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三、注射剂的制备
注射剂一般制备过程包括:原辅料和容器的前处理、称量、配制、过滤、灌封、灭菌、质量检查、包装等步骤。注射剂制备工艺流程见图6-1。总流程图由四部分组成,其中环境区域划分为控制区与洁净区,但对可灭菌产品洁净区可划为控制区。
基因工程药物大部分通过冷冻干燥等技术工艺制成注射用冷冻干燥制品。由于冻干药品呈多孔状,能长时间稳定贮存,重新用水溶液溶解后可以恢复活性,因此冷冻干燥技术在基因工程药物领域的应用很重要。
基因工程药物在冷冻干燥前的处理与溶液型注射剂相同,不过药液的配制、过滤与分装均应在无菌室内,严格按无菌操作法进行。冷冻干燥过程主要分为预冻、升华干燥和再干燥三个阶段,具体过程如下:
(一)测定产品的共熔点
共熔点对冷冻干燥很重要,因为药液是一个复杂的液体,当温度下降到某一温度时晶体开始析出,随温度下降,晶体数量增加,到最后才全部凝结,此时温度叫共凝点,若从冷冻状态升温到共凝点,融化开始,这就是溶质和溶剂的共熔点。共熔点的数值从0℃到-50℃不等,不同物质的共熔点不同,如0.85%氯化钠溶液为-21.2℃,而10%葡萄糖溶液为-27℃。部分物质的共熔点见表6-2。
图6-1 注射剂生产工艺流程与环境区域划分
表6-2 一些物质的共熔点(℃)
共熔点的测定有热分析法、电阻法和低温显微镜直接观察等方法。热分析法是基于冻结的药品在升温过程中,温度达到共熔点时会突然有个能量的吸收,用热分析仪来测定该能量吸收峰可计算得到共熔点温度;电阻法是在降温冷冻或先冷冻后升温过程中电阻突然变大或变小求得,对非离子型有机化合物其电阻变化不明显,可加入一定量的附加剂来测定;显微镜法是采用低温显微镜直接观察药品开始融化的温度。
(二)预冻
冷冻干燥是在真空状态下进行的,必须对药液进行预冻至全部冻结后才能在真空下升华,否则在有部分液体存在时,在真空下不仅会迅速蒸发,造成液体的浓缩,使冻干产品萎缩,而且溶解在水中的气体在真空下会迅速冒出来,造成液体“沸腾”,甚至冒出冻干瓶外而造成损失,因此为确保产品质量,冻干产品在开始升华时的温度必须低于共熔点,全部冻结后才开始升华。
产品预冻的效果由三个参数确定:预冻最低温度、预冻速率和预冻时间。通常预冻的温度应低于产品共熔点10~20℃,预冻时间一般2~3小时,但应根据药物性质决定,有些药物预冻时间长达8小时。预冻速率有速冻与慢冻两种。速冻法先将冻干箱降温至-45℃以下,再将制品放入,药物因急速冷冻而析出细晶,制得产品疏松易溶,引起蛋白质变性的概率减小,对酶类、活菌、活病毒的保存有利。慢冻法形成的结晶粗,但冻干效率高,因此实际工作中应根据具体情况加以选择。
(三)升华干燥
升华干燥法有两种,一种是一次升华法,另一种为反复预冻升华法。
1.一次升华法
适用于共熔点为-20~-10℃的制品,而且溶液的浓度与黏度不大、装量在10~15mm厚的情况。具体操作如下:先将无菌药液放置于干燥箱内预冻至共熔点下10~20℃,同时将冷凝室温度下降至-45℃以下,启动真空泵,待真空度达到一定数值后,慢慢打开阀门,当干燥室的真空度达0.1mmHg以下时,关闭冷冻机,通过冷热板下的加热系统缓慢升温,提供制品在升华过程中所需要的热量,当冻结产品的温度逐渐升高至约-20℃时,药液中的冰晶就可升华,直至将水分基本除尽,然后转入再干燥阶段。
2.反复预冻升华法
适用于共熔点较低、结构比较复杂或黏稠难以冻干的基因工程药物制品,如多糖和某些蛋白类药物等。这些产品在升华过程中,往往会出现冻块软化的现象,产生气泡,并在制品表面形成黏稠的网状结构,从而影响升华干燥和产品的外观,采用反复预冻升华法就可避免上述现象发生。例如某制品的共熔点为-25℃,可以先预冻至-45℃左右,然后将制品升温至共熔点附近,维持30~40分钟,再降至-40℃左右。如此反复处理,使制品结构改变,表层外壳由致密变为疏松,有利于冰晶的升华,可缩短冻干周期。
升华干燥的时间长短与产品的品种、分装的厚度以及升华时提供的热量有关,在产品品种及分装厚度已定的情况下,若要缩短时间,保证质量,就必须从加速热量传递着手。干燥箱的冷热板是产品获得热量的来源,而箱体内的压强则是产品获得热量的环境条件。有试验证明,干燥箱的压强在10~30Pa时,既有利于热量的传递,又利于升华的进行。
(四)再干燥
对经升华干燥后的产品进行再干燥的目的是尽可能地除去残余的水分。再干燥温度应按产品性质而定,如0℃、25℃等,产品在保温干燥一段时间后,整个冻干过程即告结束。
冻干结束后,要充入干燥无菌的空气进入干燥箱,然后尽快地进行加塞封口,以防重新吸收空气中的水分。基因工程药物冻干粉针剂的生产流程见图6-2。
图6-2 基因工程药物冻干粉针剂的生产流程图