Sấy thăng hoa hoặc đông khô được áp dụng cho nghiên cứu, phát triển, sản xuất và vận chuyển dược phẩm. Quá trình đông khô trong quá trình phát triển dược phẩm sinh học xoay quanh quá trình thăng hoa, trong đó protein, kháng thể hoặc các thuốc khác và các chất liên quan đến thuốc được chuyển đổi trực tiếp từ pha rắn sang pha khí. Sấy đông thường được sử dụng để vượt qua các rào cản đối với sự ổn định của các sản phẩm không bền và việc sử dụng phổ biến phương pháp đông khô được thấy trong việc tạo ra và bảo quản các sản phẩm ở nhiệt độ phòng. Thời hạn sử dụng kéo dài của sản phẩm đông khô mang lại lợi ích cho việc nghiên cứu và sản xuất.
Quy trình sấy thăng hoa dược phẩm
Quá trình bao gồm việc đông lạnh một chất và sau đó loại bỏ băng hoặc dung môi thông qua quá trình thăng hoa, biến nó thành hơi mà không qua giai đoạn lỏng. Điều này đòi hỏi thiết bị chuyên dụng. Có ba giai đoạn của quá trình:
- ĐÔNG LẠNH – Mẫu được đông lạnh hoàn toàn, thường được đựng trong lọ thủy tinh hoặc bình.
- Chân không – Điều này đòi hỏi chân không sâu thấp hơn đáng kể so với điểm ba của nước (điểm thấp nhất mà các dạng lỏng, khí và rắn của vật liệu có thể cùng tồn tại).
- SẤY – Năng lượng dưới dạng nhiệt được thêm vào, gây ra sự thăng hoa.
So với các phương pháp chuẩn bị sản phẩm khác, sấy thăng hoa có kiểm soát giữ sản phẩm ở nhiệt độ đủ thấp để tránh những thay đổi về đặc tính và hình thức bên ngoài của sản phẩm sấy khô. Điều này làm cho nó trở thành một phương pháp tốt để bảo quản nhiều vật liệu nhạy cảm với nhiệt khác nhau. Chúng bao gồm vi khuẩn, protein, dược phẩm, huyết tương và mô.
Ưu điểm của dược phẩm sấy thăng hoa
Với phương pháp sấy thăng hoa, các loại thuốc và sinh phẩm nhạy cảm với nhiệt, dễ vỡ, không ổn định hoặc nhạy cảm với nhiệt có thể được sấy khô ở nhiệt độ thấp mà không làm hỏng cấu trúc vật lý của chúng. Các sản phẩm đông khô có thể được hoàn nguyên nhanh chóng và dễ dàng, điều này đặc biệt có giá trị trong trường hợp vắc xin và kháng thể khẩn cấp cần được sử dụng càng nhanh càng tốt.
Nhược điểm
- Việc duy trì kho đông lạnh rất tốn kém và chiếm nhiều không gian
- Vận chuyển vật liệu đông lạnh có thể khó khăn và tốn kém
- Lỗi thiết bị cấp đông sẽ có nguy cơ làm mất toàn bộ sản phẩm
Các phương pháp sấy thông thường cũng có nhược điểm lớn là nhiệt độ cao được sử dụng có thể gây ra những thay đổi về mặt hóa học hoặc vật lý đối với sản phẩm. Đối với dược phẩm và sản phẩm sinh học, điều này sẽ làm giảm hoạt động sinh học, khiến chúng không còn hiệu quả.
Dược phẩm và sinh phẩm thích hợp để sấy thăng hoa
Các công ty dược phẩm thường sử dụng phương pháp đông khô để tăng thời hạn sử dụng của sản phẩm, chẳng hạn như vắc xin vi rút sống, thuốc sinh học và các loại thuốc tiêm khác. Bằng cách loại bỏ nước khỏi vật liệu và đậy kín vật liệu trong lọ thủy tinh, vật liệu có thể được bảo quản, vận chuyển dễ dàng và sau đó được hoàn nguyên về dạng ban đầu để tiêm. Một ví dụ khác từ ngành công nghiệp dược phẩm là việc sử dụng đông khô để sản xuất viên nén hoặc tấm mỏng, ưu điểm của phương pháp này là ít tá dược hơn cũng như dạng bào chế dễ hấp thu và dễ sử dụng.
Các sản phẩm dược phẩm đông khô được sản xuất dưới dạng bột đông khô để pha chế trong lọ và gần đây hơn là ở dạng ống tiêm nạp sẵn để bệnh nhân tự tiêm.
Ví dụ về các sản phẩm sinh học đông khô bao gồm nhiều loại vắc xin như vắc xin sởi sống, vắc xin thương hàn và vắc xin polysaccharide não mô cầu nhóm A và C kết hợp. Các sản phẩm sinh học đông khô khác bao gồm yếu tố chống bệnh máu khó đông VIII, interferon alfa, thuốc chống đông máu streptokinase và chiết xuất dị ứng nọc độc của ong bắp cày.
Nhiều sản phẩm dược phẩm sinh học dựa trên các protein điều trị như kháng thể đơn dòng cần phải đông khô để ổn định. Ví dụ về dược phẩm sinh học đông khô bao gồm các loại thuốc bom tấn như etanercept (Enbrel của Amgen), infliximab (Remicade của Janssen Biotech), rituximab và trastuzumab (Herceptin của Genentech).
Đông khô cũng được sử dụng trong sản xuất nguyên liệu thô cho các sản phẩm dược phẩm. Thành phần hoạt chất của sản phẩm dược phẩm (API) được đông khô để đạt được độ ổn định hóa học trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ phòng. Quá trình đông khô số lượng lớn API thường được tiến hành bằng cách sử dụng khay thay vì lọ thủy tinh.
Chiết xuất tế bào hỗ trợ các ứng dụng công nghệ sinh học không có tế bào như chẩn đoán điểm chăm sóc và sản xuất sinh học cũng được đông khô để cải thiện độ ổn định khi bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Bột khô của men vi sinh thường được sản xuất bằng cách đông khô số lượng lớn các vi sinh vật sống như vi khuẩn axit lactic và vi khuẩn bifidobacteria.