生物制藥行業(yè)的發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)水平密切相關(guān)，隨著各項技術(shù)的進步，制藥效率提升，新藥品不斷涌現(xiàn)，為臨床提供更多治療選擇。然而，目前的生產(chǎn)環(huán)境與預(yù)期目標(biāo)仍存差距，藥品保存條件需改善，這阻礙了行業(yè)發(fā)展。真空冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用為改善生物制藥現(xiàn)狀提供了重要支持，然而，在實現(xiàn)外觀良好且強度穩(wěn)定的凍干產(chǎn)品方面仍面臨挑戰(zhàn)。

Micropress

研究報告

Q

凍干產(chǎn)物的哪些物理特性對質(zhì)量有影響？

在凍干過程中，凍干餅/珠的物理特性對產(chǎn)品質(zhì)量有顯著影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

● 強度與耐用性：凍干餅/珠的強度直接影響其在運輸和處理過程中的穩(wěn)定性。研究表明，使用不同的輔料會導(dǎo)致蛋糕在強度和彈性方面的顯著差異；

● 外觀與主觀評估：雖然凍干餅/珠的外觀（如顏色和形狀）可以通過視覺檢查來評估，但這是一種主觀的方法；

● 復(fù)溶速率：不同輔料的物理特性也會影響蛋糕的復(fù)溶速率。某些輔料可能導(dǎo)致凍干餅/珠在復(fù)溶時表現(xiàn)出不同的速率和效率，這對最終產(chǎn)品的使用效果至關(guān)重要；

● 孔隙率與多晶型：凍干餅/珠的孔隙率和多晶型特征會影響其強度和穩(wěn)定性。

綜上所述，凍干餅/珠的物理特性（如強度、外觀、復(fù)溶速率以及孔隙結(jié)構(gòu)）對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響，選擇合適的輔料和優(yōu)化冷凍干燥過程是確保凍干產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

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輔料濃度和類型對凍干餅強度相關(guān)影響

蔗糖、葡聚糖和甘露醇是三種常用的凍干輔料，蔗糖可以用作穩(wěn)定劑和凍干保護劑，葡聚糖可以用作塌陷溫度調(diào)節(jié)劑，甘露醇可以用作膨松劑。表1為三種輔料的關(guān)鍵溫度表。

表1：蔗糖、葡聚糖和甘露醇的關(guān)鍵溫度表

LYO

具體研究

為深入探究輔料濃度和輔料類型對凍干餅強度的相關(guān)影響，使用ATS SP Scientific公司的Advantage Pro凍干機按表2中所示的方法對不同濃度的蔗糖、葡聚糖和甘露醇溶液進行冷凍干燥，容器為10ml玻璃小瓶，每個小瓶填充3ml，所有樣品都放在凍干機的同一托盤上均勻分布，以控制干燥過程中出現(xiàn)的變量。

表2：在SP Advantage Pro凍干機上使用的凍干工藝

凍干后使用Micropress機械強度分析儀對凍干餅進行分析。MicroPress能夠確定蛋糕的楊氏模量和凍干餅在結(jié)構(gòu)破壞前所能承受的最大應(yīng)力，可以量化凍干餅的微塌陷程度。

操作方式：

取1個凍干餅樣品放到測定臺上，在壓頭勻速恒力的下壓過程中，對樣品進行受力分析，從而得到樣品的抗壓能力，并通過分析測算楊氏模量 E，以表征樣品的機械強度。在默認命令下，“Extend”階段以10mm/s的速度降低至估計凍干餅/球的高度的8mm以內(nèi)。“Seek”階段找到凍干餅/球的頂部，一旦檢測到力，就啟動“Compress”階段，并記錄施加到凍干餅/球上的力。壓頭設(shè)定參數(shù)如表3所示。

表3：壓頭設(shè)定參數(shù)

圖1：左依次為3%、5%、8%葡聚糖凍干餅，右依次為5%蔗糖和5%甘露醇凍干餅

圖2：3%、5%、8%葡聚糖凍干餅的Micropress應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖2顯示了3%、5%、8%三種濃度的葡聚糖凍干餅的Micropress應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以看出，三種濃度的葡聚糖凍干餅均具有彈性特性，在減壓階段，3%葡聚糖凍干餅的應(yīng)變從39%返回到30%，5%葡聚糖凍干餅的應(yīng)變從13%返回到8%，8%葡聚糖凍干餅的應(yīng)變從5%返回到3%，由此可知葡聚糖凍干餅的彈性隨濃度升高而降低。此外，相同濃度的曲線接近一致，表明重復(fù)之間具有良好的相似性。

圖3：左為5%蔗糖、5%葡聚糖、5%甘露醇凍干餅的Micropress應(yīng)力-應(yīng)變曲線，右為5%甘露醇凍干餅的Micropress應(yīng)力-應(yīng)變曲線

表4：由MicroPress記錄并分析的各個樣品的強度數(shù)據(jù)

蔗糖和葡聚糖在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的表現(xiàn)較好，具有較高的楊氏模量和最大應(yīng)力，表明它們在變形過程中更穩(wěn)定且不易斷裂，從而在運輸中更能抵抗破損，因此在實際應(yīng)用中更為可靠，特別是在承受外力的情況下。雖然甘露醇凍干餅外觀良好，但其實其強度低于蔗糖和葡聚糖，可能因其較大的孔隙和特定的多晶型,這種脆性限制了甘露醇的應(yīng)用。因此，了解不同輔料的性質(zhì)對于選擇合適的材料至關(guān)重要。

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上海萊奧德創(chuàng)生物科技有限公司專注于提供先進的凍干設(shè)備應(yīng)用和制劑開發(fā)相關(guān)服務(wù)，依托于合作伙伴加拿大ATS集團SP品牌和英國Biopharma Group等的緊密合作，致力于促進中國生物醫(yī)藥技術(shù)創(chuàng)新升級，助力中國大健康行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。萊奧德創(chuàng)在上海及廣州設(shè)有實驗室，擁有專業(yè)的技術(shù)團隊及國內(nèi)外專家支持體系。

萊奧德創(chuàng)面向生物制藥、食品科學(xué)等各個領(lǐng)域行業(yè)客戶，提供凍干研發(fā)、放大、委托生產(chǎn)及培訓(xùn)等服務(wù)。

前期研發(fā)

● 產(chǎn)品配方特征研究:共晶點溫度(Te)、塌陷溫度(Tc)、玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg'、Tg)測定等；

● 實驗室工藝開發(fā)：凍干工藝開發(fā):凍干制劑配方開發(fā)，工藝確定，申報材料撰寫；

● 凍干工藝優(yōu)化：利用中試凍干機上獨家PAT工具優(yōu)化及縮短工藝；

● 凍干產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)測試：水分含量，凍干餅韌度分析；

● 咨詢服務(wù)：如產(chǎn)品外觀問題、產(chǎn)品質(zhì)量問題、其他troubleshooting等；

工藝放大/技術(shù)轉(zhuǎn)移

● 凍干工藝轉(zhuǎn)移/放大: 遠程技術(shù)指導(dǎo)+現(xiàn)場服務(wù)；

● 小批量凍干生產(chǎn)(NON-GMP)，臨床一期生產(chǎn)（GMP）；

其他業(yè)務(wù)

● 企業(yè)小團隊線上線下培訓(xùn)服務(wù)：凍干原理，工藝開發(fā)，設(shè)備使用維護等；

● 凍干設(shè)備租賃服務(wù)。

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萊奧德創(chuàng)凍干工場

中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)富特南路215號

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德祥科技

德祥科技有限公司成立于1992年，總部位于中國香港特別行政區(qū)，分別在越南、廣州、上海、北京設(shè)立分公司。主要服務(wù)于大中華區(qū)和亞太地區(qū)——在亞太地區(qū)有27個辦事處和銷售網(wǎng)點，5個維修中心和2個樣機實驗室。

30多年來，德祥一直深耕于科學(xué)儀器行業(yè)，主營產(chǎn)品有實驗室分析儀器、工業(yè)檢測儀器及過程控制設(shè)備，致力于為新老客戶提供更完善的解決方案。公司業(yè)務(wù)包含儀器代理，維修售后，實驗室咨詢與規(guī)劃，CRO凍干工藝開發(fā)服務(wù)以及自主產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后。與高校、科研院所、政府機構(gòu)、檢驗機構(gòu)及知名企業(yè)保持密切合作，服務(wù)客戶覆蓋制藥、醫(yī)療、商業(yè)實驗室、工業(yè)、環(huán)保、石化、食品飲料和電子等各個行業(yè)及領(lǐng)域。

2009至2021年間，德祥先后榮獲了“最具影響力經(jīng)銷商”、“年度最佳代理商“、”年度最高銷售獎“等殊榮。我們始終秉承誠信經(jīng)營的理念，致力于成為優(yōu)秀的科學(xué)儀器供應(yīng)商，為此我們從未停止前進的腳步。

我們始終相信，每一天都在使這個世界變得更美好！