药物制剂的冷冻干燥技术及相关影响因素

药物制剂的冷冻干燥技术及相关影响因素

任萃文

哈尔滨三联药业股份有限公司

【摘要】冷冻干燥技术始于十九世纪，伴随真空泵和制冷剂广泛应用，冷冻和干燥逐渐结合在一起，主要用于将生物体中含有的水分排出，在这种环境的影响下，冷冻干燥概念随之被提出。目前我国医药行业发展迅速，冷冻干燥医药生产方面得到广泛应用，具有不可取代的重要作用，药物质量以及疗效得到保障。基于此，文章对药物制剂的冷冻干燥技术进行探究同时概述影响技术的因素。

【关键词】药物制剂；冷冻干燥；影响因素

冷冻干燥主要是指将物体温度调节至零度以下，使内部存在的水分以冰晶状呈现，低温减压环境中将水分排出。由于该方法以水升华作为核心，故而又被称作升华干燥。干燥是水分子变化过程，并且与低温低压条件有关，可见所谓真空冷冻干燥其实是将热量以及物质转移。如今冷冻干燥技术已经成为我国医药生产方面常用的技术手段，基于我国医药行业发展形势，该技术应用愈发频繁，同时在药物研发方面发挥了非常重要的作用，药物质量得到保障。

1冷冻干燥技术的概念

冷冻干燥是借助水升华的方式将水分从物体内部清除，进而实现干燥目的。实际操作过程中首先要调低温度，让水分以冰晶体状态呈现，之后通过升华干燥使冰晶体与物体分离，待升华结束之后将水排除。当前冷冻干燥技术主要应用于医药方面，对我国医药加工来说该技术具有极为重要的作用，可加快行业发展速度，同时也是新药研发过程中经常使用的技术。

2冷冻干燥技术的历史发展

冷冻干燥技术的开始发展源于上世纪初真空泵和制冷剂的出现，而后有人试图将两者结合在一起，并把它们应用到了医学上的生物脱水的技术中，从此冷冻干燥技术的概念形成了并渐渐地发展了起来。在1919年有人试验将冷冻干燥技术应用到保存细菌、病毒、血清中，这个试验的成功使冷冻干燥技术的实际应用越来越广泛。之后是在第二次世界大战期间，由于战争对人的伤害很大，患者的救助需要大量的血浆和抗生素，由于需要的量多所以开始有了大型的冷冻干燥设备，冷冻干燥设备的出现解决药品的长距离运输和长时间保存的问题。从此以后冷冻干燥技术迅速的崛起并广泛的运用于医学事业中。

3冷冻干燥技术在药物制剂中的作用

药物生产加工过程中使用冷冻干燥技术可使药物更为稳定，避免性能发生变化，这是制作药物胶体承载体常用的方法。但对承载体实际应用进行探究发现稳定效果不佳，这种情况之所以出现主要是因水溶液存储时间过长，而想要强化稳定性必须将水分排出。药物生产阶段水分主要以下述方式呈现，即化学结构以及水分子“骨架”。目前用于水分排除的方法有许多，其中冷冻干燥技术具备的优势更为显著，主要体现在下述方面：其一冷冻之间实现分配，并不会影响药物含量；其二低温环境中药物组成不会受到破坏；其三如果在减压干燥环境下生产药物，因氧气不足故而可制备难以被氧化干燥的药物，但细菌滋生同样会受到限制；其四经冷冻干燥技术处理之后药物具有良好的复溶性；其五使用冷冻干燥技术能够将药物中多余的水分完全排除，即便长时间运输药物性能依旧不会发生任何变化，药用价值不会大打折扣可以长时间存储；其六使用冷冻干燥技术处理药物可防止药物形态发生变化。

4影响冷冻干燥技术的因素

冷冻干燥技术具有多种优势，如果想要充分发挥该技术具有的作用必须要确定技术应用过程中受到的影响，以免出现失误。目前影响冷冻干燥技术的因素主要分为下述几种：

4.1处方因素

药物处方组成复杂，是由医生根据病人病情发展以及药物疗效而形成，但某些药物混合应用之后可能会引起某些反应，而这无疑会影响药物自身稳定性以及疗效。某些反应可能会优化药物效果但也可能产生抑制作用，甚至会产生有毒成分，不仅无法用于病症治疗反而会加重病情威胁病人生命安全。一般情况下由医生开具处方中的药物会分作主药与辅药，后者主要用于促进前者药效，可辅药之间的关系难以确定。譬如同一药物面对主药和辅药时会产生不同作用，可能提升主药作用也可能弱化辅药作用。

4.2处方组成的影响

处方组成的影响主要包括冻干保护剂、药物的理化性质以及一些其他的组分，冻干保护剂是最主要的处方组成影响。其中冻干保护剂主要是糖类，葡萄糖作为单糖是很好的冻干剂，但是葡萄糖不适合单独使用，因为在单独使用的过程中很容易出现渗漏的现象。醇类也可以作为冻干保护剂，醇类的冻干效果很好，不同醇类的合用还可以有效的缩短冻干所需要的时间，并且能很好的保持制剂的外观和重分散性能。表面活性剂可以提高冷冻干燥技术的稳定性，不仅如此一些非糖类也可以作为冻干保护剂。药物本身的一些物理与化学性质也影响着冷冻干燥技术，平时要注意这些性质避免其对冷冻干燥技术的负面影响。还有其他的组分也影响着冷冻干燥技术，在冷冻干燥的时候加入一些稳定剂，可以提高干燥技术的稳定性。

4.3冷冻干燥过程的影响

针对药物进行冷冻干燥的过程中，所用方法不同最终结果也有所不同。如果冻干机预冻温度较低，则可以快速生成冰核，如果温度较高则首先会生成浆体，最后逐步转化为冻结体。冻结耗费的时间同样会影响药物冻结，相对来说冻结过程都有一个比较适宜的冻结速率，过高和过低的冻结速率都会对冷冻干燥过程产生一定的影响。阶梯式预冻能避免产品表层硬壳和颜色迁移的问题,退火能够改变冰晶形态和大小分布，强化结晶，提高非晶相冻结浓缩液的玻璃化转变温度提高干燥速率和制品品质。预冻时间和方式和药物的稳定性相关。干燥过程主要有三次干燥过程：一次干燥、二次干燥和三次干燥，随着温度的升高，升华速率的加快，干燥时间也在减少。所以三次干燥过程的时间在逐次的减少。其次还有干燥条件，初步干燥过程中的温度和压力对药物有着很大的影响。升华温度过低，制品的升华速度会相对较慢，有时会导致制品表面被水汽溶成硬壳，影响成品的水分和外观；温度过高，可能会导致制品直接融化。冻干箱内真空度压力过低会使升华速率降低；压力过高又会降低板层对制品的热对流和热传导能力，进而间接地降低了制品的升华速率。干燥的条件不同造成的干燥效果不同。在干燥条件的选用是最好选用去水效果彻底的干燥条件。

4.4贮存条件的影响

在贮存已经冻干的药品时，贮存条件起着至关重要的影响。贮存环境主要的就是空气的相对湿度，相对湿度低时，已经冻干的样品的稳定性好。相对湿度高时，已经冻干的样品容易出现塌陷的现象。贮存条件的影响不仅包括相对湿度还有温度，经研究发现温度在20℃，相对湿度在0到32.8%的条件下是最好的贮存条件，冻干的样品在此环境下的稳定性最好。所以在贮存冻干药品时一定要选择最适宜的贮存条件。同时在冻干样品的运输过程中也要注意，要避免冻干的样品复水和氧化。

4.5其他因素的影响

除上述内容之外，冷冻干燥技术实际应用过程中还会受到其它因素影响，例如样品存储所用设备类型，设备形态，产品重量以及形态等。通常情况下，需结合药物实际情况选择最为合适的冻干机存储药物，尽量选用与产品形态相似的冻干机。保证设备质量，这是决定药物存储质量的关键。

5结语

由上述内容可以看出，冷冻干燥技术对我国医药生产而言具有十分重要的作用，正因如此对于该技术实际应用必须给予足够重视，合理应用同时在实践中逐步完善，使技术具有的作用得到充分发挥，为医药生产提供便利帮助。当前冷冻干燥设备融合了现代化科学技术，控制方法具有现代化特征，更为简单方便，可以提升干燥速率，减少干燥过程中耗费的时间和成本，药物疗效和质量得到保障。

参考文献

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