制劑的凍干原理和技術(shù)

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1、[醫(yī)用制劑]制劑藥品的凍干原理和技術(shù)藥用制劑原理-工藝-技術(shù)篇:對制劑藥品冷凍干燥方法、凍干工藝優(yōu)缺點(diǎn)及凍干機(jī)設(shè)備組成的介紹。制劑藥品的凍干原理和技術(shù)冷凍真空干燥是制劑藥品常用的一種干燥方法，簡稱凍干。冷凍干燥是保持物質(zhì)不致腐敗變質(zhì)的方法之一。干燥的方法有很多，比如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥以及真空干燥。但這些方法都是在0℃以上或更高的溫度下進(jìn)行的。干燥的產(chǎn)品一般是體積縮?。毁|(zhì)地變硬；有些物質(zhì)發(fā)生了氧化；一些易揮發(fā)的成分會(huì)損失掉；一些熱敏性的物質(zhì)，如維生素、蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性；微生物失去生物活力；干燥后的物質(zhì)不易溶解在水中。因此，干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比在性狀上有很大的差別。

2、而冷凍干燥不同于以上的干燥方法，產(chǎn)品的干燥基本上在0℃以下的溫度進(jìn)行，即在產(chǎn)品凍結(jié)狀態(tài)下進(jìn)行的。直到后期，為進(jìn)一步降低產(chǎn)品的殘余水份，才讓產(chǎn)品的溫度升高到0℃以上，但通常不超過40℃。制劑藥品的冷凍干燥就是把液態(tài)的藥品預(yù)先降溫凍結(jié)成固體。然后在真空條件下使凍結(jié)的水分以水蒸氣的形態(tài)從固體中升華出來，而藥品的有效成分剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架子中，因此制劑藥品干燥后的體積不變、疏松多孔。冰在升華時(shí)要吸收熱量，從而引起凍結(jié)藥品制劑本身溫度的下降，導(dǎo)致升華速度的減慢，為了增加升華的速度，縮短干燥時(shí)間，就必須對藥品進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷Ｕ麄€(gè)干燥是在較低的溫度下進(jìn)行的。制劑藥品的凍干工藝有以下的優(yōu)點(diǎn)

3、：（1）液體藥劑加工方便，簡化了無菌作業(yè)的過程，凍干過程是在低溫下進(jìn)行，因此對許多熱敏性的物質(zhì)特別適用。如生物藥劑中的活性蛋白質(zhì)、微生物之類的制劑，不會(huì)在凍干過程中發(fā)生變性或失去生物的活性。因此在凍干技術(shù)在醫(yī)藥上得到廣泛的應(yīng)用。（2）在低溫干燥過程中，制劑藥品中一些揮發(fā)性成份損失很小。（3）在冷凍干燥過程中，微生物的生長和活性酶的作用無法進(jìn)行，因此保持原來的性狀，提高了干粉的穩(wěn)定性。（4）由于在凍結(jié)狀態(tài)下進(jìn)行干燥，因此制劑藥品的體積幾乎不發(fā)生變化，保持了原來的結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生濃縮現(xiàn)象。（5）干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而完全，幾乎立即恢復(fù)原來的性狀。凍干制劑

4、的水溶性特別好。（6）冷凍干燥是在真空下進(jìn)行，氧氣極少，因此藥品制劑中一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù)。冷凍干燥能排除藥品制劑中95%~96%以上的水份，這樣可以使干燥后的藥品干粉能長期保存而不變質(zhì)。但同時(shí)藥品制劑的凍干工藝也存在下面的缺點(diǎn)，就是加工處理所需時(shí)間長；干粉復(fù)水時(shí)需要用無菌稀釋液；設(shè)備復(fù)雜而且生產(chǎn)成本高。用于藥品制劑冷凍干燥工藝的設(shè)備是冷凍干燥機(jī)，簡稱為凍干機(jī)。凍干機(jī)按系統(tǒng)分，由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個(gè)主要部分組成。按結(jié)構(gòu)分，由凍干箱、干燥箱、冷凝器或叫水汽凝聚器、冷凍機(jī)、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。凍干機(jī)設(shè)備組成如圖1所示。凍干箱是一個(gè)能夠制

5、冷到-40℃左右。又能夠加熱到+50℃左右的高低溫箱，也是一個(gè)能夠抽成真空的密閉容器。它是凍干機(jī)的主要部分，需要凍干的產(chǎn)品就放在箱內(nèi)分層的金屬板層上，對產(chǎn)品進(jìn)行冷凍，并在真空下加溫，使藥劑產(chǎn)品內(nèi)水份升華而干燥。冷凝器同樣是一個(gè)真空密閉容器，在它的內(nèi)部有一個(gè)較大表面積的金屬吸附面，吸附面的溫度能降到-40℃以下，并且能恒定地維持這個(gè)低溫。冷凝器的功能是把凍干箱內(nèi)產(chǎn)品升華出來的水蒸汽凍結(jié)吸附在其金屬表面上。凍干箱、冷凝器、真空管道和閥門，再加上真空泵，便構(gòu)成了凍干機(jī)的真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)要求沒有漏氣現(xiàn)象，真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要條件。真空系統(tǒng)對于產(chǎn)品的迅速升華干燥是必不可少

6、的。制冷系統(tǒng)由冷凍機(jī)與凍干箱、冷凝器內(nèi)部的管道等組成。冷凍機(jī)可以是相互獨(dú)立的幾套，也可以合用一套。冷凍機(jī)的功用是對凍干箱和冷凝器進(jìn)行制冷，以產(chǎn)生和維持它們工作時(shí)所需要的低溫，它有直接制冷和間接制冷兩種方式。加熱系統(tǒng)對于不同的凍干機(jī)有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質(zhì)來進(jìn)行加熱，由一臺(tái)或幾臺(tái)循環(huán)泵使中間介質(zhì)不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對凍干箱內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行加熱，以使產(chǎn)品內(nèi)的水份不斷升華，并達(dá)到規(guī)定的殘余水份要求。控制系統(tǒng)由各種控制開關(guān)，指示調(diào)節(jié)儀表及一些自動(dòng)裝置等組成，它可以較為簡單。也可以很復(fù)雜。一般自動(dòng)化程度較高的凍干機(jī)則控制系統(tǒng)較為復(fù)雜?？刂葡到y(tǒng)的功

7、用是對凍干機(jī)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制。操縱機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。以凍干出合乎要求的產(chǎn)品來。冷凍真空干燥是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，屬于邊緣科學(xué)，它涉及物理、化學(xué)、生物等知識(shí)，包括制冷、真空、電工、電子、儀表、控制、機(jī)械等技術(shù)。因此，對于操作者的要求是比較高的，它要求操作者不僅要熟知凍干機(jī)的各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)、用途、工作原理，而且還要熟悉所要凍干對象的工藝要求。這些綜合能力不是一朝一夕就能夠具備的，需要長期地潛心鉆研，勤于思考和努力實(shí)踐。