文章

生物制药中冻干技术的应用以及冻干工艺的优化

2022-11-27     来源:本站     点击次数:338

随着生物技术的发展,冻干技术在生物制药领域的应用越来越广泛,在过去的二十年中,生物制药在改善人体免疫、遗传疾病等方面取得了突破性进展,越来越多的生物制品以冻干粉针的剂型被研究出来并应用于临床。

生物医药冻干应用和优化工艺

【生物制药冻干应用】

生物制品包括蛋白、抗体、菌种、细胞因子、激素、发酵产品等微生物、细胞和组织等,在真空冷冻干燥后蛋白、活菌、活毒等微生物的存活率在80%以上,因此生物制品的冻干应用很多。

生物制药冻干应用:

Ø注射剂:生物药品(抗体、疫苗等)、血液制品、抗生素、检测试剂等;

Ø原料药:生物原料药、益生菌、胶原蛋白等化妆品原材料、中药材等;

生物医药冻干应用

【生物制药冻干工艺】

生物制品冷冻干燥及保存的过程中都有变性的可能,为应对或减少生物制品在冻干过程及长期保存中的变性,通常会采用两种方式。第一种办法就是在处方中添加保护剂,第二个就是优化冻干工艺。

1.添加保护剂

冻干保护剂是冻干制剂中的一种添加剂,能够减少或阻止冷冻干燥过程对蛋白造成的变性影响。根据冻干冷冻过程和干燥过程对蛋白质施加应力的不同,将蛋白质保护剂的作用机制分为冷冻保护机制和干燥保护机制。冻干保护剂的种类很多,主要包括糖类、多元醇类、氨基酸类、高分子类、表面活性剂等,实际工作中通常根据生物制品的冻干变性特征添加一种或多种保护剂。

2.优化冻干工艺

生物制品的冻干要求都是要保持产品的活性,因此对冻干工艺要求严格,预冻温度、速率、时间等的控制都很重要。通过优化冻干工艺,生物类制品在冻干过程及保存期间的稳定性同样也能够得到一定的改善。冻干工艺主要可优化的步骤为预冻、一次干燥(升华干燥)、二次干燥(解析干燥)。

预冻的工艺优化——控制冰晶大小。根据生物制品的变性机制,在预冻过程中控制冰晶的大小是改善生物制品稳定性的主要方法之一。一般而言通过快速冷冻也就是预先冷冻隔板的方法,在冻干制备过程中冰晶就会较小,一次干燥(升华干燥)时间较长,同时制备的冻干粉表面积也较大。所以在预冻的过程中应时刻监视结晶的状态,进而合理、灵活的控制冻干设备,保证结晶处在正常状态下。

一次干燥(升华干燥)——改变干燥温度。一次干燥是整个冷冻干燥过程中耗时最长的步骤,同时也是最复杂的步骤。一次干燥理想的状态为在合理的温度下让其尽快升温至平衡温度,且尽可能地缩短平衡温度时间,才能达到比较好的干燥效果,这个阶段看的出来对冻干温度和真空度控制要求高。

二次干燥(解析干燥)——控制升温速率。二次干燥是冷冻干燥的最后一个阶段,主要就是通过隔板升温来控制生物制品的温度。据研究表明,慢速的升温方式是对产品质量较为安全的,同样适用于生物制品,慢速升温跟冻干机的性能和真空度有很大的关系,要重点把控。

冻干是一个冗长严苛的脱水过程,在生物制品冻干的过程中优化冻干曲线、缩短冻干时间、保持药物稳定性这都是不小的挑战。
相关文章 更多 >