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

高冉

身份证号：371482198807060037

摘要：时代的快速发展，传统技艺逐渐被历史浪潮研淹没，高新科技逐渐取代传统技艺，广泛应用于各个领域。如冷冻干燥技术，经过一次次技术革新，取得了理想成就，广泛应用于生物制药领域，是非常有效的一种冷冻方法，该项技术的应用解决了药物储存问题、成本问题及药效问题等长时间不能解决的问题，该项技术也逐渐受到人们的重视。本文针对制造工艺中冷冻干燥技术应用进行研究分析。

关键词：制造工艺；冷冻干燥技术；应用

前言

冷冻干燥技术起源于60年代，那时候的人们为了更好保存食物以供使用，发现了该技术，这是人类进步的表现。现阶段，该技术已经趋于成熟，冷冻干燥措施广泛应用，冷冻干燥技术可以在药品性质、性质不便的情况下完成，能够完善制造工艺存储，对制造工艺研究有很大意义。在药品与生物制品使用冷冻干燥设计提升牢靠性提高消毒灭菌性能。冷冻干燥措施可以保证生物性能，因此，该项措施发展前景十分广阔。

1. 冷冻干燥技术原理与特点

1.1冷冻干燥技术原理

冷冻干燥技术又被称作升华干燥，将含水物料冷冻到冰点以下，将水转变成冰，然后在较高真空下将冰转化为蒸气从而去除的干燥方法。该项技术在国内主要分为升华干燥仓与速冻库两种。基本原理是在低温低压下传热传质的机理。升华干燥仓主要运用的是卧式圆筒，中间具有多层加热板，仓内两者或后端或仓外设有冷阱，并具有多种系统，物料经过处理后通过天轨送到速冻库，最终将物料送到处理车间。

1.2冷冻干燥技术对药品的影响因素

冷冻干燥技术的应用不仅推动制造工艺的发展，还以有效保存药品药效。制药过程中如果某一环节失误就会影响药品品质，比如在真空压缩阶段，任何细小误差都会影响到药物的存储，该项技术是一项细致的工作，在应用过程中是对冷冻干燥技术的不断打磨与考验，只有在不断应用过程中，才可以让技术变得更加成熟。

2. 冷冻干燥技术在制药中的应用

2.1产品预冻

这一环节是整个过程中非常关键的环节，对温度、时间、真空度把控要求较高，一旦把控不好，就会出现质量问题。产品预冻时间控制在0.5-2h左右就能够做到完全冻干，如果时间较短，就会导致产品无法完全冻干，如果时间过长开展产品就无法达到恒温的效果；其次，需要严格控制温度，如果温度过高会使产品很难完全冻结，影响到下一环节，温度过低会使产品无法成型，浪费许多资源。（1）配置预冻液。预冻液是对药物开展冷冻处理前配置的液体，在液体中还会添加特定物质，在保证液体稳定性的同时保证美感度，让外形变得十分美观。但是在制造过程中通常都是运用固定的容器直接进行冷冻，之后在将其研制成粉末状。（2）冷冻预冻液。该过程是为了保证药效，借助水的升华方式以此来保证药效，因为预冻液中会加入特定物质，所以在冷冻处理过程中需要采取特定方式来冷冻，盛放它的容器需要根据相应需求放置到不同的器皿中，需要根据实际情况使用西林瓶等装置。

2.2 干燥处理

干燥处理就是升华物料中的冰，同时还要保证冰不会融化，这一步骤是开展冻干的主要过程之一。制药过程通常开展根据分为两阶段来开展干燥处理，先是启动设备，将设备加热到足够温度就能够确保有足够热能将冻干装置中的冷冻水去除掉，第二阶段就是将上阶段没有处理掉的水分进行再次处理。（1）控制干燥温度。这里需要先了解共熔点，共熔点温度就是溶液可以完全冻结固化的最高温度，对于溶液来说是融化点的开始。在了解这一特性后，在控制干燥时就需要将温度控制共熔点以下2-5℃，这样不仅可以保证应对各类产品，还能提高稳定性，缩短生产周期。（2）控制升华干燥。真空度通常要控制在15-30Pa范围内，一个适宜的真空度有利于热量传递与水分子扩散，降低生化速率，保证稳定性，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

在制药工作前期准备阶段，原材料质量影响着产品质量与效果。管理人员需要在挑选原材料时根据相关标准采购，企业要层层把控，加强原材料检测，要查清原材料来源，保证进入生产区的原材料都是优质原材料；其次要加大对供应商的调查力度，供应商调查不要流于形式，不要在使用材料后就对供应商不管不顾，要定期对供应商进行调查分析，要择优选择，在对比多加原材料企业后挑选出价格便宜、质量高的材料；最后，在进行原材料加工前，需要根据原材料特性将材料分类，做好记录，成立台账，为后续工程的开展奠定坚实的基础。

3.2 药液预冻阶段

药业预冻阶段是药品制作完成后的首要工作，主要是为了保证药液中的结合水与自由水可以有效固化，一旦这一环节出现问题将会影响药品大小与形态，有时还会给药品干燥质量与速率带来影响。对于技术人员来说，该项工艺是对技术人员技术水平与经验的一大考验，所以在挑选技术人员时，需要保证人员可以熟练掌握自动化设备控制方法并具有丰富实践经验，在制作过程中要时刻关注药液的结晶状态，通过调整设备温度将药液结晶水平保持在规定范围内。

3.3 升华干燥环节

升华可以说是去除结晶中水分的一种重要方式。技术人员采取控制真空度与温度的手段，保证捕水器与干燥箱中的真空度、加热板温度达到理想状态，影响冻干药品质量。技术人员在实际生产中可以发现，压力大小有时也会影响升华干燥环节的效率，所以需要控制这一过程。

3.4 解析干燥环节

冻干机、药品的选择对药品的最终质量影响较大，不同种类的冻干机其性能也有所不同，对此，企业在选择冻干机与药品时，需要考虑这一问题，及时与技术人员交流，听取技术人员意见，因为技术人员对设备十分熟悉，对各项数据十分敏感。经验丰富的技术人员可以通过调整箱内真空温度的方法来讲结构水除去，通常要将冻干箱内的真空度控制在10-30Pa范围内，根据实际情况进行调整。需要注意的是，在药品干燥前的2-3h时，要保证冻干箱的真空度为 2 Pa ～ 3 Pa，要始终保持这一状态，直到干燥结束。通过分析经典案例可以发现，药品成分、共熔点等外部因素对生产产生的影响较大。

3.5 密封保存环节

在药品生产完成后，需要密封保存，这一环节不需要太高技术，但也有一部分药物由于特性限制，一些药品需要避光保存，所以对药品进行密封保存十分关键。储存药品的容器也需要经过质检部门检测合格后方可使用，结合各类药品特性，选择相应容器，避免所选择的容器与药品产生反应。

4.冷冻干燥技术在国内制造领域的发展前景

冷冻干燥技术所具有的优势是其他技术不可替代的，近几年在制药中的应用十分广泛，我国作为原药生产大国，进入21世纪后，生物制药领域快速发展，中药研究方面也从传统工艺向传统与现代技术结合方向发展，为冷冻干燥技术在制药领域中的应用提供了广阔前景。但冷冻干燥技术还存在一些问题需要解决，需要相关人员去解决。

结语

随着时代的进步发展，高新技术在各行业的应用越来越广泛，冷冻干燥技术在制药工艺中的应用就是适应时代发展要求，充分体现技术与工艺结合的发展模式。但企业目前无法满足发展现状，需要不断进行创新，根据现阶段奠定好的基础，分析技术在应用过程中出现的缺点与弱项，完善相关技术，以便适应社会发展，达到既定的战略目标。

参考文献

[1]富爱鹏.制药工艺中冷冻干燥技术的应用研究[J].中国新技术新产品,2020(06):84-85

[2]孟令丰.冷冻干燥技术在制药工艺中的应用研究[J].黑龙江科技信息,2012(09):4.