连续结晶在医药工业中的应用
2022-11-04
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国匣曩嚣同2013年12月第1 1卷第34期 ・管理・教育・教学・605 疗服务,一定要重视患者的心理感受,因此对患者进行心理治疗是必 喘教育和管理上。将全科医学应用到哮喘教育和管理上,有利于哮喘 不可少的。有些患者面对就医时总会有心理上的障碍,对于这部分患 教育和管理相关方面的工作的开展,同时也有利于医师职业技能的提 者,医师要加强心理方面的辅助治疗 】。另一方面,根据调查显示哮 高。经过研究,哮喘患者对全科医学的应用十分满意,可见,全科医 喘患者会有不同程度的自卑心理,对自己的病情缺乏正确的心理认 学的应用使得患者的治疗和康复效果得到了很大的提高。综上所述, 识。因此,全科医学就要求医师要对哮喘患者的心理状况进行观察, 鉴于全科医学在哮喘教育和管理上的良好效果,全科医学应该在哮喘 帮助患者克服自卑心理同时引导病患进行相关的心理治疗,增强病患 防治工作中的各个方面得到应用,以满足广大哮喘病患的需要。 康复的信心。心理治疗包括对话治疗、药物辅助治疗等等,对患者进 参考文献 行心理治疗前,了解患者的心理状况,并对症下药并结合相关心理学 [1] 中华医学会呼吸病学会哮喘学组中华医学会全科医学分会.中 原理对患者进行分析,对患者进行心理治疗的关键在于打开患者的心 国支气管哮喘防治指南fJ].中华结核和呼吸杂志,2012,36(5): 结,接触患者的心理顾虑,这就要求医师除了医学专业知识外,还要 331—335. 结合全科医学中的相关心理学内容,从而实现患者身体和心理上的健 [2]林江涛,何冰,朱元压.北京市各级医院呼吸系病专业医师哮喘 康康复。 基本知识问卷调查结果分析『J].中华结核和呼吸杂志,2009,33 4结束语 (5):274. 全科医学正处在蓬勃发展的时代,具有很广阔的发展前景,全科 [3]母双,何权瀛,林江涛,等.三位一体哮喘教育管理模式对哮喘患 医学的重点在于将各个医学科目和社会学、心理学等结合在一起,实 者使用医疗资源和社会行为影响的评价[J]_中华全科医师杂 现患者的更快更好地康复。全科医学具有很强的实用性,尤其是在哮 志,20l1,6(2):86—87. 连续结晶在医药工业中的应用 李涛 任国宾 王尚君 (上海医药工业研究院创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040) 【摘要】当前制药工业主要为间歇过程,因此将整个制药行业转化为连续生产可以大大提升生产效率、灵活性和产品质量。作为制药工业 中一种重要的单元操作,结晶过程的连续化对整个制药过程有很大影响,本文介绍了制药工业的连续化,连续结晶的研究进展,展望了其 应用前景。 【关键词】连续生产;制药工业;连续结晶;优势 中图分类号:R9 文献标识码:A 文章编号:1671—8194(2013)34—0605—03 1制药工业连续化概述 10mL的连续微量反应器。Kim Muller Christensen等人研究了过滤反应 与食品和其他化工行业不同,制药工业生产过程一般为间歇生 器的连续化,与传统过滤反应器相比,连续过滤反应器可以降低杂质 产,间歇过程由多个分批操作的间歇设备单元(如反应器、加热釜) 生成、提高产品产率。并且显著减小反应器尺寸,和溶剂使用量,在 和半连续操作设备单元(如泵、换热器、过滤机等)组成,与连续过 改善产品质量和降低操作费用上有很大优势。不仅在化学合成,在过 程相比较,有许多突出的特点:①物料状态和操作参数是动态的。动 滤、烘干、粉碎、造粒等下游操作中,连续过程也有很大潜力,Chris 态特性是间歇过程的本质。间歇生产过程中,物料构成状态,温度、 Vervaet等人Ⅲ将传统问歇造粒过程转换为连续造粒,在减少费用、提 压力、需要的热量等操作参数均会随着时间而变化,这是间歇生产过 高效率和生产灵活性方面有很大提升。 程所具有的共同特性。这种特性就决定了间歇生产过程的安全生产主 结晶作为药物分离提纯的重要单元操作,是固体物质以晶体状态 要依靠作业人员的操作。②柔性生产能力较强。间歇生产过程中,在 从蒸汽、溶液或熔融状物中析出的过程。在制药工业中,超过90%的 一个定性设备上,根据不同的配方,应用不同的原料和操作参数可完 药物以晶体形式存在…,药物晶体的大小、纯度、晶习和晶型等都会 成不同的工艺操作过程,有利于多品种小批量的产品生产。这种运行 影响其物理和化学性质,比如溶解速率和溶解度等。晶体的性质对下 特点给安全生产带来许多随机的不稳定的因素。③工艺控制要求高。 游操作,如过滤,干燥和研磨等也有很大影响。另外,产品的纯度和 工艺条件的变化显著,过程复杂,一些参数的控制要求较高,并且操 产率在制药工业中也是非常重要的参数。 作中开关量应用较多,有些参数的控制需要人工干预。人机匹配就成 按照操作方式的不同,工业结晶分为间歇结晶和连续结晶。最近 了安全生产的必须条件。④与连续过程相比具有生产能力低,能耗大 几年,学术研究和工业生产对连续结晶产生了浓厚的兴趣 。 的特点。 2连续结晶简介 由于间歇生产存在许多问题,学术界和制药工业将目光重新投向 七十年代初,Randolph ̄1]Larson[3]将粒度衡算和晶粒密度的概念应 连续生产,连续生产贯穿整个制药工业,包括连续合成、连续结晶、 用于工业结晶过程,得以将产品的粒度分布与结晶器的构造参数及操 连续分离和干燥、连续造粒到连续制剂等工艺过程。相对于间歇过 作参数结合起来,使连续结晶成为工业结晶过程的一个发展里程碑, 程,连续生产有很多优势:连续生产能力高,生产过程参数稳定,由 至此,连续结晶成为国际结晶研究的热点。 于热量使用高效、设备占地面积小、易于清洁而降低成本,产品质量 经科研工作者的不懈努力,连续结晶在蔗糖、无机盐工业中迅速 高等。Roberge在有机物合成的研究中,将250L的间歇反应器转变为 发展起来,在谷氨酸、谷氨酸钠、一水柠檬酸、无水柠檬酸、L一赖氨 酸盐酸盐以及葡萄糖、Vc、木糖醇、碳酸氢钾、氯化铵等产品的结 }通讯作者:E—mail:renguobin2557@yahoo.COnr.Cn 晶工艺中应用成熟。例如在对甲苯磺酸的结晶生产中,林炳旺,殷树 606・管理・教育・教学・ December 201 3,Vo1.1 1,No.34围匝四团圈圃圈哑 梅等人口 采用连续反应结晶耦合技术,优化了工艺条件,产品纯度> 98%,收率可达90%以上。相对于传统工艺,其条件更为温和,收率 更高,且副产物少,反应完全,无废酸排放,更适合工业化生产。 连续结晶最主要的特征是连续进料连续排料,常用的结晶器主要 有三种:7昆合悬浮、混合出料连续结晶器(MSMPR结晶器)、活塞 流连续反应结晶器(PFR)和震荡挡板连续结晶器(OBC结晶器)。 OBC结晶器是一种管状结晶器。PFR结晶器可以生产粒度小、粒数分 布窄的产品,适用于快流速、短停留时间晶体的生长,但该结晶器结 晶温度难以控制,操作费用高且在操作中容易堵塞管路。MSMPR结 晶器温度较易控制,操作费用低,维持结晶稳态比较容易,因此在 设计连续结晶过程中最常用。严格来说,MSMPR(mixed—suspension mixed—product remova1)结晶器是一个理想化的结晶器模型:①混合 悬浮混合产品排 ;②排出品浆的粒度分布与器内相同;③晶粒成长 速率不变,与大小和位置无关,即“△L”法则;④任一晶粒在器内 停留时间可视相同。 MSMPR连续结晶过程中,反应液连续进料,通过冷却、蒸发和 加入反溶剂等方式产生过饱和度,溶质成核并长成晶体,最终产品料 液混合连续排出。MSMPR连续结晶器适用丁停留时间内较长,生长 缓慢的晶体生 ,对于悬浮密度大、高粘稠的母液的结晶也适用,在 实际操作中,还可以通过增加结晶器的级数改变最终产品的性质。 MSMPR连续结晶器容易达到间歇操作时的平衡条件,因此,将现存 的间歇结晶系统改换为MSMPR连续结晶过程相对容易。 3药物连续结晶的进展 近期研究表明,在产量、缩小生产时问、可控性、结果重现 性、经济效益和设备的占地面积等方面,连续结晶比间歇结晶有更 大的优势。 3.1增加产率、缩小生产时间 Justin L.Quon等人 研究了半富马酸阿里克伦的多级续结晶,如 图1,含6%(W/W%)阿里克伦的EA溶液在25℃加入C 溶解器中, 同时,含5%(W/W%)富马酸的EA/ethanol(50/50W/W%)溶液在C2 溶解器中。反应开始,C 和C 两个溶解器中的溶液同时泵入第一个结 晶器(yessel 1,20 ̄C)。然后将vessel 1中的母液泵入第二个结晶器 (vessel 2,-1O℃)中。母液在每个结晶器中的停留时间为4h。最终 在vessel 2得到产品,经分析,晶体的形态、粒数密度等与间歇结晶 产品大致相同,在维持高产率(>99%)和高纯度(>92%)的前提 下,连续结晶明显缩短产品生产时间。 ci §二ol ;u蝣。on ∥ 一 i ~ § 。 ~一 - -姆 。 。 Vessel差: 棼蒸霉赣i : 蛰 霉 C2 solution ≯毪 e 图1半富马酸阿里克伦多级连续结晶装置 Alejandro J.Alvarez等人 研究了环孢霉素的多级连续结晶,如 图2,每一级结晶器可以看作独立的MSMPR结晶器,含30%(m/m) 无定型环孢霉素的丙酮溶液在53℃完全溶解,通过蠕动泵加入到第一 个结晶器(图1)中,然后依次转移到第二个(图2)和第三个结晶器 (stage 3)内。三个结晶器的温度分别为3O、14和14 ̄C。该实验的总 停留时间为35.3h。最终产品 ̄1stage 3连续排出。与间歇结晶相比,在 相同实验条件下,连续结晶可以得到相同产率和纯度的产品。同时, Alejandro J.Alvarez还研究了有回流时的多级连续结晶,带回流的多级 连续结晶产品产率(87%)高于间歇结晶产品产率(74%)。 棼醛醴黪昏瓣 甓 棼{ 嚣 棼 {薹垂 嚣 图2环孢霉素多级连续结晶装置 3_2可控性 对产品性质(如csD)的可控也是连续结晶的优势之一。连续结 晶与细晶消除、分级排料、清母液溢流等连用,可以生产粒径分布 窄、粒度分布均匀的产品,提高产品的最终质量。 Shin Yee Wong等人 提出SMR系统(带循环的单级连续结晶 器),并日.以此为基础研究了环孢霉素的单级连续冷却结晶过程。为 了得到粒度均匀的API晶体,在循环管路中设计分离装置,符合要求 的晶体被拦截并连续排出,不符合要求的细晶连同母液回到结晶器中 继续生长。实验表明,相对于间歇结晶,SMR装置生产环孢霉素的产 率(91 8%)可以高出17.8%,并且很好的控制了产品中细晶含量。 同时进行了地拉罗司的单级连续反溶剂结晶研究。在5~6倍停留时间 后,系统达到稳态,连续排出产品进行检测,分析表明产品粒数分布 较窄,并且证明利用SMR系统可以提升产品的最终产率和降低产品中 杂质的含量。 E.Kougoulos,A.G.Jones等人0 研究了精细化合物在异丙醇一水混 合溶剂中单级连续结晶过程,并且设计循环管路降低精细化合物的耗 量。在6~9倍停留时间后系统达到稳态,产品连续排出。在线监测显 示,晶体晶习相对于间歇结晶明显改善。 O.Narducci和A.G.Jones等人 研究了连续冷却结晶和超声的联 用,实验结果表明连续超声的使用降低了达到稳态所需的时间,减小 r_溶液的相对过饱和度,最终可以提高产品产率。另外,超声和连续 结晶的联用对产品晶习和粒径分布的影响非常明显,主要表现在产品 大小更均一,晶体平均粒度更小,超声的使用也可大大减少的晶体凝 聚。通过SEM观察,相对于间歇结晶产品,连续结晶得到的晶体凝聚 情况有很大程度改善。 3.3重现性 间歇结晶批与批之间条件难以调控一致而导致批件差异。连续结 晶连续操作,一旦达到稳态,就会得到性状均一的产品,因此产品的 粒径分布和晶体形态重现性更好,可以减少中试放大出现的问题。 Tu Lee等人 研究_『吩嗪/香草醛共晶的间歇和连续过程,与间歇 过程对比,连续结晶热量传递更快,成核速率更快。实验还表明连续 结晶的重现性更好。 3.4经济效益和设备的占地面积 连续反应,检测和结晶是改善医药工业过程的重要元素,试剂、 能量和空间的有效利用成为减少污染、延长反应器的工作时间和减少 费用的重要方法。无论操作还是实验设备,相对于间歇结晶,连续结 晶被认为更经济,设备占地面积更小。例如一个年产16t API的结晶工 业,溶剂和API之比为20:1,产品停留时间4h,所需间歇结晶器体积 为5000L,而同样条件下连续结晶器只需250L,由于减少反应过程, 减小设备尺寸,操作费用和设备费用可以降低大约20% …。 Simon Lawton等人的文章中… 报道了震荡挡板连续结晶器 (COBC)的研究。相同条件下,间歇结晶需要两个溶解器和四个结 晶器,而连续过程只需两组COBC结晶器,一组用于溶解,另一组用 于结晶。相对于间歇结晶,COBC减少大约20%的费用。占地面积比 问歇结晶设备减少了近一半,并且在增加热量循环利用,降低热量损 耗等方面有更大的潜力,因此可以进一步降低费用。其他如连续结晶 2013年12月第1 1卷第34期 ・管理・教育・教学・607 某区201 0年传染病疫情的监测分析 孙毅钧 (吉林省吉林市龙潭区疾病预防控制中心,吉林吉林132021) 【摘要】目的掌握龙潭区传染病发病动态,为制定防治措施和策略提供依据。方法通过《疾病监测信息报告管理系统》收集、整理、分析资料。 结果龙潭区2010年传染病发病率382.19/10万,传染病发病前五位是病毒性肝炎718例(乙肝462例、丙肝208例、未分型31、戊肝l1 例、甲肝6例),肺结核400例,手足口病341例,梅毒244例,细菌性痢疾171例。结论全年无传染病死亡病例及甲类传染病病例报告, 乙肝和肺结核位于传染病发病首位。今后一段时期防治工作应以控制血源与性传播疾病、呼气道传染病为重点,采取综合预防措施。 【关键词】传染病;疾病监测;疫情分析 中图分类号:R184 文献标识码:B 文章编号:1671-8194(2013)34-0607-02 为了解龙潭区乙类传染病的发病情况、流行特征和变化趋势,为 1-2方法:使用Excel 2003进行数据处理,采用描述流行病学方法对疫 卫生行政部门制定传染病防治措施和策略提供科学依据,现将2010年 情资料进行分析。 龙潭区传染病发病资料进行整理分析,现报道如下。 2结果 1资料与方法 2.1疫情概况 1.1一般资料:疫情资料来源于《疾病监测信息报告管理系统》上报 二O—O年龙潭区共发生法定乙类、丙类传染病14种,分别是 的法定传染病疫情信息;人口资料来源于《疾病预防控制基本信息系 HIV、病毒性肝炎、麻疹、出血热、痢疾、肺结核、伤寒和副伤寒、 统》。 猩红热、淋病、梅毒、流行性腮腺炎、风疹、其他感染性腹泻病,手 可以在温和的温度和压力下操作,减少溶剂消耗等也在文中考察。 [3]Quon儿,Zhang H,Alvarez A,et a1..Continuous crystallization of 3.5设备灵活性 aliskiren hemifumarate[J].Cryst Growth Des,2012,12(6):3036— 连续结晶设备其中一个有点是其设别灵活性较好。Shin Yee Wong 3044. 等人在文章中指出SMR系统灵活性较好,结晶器可以在任何温度和介 [4】Alvarez AJ,Singh A,Myerson A.Crystallization of crclosporine in 稳区浓度下操作,通过改变回流比,可以增 ̄NAPI的产率和纯度。 a multistage continuous msmpr crystallizer[J].Cryst Growth Des, 4药物连续结晶面临的挑战 20l1,11(10):4392—4400. 虽然连续结晶有很大的潜在优势,但在药物结晶生产中,连续结 [5]Zhang H,QuonJ,Development of continuous anti—solvent/cooling 晶一直没有普遍使用,究其原因,主要有以下几点:①长久以来,制 crystallization process using cascaded mixed suspension,mixed 药业内认为连续生产包括连续结晶只有在大规模生产中适用,而制药 product removal crystallizers[J].Crystal Growth Des Org Process 行业一般达不到这样的规模,因此限制了连续结晶的发展。但随着社 Res Dev,2012,16(5):915—924. 会的发展,对药物的需求量越来越大,对于传统的间歇过程,只能通 [6]Kougoulos E,Jones AG.Estimation of crystallization kinetics for 过增加结晶器的有效体积或者增加结晶器数量来提高产量,无论哪种 an organic fine chemical using a modiifed continuous cooling 方式,都会大大增加资金的投入,使生产成本增加,因此连续生产成 mixed suspension mixed product removal(MSMPR)crystallizer 为制药工业中减少费用、提高产量的很好的选择。②长时间运行之 【J】_Cryst Growth Des,2004,273(3—4):520—528 后,结晶器壁或管道结垢是连续结晶生产中常见的问题之一,结垢直 [7】Narducci O,Jones AG..Continuous crystallization of adipic acid 接降低产品的质量,并对设备也有很大影响,因此在连续结晶生产 with ultrasound[J].Cryst Growth Des,2011,66(6):1069—1076. 中,合理的设计和定期对设备的清洗尤为重要。③制药管理部门对连 [8】Tu Lee,Hsin Rong Chen.Continuous CO—crystallization as a sepa— 续结晶的怀疑也阻碍连续结晶在药物制造中的应用。这就需要加大对 r ̄ion technology:the study of 1:2 CO—crystals ofphenazine—vanillin 连续生产的了解,改变思想。我相信在广大科研工作者和制药工业各 [J].Cryst.Growth Des,2012,12(12):5897—5907. 部门的共同努力下,连续生产包括连续结晶将成为药物工业的改革和 [9】Lawton S,Steele G,Shering P,et a1.Continuous crystallization of 未来。 pharmaceuticals using a continuous oscillatory baffled crystallizer 参考文献 [J].Org Process Res De ̄2009,13(6):1357—1363. [1]Alvarez AJ,Myerson AS.Continuous Plug Flow Crystallization of. [10】Lawton S,Steele G.Continuous crystallization ofpharmaceuticals Pharmaceutical Compounds[J】Cryst Growth Des,2012,10(5):2219— using a continuous oscillatory baflfed crystallizer[J].Cryst Growth 2228. Des,2009,13(6):1357-1363. [2]Poechlauer P,Manley J,Broxterman R,et a1.Continuous Processing [1 1]Shin Yee Wong,Tatusko AR Development of continuous crystalli— in the Manufacture of Active Pharmaceutical Ingredients and zation processes using a single—stage mixed—suspension,mixed— Finished Dosage Forms:An Industry Perspective[J].Org Process product removal cyrstallizer with recycle[J].Cryst.Growth Des, Res Dev,2012,l6(1O1:1586一l590. 2012,12(11):5701—5707.