製藥凍幹機(保持藥物活性)百科

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製藥凍幹機核心知識點的詳細說明

更新時間：2025-09-11 點擊次數：2535

　　製藥凍幹機是製藥行業(尤其是生物製藥和注射劑領域)的關鍵設備。它通過冷凍、真空和加熱三個基本步驟，將藥品中的水分直接從固態(冰)升華成氣態，從而在不破壞藥物結構的情況下實現長期穩定保存。

　　以下是其核心知識點的詳細說明：

　　一、為什麽製藥行業青睞凍幹技術？

　　1.保持藥物活性：對於蛋白質、疫苗、多肽、酶等熱敏性生物製品，高溫幹燥會使其失活。凍幹過程在低溫下進行，能大程度地保護藥物的活性成分。

　　2.形態穩定：凍幹後的產品呈疏鬆多孔的“蛋糕狀”結構，複溶(重新溶解)速度極快，便於臨床使用。

　　3.延長保質期：通過去除水分，抑製了微生物的生長和酶促反應，使藥品在常溫下能穩定保存數年。

　　4.劑量準確：凍幹過程能精確控製殘留水分，確保每瓶產品的劑量一致性。

　　二、製藥凍幹機的核心組成部分

　　一台完整的製藥凍幹係統主要由以下幾部分組成：

核心部件	功能與要求
凍幹箱	• 材質：通常為316L不鏽鋼，內外表麵鏡麵拋光，保證易清潔。 • 功能：放置藥品的腔室，內部有可冷卻和加熱的板層，用於承載產品並控製其溫度。
真空係統	• 由真空泵和羅茨泵組成，用於抽取係統內的空氣和水分，建立並維持升華所需的真空環境。
製冷係統	• 功能：為板層和冷阱提供冷量。 • 冷媒：通常采用環保製冷劑。對於要求極低的產品，會采用複疊式製冷係統，可達-80℃甚至更低。 • 冷卻方式：矽油循環，通過泵將冷/熱的矽油在板層內循環，精確控製溫度。
冷阱	• 功能：作為“水分捕集器”，在升華過程中捕獲從產品中升華出來的水蒸氣，使其重新凝結成冰。 • 位置：位於凍幹箱和真空泵之間。 • 溫度：其溫度必須遠低於板層溫度，以形成足夠的蒸汽壓差，驅動升華進行。
控製係統	• 核心：現代凍幹機均采用PLC（可編程邏輯控製器）+ SCADA/HMI（人機界麵）的自動化控製。 • 功能：可編程、存儲和重複運行複雜的凍幹工藝曲線，實時監控並記錄產品溫度、板層溫度、冷阱溫度、係統真空度等所有關鍵參數，確保生產過程符合GMP數據完整性要求。
CIP/SIP係統	• CIP（在線清洗）：通過噴淋球等裝置，自動對凍幹箱內部進行清洗，確保無交叉汙染。 • SIP（在線滅菌）：通過純蒸汽對凍幹箱和冷阱進行滅菌，這是生產無菌注射劑的重要功能。

　　三、凍幹工藝的三個核心階段

　　1.預凍階段：

　　•將產品溶液凍結成固體。

　　•關鍵：溫度必須降至產品的共晶點溫度以下，確保凍結，否則在升華時會出現“噴瓶”或熔化。

　　2.一次幹燥/升華幹燥：

　　•在真空下，對板層緩慢加熱，提供升華所需的熱量，將冰直接升華除去。

　　•此階段除去的是自由水，約占全部水分的90%以上。

　　•關鍵：板層溫度、真空度的控製至關重要，必須在產品共熔點溫度以下進行，否則產品會發生“塌陷”，結構被破壞。

　　3.二次幹燥/解析幹燥：

　　•升華完成後，產品中仍含有少量結合水。通過進一步提高板層溫度，打破水分子與藥物的結合，將其除去。

　　•目標：將產品的殘留水分降到極低水平，以確保長期穩定性。

　　四、製藥凍幹機的分類

分類方式	類型	特點與應用
按規模	實驗室型	用於處方篩選、工藝開發和小批量樣品生產。
	中試型	用於工藝放大和臨床一期、二期樣品生產，是連接實驗室與生產的橋梁。
	生產型	用於商業化大規模生產，板層麵積大（從幾平米到幾十平米），自動化程度高，配備完整的CIP/SIP係統。
按無菌性	非無菌型	用於非最終滅菌的原料藥或特殊材料。
	無菌型	配備SIP係統，用於生產無菌注射劑，是主流製藥機型。