在生物醫藥領域,藥物的活性成分往往對溫度敏感,常規儲存方式易導致降解失活。冷凍幹燥(凍幹)技術通過低溫脫水,使藥物以固態形式長期保存,成為疫苗、抗體、基因治療產品的核心工藝支撐。
一、原理
醫藥凍幹機主要基於冷凍幹燥技術,通過控製溫度和壓力,將液態的藥物或溶液在冷凝器中直接轉變為固態,從而去除水分。這一過程稱為凍幹,旨在保留藥物的活性成分,並延長其穩定性和保存壽命。具體來說,凍幹過程包括冷凍、幹燥、回溫和密封四個主要步驟:
1.冷凍:藥物溶液被注入冷凍器中,通過控製溫度使其迅速冷卻,使水分結晶。
2.幹燥:冷凍的溶液在減壓係統中,水分從固態直接轉變為氣態(升華),繞過液態階段,從而保持藥物的活性成分。
3.回溫:當大部分水分被去除後,提高溫度以驅逐殘留的水分,並使凍幹物回到室溫。
4.密封:將凍幹藥物包裝在密封容器中,以保護其免受濕氣和其他汙染。
二、特點
1.高效幹燥:凍幹技術利用升華原理,避免了傳統幹燥方法中的液態階段,從而大大提高了幹燥效率。
2.保持活性:凍幹過程溫和,能夠最大限度地保留藥物的活性成分,延長藥物的保存期限。
3.工藝可控:醫藥凍幹機采用先進的控製係統,能夠精確控製溫度、壓力和時間等參數,確保凍幹過程的穩定性和一致性。
4.廣泛適用性:適用於多種藥物、生物製品和微生物的幹燥處理,具有廣泛的應用前景。
三、在醫藥領域的應用
1.藥物製備與保存
通過凍幹技術,可以將液態藥物轉化為固態,便於儲存和運輸。同時,凍幹藥物在保存過程中能夠保持其活性和穩定性,減少因水分引起的降解和變質,延長藥物的有效期。
2.生物製品保護
生物製品如疫苗、酶、抗體等,對溫度、濕度等條件要求很高。醫藥凍幹機能夠通過精確控製凍幹過程,最大限度地保留生物製品的活性成分和穩定性,為生物製品的保存和運輸提供了可靠的保障。
3.研發與質量控製
在藥物研發過程中,可用於製備藥物的原型樣品,幫助研究人員評估藥物的理化性質、生物活性和穩定性等關鍵指標。同時,在藥物生產過程中,醫藥凍幹機也是質量控製的重要工具之一,通過凍幹處理可以去除雜質、提高純度和均一性,從而確保藥物的質量和安全性。
四、凍幹機推動藥物研發的科技實踐
1.加速候選藥物開發
高通量篩選:模塊化凍幹機支持96孔板並行處理,單日可完成數百種配方的凍幹測試。
2.賦能基因與細胞治療
病毒載體凍幹:CRISPR-Cas9載體經凍幹後可在4℃保存6個月,突破液態載體-80℃儲存的限製。
細胞治療產品:凍幹NK細胞實現常溫運輸,激活後存活率>90%。
3.支持個性化醫療
即時凍幹:小型台式設備支持醫院藥房現場製備個體化劑量,減少浪費。
3D打印+凍幹技術:定製化藥物形狀與釋放速率,適用於兒科與罕見病用藥。
五、儀器展示