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致力于成為全球?qū)嶒炇翌I(lǐng)域的專業(yè)服務(wù)商在制藥凍干工藝中,產(chǎn)品塌陷(collapse)是常見的質(zhì)量問題之一,表現(xiàn)為干燥后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、色澤異常、復(fù)溶困難,甚至活性成分失活。塌陷不僅影響外觀,更可能破壞藥品的穩(wěn)定性與生物利用度。深入分析其成因并精準(zhǔn)調(diào)控制藥凍干機(jī)運行參數(shù),是保障凍干質(zhì)量的關(guān)鍵。
產(chǎn)品塌陷的根本原因在于凍干過程中產(chǎn)品溫度超過了其關(guān)鍵熱力學(xué)閾值——玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg')或共熔點(Tm)。在主干燥階段,若擱板溫度過高或真空度不足,會導(dǎo)致冰晶過早融化或未凍結(jié)水分遷移,使已形成的多孔骨架失去支撐而坍塌。尤其對于高濃度蛋白、疫苗或含糖類保護(hù)劑的制劑,其Tg'較低,對溫度控制更為敏感。
制藥凍干機(jī)的參數(shù)設(shè)置直接決定凍干過程的熱力學(xué)環(huán)境。首先,預(yù)凍階段必須確保產(chǎn)品全部凍結(jié)且形成適宜的冰晶結(jié)構(gòu)。降溫速率過快易形成細(xì)小冰晶,阻礙水蒸氣逸出;過慢則可能導(dǎo)致溶質(zhì)聚集。通常建議采用程序控溫,在共晶點以下10–15℃保溫足夠時間,確保均一凍結(jié)。
其次,主干燥階段是防止塌陷的核心。擱板溫度應(yīng)始終低于產(chǎn)品Tg'約2–5℃,同時維持足夠低的腔體壓力(通常10–100 mTorr),以促進(jìn)冰的升華而不引起熔融?,F(xiàn)代制藥凍干機(jī)配備壓力升測試(PRT)或tunable diode laser absorption spectroscopy(TDLAS)等在線監(jiān)測手段,可實時判斷升華速率與干燥終點,避免“盲目升溫”。

最后,解析干燥階段雖不涉及冰升華,但若升溫過快,殘留水分受熱汽化也可能導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)破壞。應(yīng)采用階梯式升溫策略,并結(jié)合產(chǎn)品殘余水分目標(biāo)設(shè)定最終保溫溫度與時間。
值得注意的是,不同處方體系對凍干條件的響應(yīng)差異顯著。因此,僅依賴設(shè)備默認(rèn)程序不可取,必須結(jié)合差示掃描量熱法(DSC)等手段測定產(chǎn)品特性,并通過小試優(yōu)化凍干曲線,再在生產(chǎn)級凍干機(jī)上進(jìn)行放大驗證。
總之,產(chǎn)品塌陷并非設(shè)備故障,而是工藝與參數(shù)匹配失當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。通過科學(xué)理解產(chǎn)品熱行為、精準(zhǔn)調(diào)控凍干機(jī)溫度-真空協(xié)同參數(shù),并輔以過程分析技術(shù)(PAT),方能有效規(guī)避塌陷風(fēng)險,實現(xiàn)高質(zhì)量、高收率的凍干生產(chǎn)。
2026-2- 2
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