Лиофилизация в фармацевтической отрасли

Лиофилизация - процесс сушки жидких препаратов путем замораживания и сублимации. Эта технология широко используется в фармацевтике. После замораживания твердый продукт подвергается сублимации, что приводит к образованию сухого порошка. Этот порошок имеет меньший вес и объем, чем исходный продукт, и может храниться в течение длительного времени без потери своих свойств.

Сублимация уменьшает вес лекарственных препаратов до 2-5% и объем на 10-15%. В процессе сублимации препараты замораживаются при низкой температуре, а затем тщательно высушиваются при низком давлении, чтобы избежать термического разложения. Влажность продукта уменьшается до менее 1%, что значительно увеличивает срок его хранения.

Модели лиофильных сушек для фармацевтов в исполнении GMP представлены в разделе Камерные сублимационные сушки для пилотных производств. Сушки имеют популярную функцию Top-press для укупорки флаконов с лекарством под вакуумом, осуществляемую посредством подъема и опускания полок сушки.

Одним из главных преимуществ технологии лиофилизации является сохранение биологических и химических свойств вещества лучше, чем при использовании других методов сушки. Это особенно важно для фармацевтических препаратов, содержащих белки, которые могут быть повреждены или разложены под воздействием высоких температур. Для успешной лиофилизации необходимо установить оптимальные параметры, такие как температура, давление и время, в зависимости от химического состава и структуры препарата. Субстанции должны быть стабильны во время замораживания и сублимации, а на всех этапах процесса необходимо соблюдать санитарные условия, чтобы избежать контаминации. Для обеспечения стерильности оборудование интегрируется с CIP и SIP системами.

Обеспечение стерильности

CIP (Cleaning In Place) и SIP (Sterilization In Place) часто требуется для фармацевтических производств. Эти системы устанавливаются дополнительно к лиофильному оборудованию. Процесс CIP позволяет очистить установку, не разбирая ее, что существенно экономит время и уменьшает риск контаминации. Для этого используются специальные растворы, которые циркулируют в системе, удаляя загрязнения с поверхностей и из труднодоступных участков оборудования.

SIP, в свою очередь, позволяет стерилизовать оборудование без необходимости разбирать его и монтировать заново. Обычно этот процесс проводится с помощью пара или горячей воды, которые циркулируют в системе и убивают все микроорганизмы на внутренних поверхностях.

Для фармацевтических лиофильных сушек, где чистота и стерильность играют ключевую роль, CIP и SIP крайне важны. Эти системы помогают гарантировать, что оборудование, используемое в производстве, будет находиться в состоянии оптимальной чистоты и стерильности, что, в свою очередь, повышает качество и безопасность производимой продукции.

Примеры фармацевтических препаратов

Лиофилизация широко используется в фармацевтике и позволяет увеличить срока годности препарата, улучшить стабильность свойств, повысить удобство транспортировки. Фармацевтические препараты, которые могут быть лиофилизированы, включают в себя:

1. Вакцины: Некоторые вакцины требуют хранения при низких температурах и могут быть лиофилизированы, чтобы увеличить их срок годности.

2. Биологические лекарства, содержащие белки или другие биологические молекулы, часто лиофилизируют, чтобы сохранить их активность и стабильность.

3. Антибиотики могут быть лиофилизированы, чтобы увеличить их срок годности и обеспечить стабильность во время хранения и транспортировки. Например, антибиотик цефтриаксон (Rocephin), производимый Roche.

4. Пробиотики.

5. Различные лекарственные средства: антигистаминные, препараты против боли, антидепрессанты, витамины, лекарства от болезней сердца, для лечения головной боли и жара (сублимированный аспирин), инъекционные препараты, гормональные препараты, а также некоторые медикаменты для лечения болезней дыхательных путей, такие как ингаляторы. Инсулин для инъекций (Humulin, Lantus), производимый Eli Lilly and Company и Sanofi. Противовирусный препарат для лечения гепатита С (Sovaldi), производимый Gilead Sciences.

Примеры крупных компаний, использующих сублимационную сушку

Некоторые из наиболее крупных и известных фармацевтических компаний, использующих лиофильные сушки в России, включают: Акрихин, Валента Фармацевтика, Натива, Ново-Нордиск Фарма, Ранбакси, Санофи, Тева, Фармстандарт, Хемофарм.

Некоторые зарубежные известные фармпроизводители: Pfizer, Novo Nordisk, Roche, Novartis, GlaxoSmithKline, Merck, Genentech.

Ниже приведены некоторые примеры лекарств, произведенных с помощью лиофильной сушки, и их производителей:

Количественные значения для лиофильной сушки могут варьироваться в зависимости от конкретного продукта и требуемого качества. Например, для лиофильной сушки цефтриаксона может использоваться начальная температура замораживания -40 градусов Цельсия, сублимационное давление 50-150 мкПа и длительность процесса от 24 до 48 часов. Примерно 80% всех биологических лекарств, выпускаемых в США, производятся с использованием технологии лиофильной сушки.

GMP исполнение

Процесс сублимации может повлиять на структуру и свойства медицинских веществ, поэтому сублимированные лекарства должны быть тщательно проверены на соответствие стандартам и качеству перед их применением.

GMP (Good Manufacturing Practice) — это набор стандартов и правил, регулирующих качество и безопасность производства медицинских продуктов, включая лекарства, биологические препараты, медицинские изделия и т.д. GMP является обязательным для всех фармацевтических компаний, занимающихся производством медицинских продуктов.

GMP-исполнение лиофильной сушки подразумевает соблюдение всех стандартов GMP, включая правила по обеспечению чистоты и безопасности, качества входных материалов, процесса сушки и окончательного продукта, а также правил по документации и контролю качества.

В процессе GMP-исполнения лиофильной сушки проводятся различные мероприятия, такие как валидация, мониторинг параметров процесса сушки, контроль качества сырья и готовой продукции, отслеживание температуры и давления, оперативный контроль за процессами стерилизации, обучение персонала и соблюдение требований к чистоте помещения и персонала.

GMP-система обеспечивает, что процессы производства соответствуют стандартам качества, а все этапы производства, от приемки сырья до выпуска готовой продукции, строго контролируются и документируются. Это позволяет гарантировать, что продукция соответствует стандартам безопасности, эффективности и качества.

Обслуживание лиофильной сушки

Обслуживание фармацевтической промышленной лиофильной сушки включает в себя регулярную проверку и обслуживание всех ее компонентов и систем. Кроме того, необходимо регулярно очищать и дезинфицировать внутренние части сушильной камеры и других компонентов сушильной установки.

Важной частью обслуживания является также калибровка и настройка параметров сушки, таких как температура, влажность, давление и другие факторы, в зависимости от конкретного лекарственного препарата, который будет сушиться. Кроме того, необходимо следить за состоянием вакуумных насосов, фильтров и других компонентов.

Историческая справка

Сублимация была изобретена в 1930-х годах Уильямом Маннингом, а позже усовершенствована другими учеными, такими как Рой Фуллер и Джоноффри Смит. Эта технология является важным инструментом для производства стабильных и долговременных лекарственных препаратов.

Открытие метода лиофильной сушки фармацевтических средств было связано с работой нескольких известных ученых. Один из них – Ричард Аллен – изучал технику сублимации в 1940-х годах в Лаборатории биохимии Университета Иллинойса. Другой ученый – Рой Моррис – изучал процесс в 1950-х годах в научно-исследовательской лаборатории фирмы Eli Lilly. В конечном итоге, благодаря их исследованиям, лиофильная сушка стала широко используемым методом для производства лекарственных препаратов.

Известными учеными, которые внесли вклад в создание технологии сублимации фармацевтических средств, являются Конрад Торрес (Conrad T. Torres), Хью М. Рэйн (Hugh M. Reynders), Майкл Пиктер (Michael Pikal) и другие.