真空冷冻干燥技术在生物制药中的应用研究
摘 要：随着社会的不断发展，人们对生物制药越来越重视，加上近几年来生物制药技术的不断发展，其在我国各个医药行业上的应用范围也在不断扩大，对促使我国医药行业发展也起到非常重要的作用。但是生物制药在长时间裸露在空气中容易会发生变质现象，针对于这一点就需要在进行生物制药的过程中采取合理的真空冷冻干燥技术，减少药物在长时间裸露在空气中出现的变质现象，借以促使我国医药行业得到更好的发展。
关键词：真空冷冻；干燥技术；生物制药
随着科学与技术的不断进步，我国医学界也取得了很大的成就。生物技术也当之无愧的成为当今科学技术中发展最快的领域。而冷冻干燥加工工艺对于某些生物制品，药物的生产制造起到了关键性的作用。针对部分生化药物的化学、物理、生物的不稳定性，真空冷冻干燥技术已经被实践证明是一种非常有效的技术手段。目前真空冷冻干燥工艺生物制药主要应用于生物、生化制品、药物注射剂制品和热不稳定的抗生素类制品的生产。利用真空冷冻干燥技术完成制药工作不仅能够保证药物的质量，也能提升其稳定性。随着生化药物与生物制剂的迅速发展，真空冷冻干燥技术将越来越显示其重要性与优越性。
1真空冷冻干燥技术的概述
1.1真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥技术是一项对食品和药品进行色、保鲜、保质的高新脱水技术。在二十世纪初，真空冷冻干燥技术就已经出现，但是技术不太成熟不能达到广泛应用的程度。而如今在市场上可以看到玲琅满目的真空冷冻干燥食品。真空冷冻干燥简称冻干，是将湿物料或溶液在较低的温度（-10℃～-50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术。该技术在现今应用广泛，主要表现在食品和药品方面，用来长期保存物品。
1.2生物制药技术
生物制药是生物技术在医学中的最大应用，生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的药物。我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，在近几年才发展起来。生物制药技术在医学方面有很重要的地位，可以用于生产稀缺的药品。在生物制药中，也会应用到真空冷冻干燥技术，以便长期保存药品使其内部结构不发生变化。
2真空冷冻干燥技术的原理
真空冷冻干燥技术是通过低温处理将待冷冻干燥的物品冻结，在真空的条件下，使冻结的物品里的水份直接升华成水蒸气，使其与物品分离开。而后经过速冻仓冻结和干燥仓干燥处理后，进行真空包装。真空冷冻干燥技术能保持生产的产品生物活性不變、结构牢固、外观色泽好、残余水分少。
3真空冷冻干燥技术在生物制药中的应用
3.1真空冷冻干燥技术的应用背景
生物技术的不断发展为生物制药产业带来了崭新的发展前景，越来越多的新型药物l皮研制出来，这些药物在疾病的治疗上起到了重要的作用。但是生物药品对制造环境的要求相对苛刻，真空、低温、干燥等环境条件必须得到满足。同时生物药品对保存的条件也提出了一定的要求，这些限制因素阻碍了生物制药技术的发展。真空冷冻干燥技术的出现在很大程度上解决了这一问题，该技术具备的优越性能极大的促进了生物制药行业的发展。
3. 冻干机性能的选择
冻干机就是指为物料提供冷冻环境的设备，该设备主要用于制造生物制品和存放生物制品。随着生物技术的不断发展，越来越多的企业投人到冻干机的制造行列中，这种现象虽然丰富了制药厂的选择，但也使市场环境更加混乱。因此制药厂在选择冻干机时，一定要对其整体性能进行全面的检测，确保设备符合生产的需要。对设备的真空绝对程度、温度范围进行查看，在确保设备合格后再将其投人到生产工作中去。
3.3 真空冷冻干燥技术的应用过程
3.3.1预冻阶段
在这一阶段要将原料进行冻结处理，使原料的温度迅速降低到共晶点之下，为下一阶段的工作做出充分的准备。由于原料内部的成分冻结温度有所不同，因此必须找到其同时冻结的温度，也就是原料的共晶点。在冻结过程中，必须对冻结的时间和冻结的速度进行合理的控制，避免冻结不彻底等现象的发生。冻结速度的快慢会影响到物料内部冰晶的大小，而冰晶的大小又会影响到生华的效率，因此要对冻结的速度做出严格的规定，在一般情况下，可将冻结的时间设定为1至3小时，以此来保证物料的彻底冻结。
3.3.2升华阶段
这一阶段是物料完成干燥的主要阶段，此阶段的目的是将物料中的冰晶升华，在不见水的前提下完成物料的干燥工作。一旦此过程冰晶发生溶化，则冷冻干燥过程宣告失败。物料的升华必须要满足两个条件，一是要保证该过程冰晶不能出现溶化，二是要保证冰晶周围的水蒸气必须要比冻结点的饱和蒸汽压低。升华干燥既能使带走物料中的水蒸气，也能在很大程度上加快干燥的速度。在干燥的过程中，要连续不断的为升华工作提供热量，对供热的温度和气压进行严格的控制，保证干燥工作的顺利进行。升华阶段的时间根据产品的时间而有所不同，在工作中还应视具体情况来决定。
3.3.3解析干操
当物料中的水分均升华为水蒸气后，物料的内部会留下很多的空穴，此时物料的基质内部还留有10%的残余水分，这些水分会对干燥的结果产生影响。解析工作的进行是为了降低物料内部的水分含量，使其降低至2%左右，保证物料能够彻底被干燥。
4真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用意义
生物制药产业要依靠生物技术不断发展，生物技术研制出来的产品，在医学上应用广泛，在治疗疾病方面有重要的意义。由于药物与人们的身体健康息息相关，疾病的治疗必须依靠药物，所以药物的安全非常重要。生物制药对生产环境和技术水平要求非常高，低温和干燥等生产环境必须要符合要求。真空干燥冷冻技术在生物制药方面的应用，不仅能够满足生物制药的生产环境要求，而且在生物制药产品的保存方面有很重要的作用。因此，真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用对生物制药产业有重要意义，极大的促进了生物制药产业的发展。
结束语
在对真空冷冻干燥技术进行研究的过程中，了解到这项技术手段在生物制药中具有非常广泛的应用，其根本原因在于这项技术手段对于提升生物制品自身质量和药物活性起到非常重要的作用。而且这项技术手段在实施的过程中涉及的步骤也非常多，也就是数要想保证这项技术手段在生物制药的过程中发挥自身最大的作用，还应该对其自身涉及的各项步骤全面遵循有效减少这项技术手段在实施过程中出现的问题。另外在使用这项技术的时候还需要对其所对应的条件进行合理有效的分析，选取适宜的设备进行真空冷冻干燥技术，借以提升这项技术手段的实施质量。
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（作者单位：西安碑林药业股份有限公司）