真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥方面的應(yīng)用

●文繼昌

真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥方面的應(yīng)用

●文繼昌

自從我們步入了二十一世紀(jì)開始至今，各項科學(xué)技術(shù)都在不斷的發(fā)展、創(chuàng)新，生物科學(xué)在我們已知的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中也占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。針對生物制藥這一方面而言，我們可以發(fā)現(xiàn)它經(jīng)常會用到真空冷凍干燥技術(shù)。這項技術(shù)在整個生物制藥的過程當(dāng)中極為重要，現(xiàn)在真空冷凍干燥技術(shù)已經(jīng)憑著它所具有的優(yōu)越性在生物制藥領(lǐng)域中被人們廣泛的應(yīng)用，其未來的發(fā)展方向也是極為廣闊的。

真空冷凍干燥技術(shù)；生物制藥；應(yīng)用

0 引言

對于有一些藥物的性質(zhì)不穩(wěn)定這一問題，現(xiàn)在最好的方法就是引進(jìn)真空冷凍干燥技術(shù)。這一技術(shù)的引進(jìn)可以十分有效的解決上述的問題，對于有關(guān)制藥業(yè)帶來的利益也是十分可觀的。當(dāng)前，真空冷凍干燥生物制藥工藝普遍被用于生化、生物、抗生素類的生產(chǎn)過程中不斷的展示著它的優(yōu)越性。

1 真空冷凍干燥技術(shù)的概述

真空冷凍干燥技術(shù)(vacuum一freezedry)簡稱為凍千技術(shù)，指的是把藥物低溫凍結(jié)再真空干燥，最后把藥物中的結(jié)合水除去。這些步驟不會對藥物本身的物理及化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響，很大程度上的保留了原始制藥時的藥性，對生物藥物中的組織及細(xì)胞等傷害也較小，是一種較為理想的工藝。真空冷凍干燥技術(shù)令某些液狀藥物濃縮之后，顏色不發(fā)生變化，而且很疏松，加水后能迅速溶解，穩(wěn)定性好，受到污染的幾率大大降低。并且便于運輸，而且能增加保存期限，大大提高藥物質(zhì)量。真空冷凍干燥技術(shù)由于在低溫以及真空狀態(tài)下完成對物品的脫水千燥，因而成為醫(yī)學(xué)生物制品中首選的干燥保存方法。現(xiàn)在國內(nèi)許多制藥企業(yè)都是用真空冷凍干燥技術(shù)加工藥物。

2 真空冷凍干燥技術(shù)的原理和工藝過程

2.1 真空冷凍干燥技術(shù)的原理

冷凍干燥是通過(低溫)升華從凍結(jié)的生物產(chǎn)品中去掉水分或其他溶劑的過程。此技術(shù)的過程原理是把先前冷凍干燥的物品再進(jìn)行凍結(jié)，當(dāng)溫度達(dá)到一定的數(shù)值之后再將其轉(zhuǎn)移至真空環(huán)境中。在真空環(huán)境下的物品將會帶著上一步驟中凝結(jié)成的冰，在該環(huán)境下并就直接升華成為了水蒸氣，使物品中的水分被蒸干。之后迅速的把物品送入速凍倉凍結(jié)，再送入干燥倉升華脫水，最后在后處理車間包裝。真空系統(tǒng)能夠提供低壓條件，速凍倉提供了物品所需的冷量。真空冷凍干燥技術(shù)可以實現(xiàn)迅速冷凍，油水分離，受熱均勻。并且工作過程穩(wěn)定，節(jié)能，智能化，精確度高，而且操作方便。

2.2 真空冷凍干燥技術(shù)的工藝過程

一般將真空冷凍干燥技術(shù)分為以下三個階段：第一個階段：預(yù)凍。在這一階段，我們首先要考慮的是對于產(chǎn)品的固定。在這里的要求是將物品開始I向溫度迅速降到它的共晶點以下，為下一階段的升華干燥做好準(zhǔn)備第二個階段：升華干燥。這一過程是冷凍干燥最主要的一個部分，之前講到，這一過程的原理就是將其中的冰在正空環(huán)境中進(jìn)行升華，把產(chǎn)品中的水分除去。在此要注意的是在進(jìn)行升華的過程中要升高溫度，在去除水分的同時也對產(chǎn)品進(jìn)行快速干燥。第三個階段：解析干燥。就是要把殘余的未凍結(jié)水分排出，該階段的最高溫度要根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)和產(chǎn)品要求而定。為使含水量符合要求，可在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)適當(dāng)提高溫度。當(dāng)制品溫度完全達(dá)到設(shè)定的溫度時，再次恢復(fù)真空，這樣可加快升華速度，縮短干燥時間。最終得到干燥物料。這三個階段都有著對于生產(chǎn)的不同要求，針對產(chǎn)品的不同其設(shè)計方法與控制的手法也不同。而產(chǎn)品最后的質(zhì)量卻與這三個階段息息相關(guān)，這就對于工段生產(chǎn)的要求極為嚴(yán)格，需要有關(guān)工作人員態(tài)度認(rèn)真、對工作負(fù)責(zé)。

3 真空冷凍干燥技術(shù)的注意事項及在制藥方面的優(yōu)點

3.1 真空冷凍千燥技術(shù)的注意事項

在預(yù)凍階段中，一定要根據(jù)產(chǎn)品的不同特點來確定凍結(jié)的最低溫度，降溫速度和降溫時間。降溫時間的過長或者過短都會浪費時間或者能源，而且還會降低產(chǎn)品的存活率，降低生產(chǎn)效率。為了能夠最大程度的保持產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不受到破環(huán)，干燥后能夠反映產(chǎn)品原來的結(jié)構(gòu)組成。采取快速冷凍是個明智的選擇，快速冷凍產(chǎn)生的冰晶較小，而且對細(xì)胞的影響不大。在第二階段升華階段中，一定要注意控制設(shè)備中的壓強(qiáng)以及產(chǎn)品的加熱溫度。設(shè)備中壓強(qiáng)過低雖有利于產(chǎn)品內(nèi)冰的升華，但是產(chǎn)品不易獲得推動冰快速升華所需的熱量。所以升華的速度就會很慢很慢，大大延長了水分干燥的時間。一般來說，在升華階段，產(chǎn)品對于溫度的變化是十分敏感的。所以，為了能更好更快更精確的生產(chǎn)藥品，精確控制溫度是十分必要的。在解析干燥的過程中，最需要注意的還是溫度問題。在產(chǎn)品能承受的溫度范圍內(nèi)盡可能的提高溫度，使產(chǎn)品中的結(jié)合水能獲得足夠的能量從中解析出來，排出產(chǎn)品體外。真空冷凍干燥技術(shù)是有著很高的利用價值的，所以在生產(chǎn)方面，一定要嚴(yán)格遵守各注意事項，力爭做到完美，精確。

3.2 真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥方的優(yōu)點

生物制藥也是社會上新出現(xiàn)的詞匯，與真空冷凍干燥技術(shù)相比，它出現(xiàn)的則更晚一些，因為生物工程技術(shù)是近些年才發(fā)展起來的。利用生物制藥可以制造出很多緊缺的、稀有的藥品，可供醫(yī)院使用。但是有很多利用生物技術(shù)制造的藥品，需要使用特殊的存儲技術(shù)才可以保存，否則就會發(fā)生變化。而這種特殊技術(shù)就是所謂的真空冷凍干燥技術(shù)，這種技術(shù)能夠短暫的保障生物技術(shù)制造的藥品的生命，保障它內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會改變，因此可以說生物制藥離不開真空冷凍干燥技術(shù)。該技術(shù)其優(yōu)點當(dāng)然也是很多的。相比傳統(tǒng)的千燥技術(shù)會引起物品表面材料皺縮，破環(huán)形態(tài)。但是真空冷凍干燥技術(shù)可以很好的解決這一問題。因為固體成分被在其位置上的堅冰支持著，在冰升華時，會留下孔隙在干燥的剩余物質(zhì)里，這樣就保留了產(chǎn)品的生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)及其活性的完整性。另外，蛋白質(zhì)在高溫條件下容易變質(zhì)，這樣會大大降低甚至改變藥性。而真空冷凍干燥過程是在低溫條件下進(jìn)行的，其工藝過程對物質(zhì)的破環(huán)程度也很小，所以特別適合蛋白質(zhì)類的藥品制造生產(chǎn)。

4 結(jié)語

現(xiàn)代生物技術(shù)不斷發(fā)展，真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域中的作用也越發(fā)凸顯。技術(shù)在不斷的革新，使得其對于人們的助益也越來越大。我們應(yīng)該對這項技術(shù)進(jìn)行更加全面的改革深化，引進(jìn)一些更加先進(jìn)的手段對其進(jìn)行輔助。相信這樣做會在真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展過程中添上更為濃墨重彩的一筆，同時也為生物制藥的領(lǐng)域創(chuàng)造更為便利的條件。

（作者單位：陜西國際商貿(mào)學(xué)院）

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[3]金小花.探析真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥方面的應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界,2015(12).

[4]劉寒.真空冷凍干燥技術(shù)在生物制藥中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用 ,2016(27)∶97-98.

文繼昌，陜西國際商貿(mào)學(xué)院制藥工程B1301班。