-38.