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【中图分类号】TQ461 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)01-0086-01
在我国生物医药产业中,中药工业是一个重要的组成部分,近年来更是升级为国家战略性的新兴产业。但由于受到发展时间短的历史原因及科技水平低的现实原因双重影响,导致我国在中药制药领域出现了桎梏的瓶颈,诸如市场竞争力弱、科技含量低等。为了解决这些问题也为了促进我国中药制药的战略发展,实现“低投入、高产出”的战略转变,故选择一些有潜力的中成药进行再次开发是及其必要的,从而完成制药技术的升级改造,以便更适合当前医疗市场的需求。
随着医疗市场的发展,一些中成药的质量问题备受关注。大众对中成药质量问题的关注促进了对中成药的质量分析,诸如多成分含量测定、色谱指纹图谱等检测方法在技术上走向成熟。例如在我国中药制药领域制药技艺还是水准较低、生产操作过程呈粗放式、制药设备智能化程度低、制药的技术革新意识较低、创新驱动力不足进而导致中药制药技术水平整体落后于时代的发展和需求[1]。因此,面对中药制药发展的困境和市场对中药制药的期望,自主创新发展中药制药工艺、推动该项技术的升级发展、实现科技战略创新、构建提高药品标准的新机制、加强对制药过程的检测及全程质量监测、确保产品的安全可靠、不仅具有巨大的医学价值更有利于推动我国中药制药产业的健康发展。
1制约中药制药发展的桎梏因素和技术诉求
1.1中成药产品的保证质量之难
按照国家药品局的指示,提高中药的制药质量标准是医疗工作者各项工作的重中之重。在此基础上对中药制药技术提出了六字真言,即“高标准、严要求”。“高标准”即是在研究中提高中成药的生产原料及质量放行的标准,将一些药量含有限制或者微量有毒有害的物质修订了检测的目标,纳入检测的范围。“严要求”就是严格控制制药工艺品的品质、提升制药工艺的水平。
1.2中成药的二次开发之难
人们往往重视的是药品的药效和作用机制的研究,因而导致对中成药的再次开发的研究技术较薄弱。再加之制药工艺品质低等技术因素导致中成药存在很大差异,例如同一生产产家不同批次生产的药物或者不同产家生产的同一款药物在化学组成成分上也存在较大差异。这些差异不仅会影响到药品的质量、药品药效的稳定性以及临床疗效甚至还极易会造成临床上的一些安全隐患。由此观之,中成药的二次开发之难是阻碍中成药进一步发展的桎梏因素。
1.3中成药制药过程节能之难
低碳经济是当前各行各业所追求的发展战略,如何促进中药制药过程中减少原材料的损耗、减少废品垃圾、提高能源利用率、提高生产设备的生产利用率、催生生产新工艺,是当前中成药发展过程中亟待解决的问题。
1.4保障中成药生产品质之难
中成药制药的各个环节密切关系到药品的质量,可以说制药工艺各个环节的精准操作是保障中成药生产品质的奠基石。然而,在我国当前的中药制药过程中,工艺操作却缺乏精准,有些工艺甚至呈现出粗放式。大部分生产企业的制药工艺参数还没有实现完全的自动化控制。综上所述的种种因素都成为了中药制药工艺品质的瓶颈。
1.5中成药生产质量检测风险之难
虽然在医疗领域出现中成药产品质量问题的事故层出不穷,但还是缺乏中成药生产质量事故预警的机制。根据生产需求,建立质量风险预警系统和风险评估机制,检测生产工艺的质量,对生产数据进行观察可以有效加强对生产质量全过程的监测[2]。
1.6中成药制药过程质量控制之难
中药的制药过程是及其复杂的,因而制药过程的质量控制也一直是中药质量控制领域内的瓶颈因素。控制技术整体水平较低、制药过程质量控制技术较落后、中间体质量检测指标尚不完善、制药信息的缺乏导致难以实现对制药整个过程的有效控制。因此推动中药制药过程质量的控制技术创新发展是中药制药领域内的当务之急。
2新时代中药制药核心技术的创新突破
改革开放以来经过广大医学工作者的辛苦努力和科学技术的日新月异的发展,在医学领域陆续发生了三次科技革命。第一代技术改革出现在20世纪70年代左右,出现了以“机械化和半机械化”为特征的技术变革。第二代技术革新起始于20世纪90年代,制药设备更新以“三化”为特点:自动化、管道化、半自动化。第三代中药制药技术抓住了新时代技术革新的浪潮,创新发展以“精密化、数字化及智能化”为制药技艺革新的目标,推动中药制药工艺实现跨越式发展[3]。通过对新一代中药制药技艺的探究发现,在新的时代诉求下,中药制药工艺力求在以下几个方面做出创新:
2.1中药制药过程分析技术的创新
中药制药技术一般是利用PAT技术实现对制药过程的有效监控。通过集成方式对制药过程进行化学、物理、数学和生物等风险监测,辨析出可能引发制药风险的因素,实现中成药质量的控制目标。
3中药制药科技创新构思
随着信息技术的发展和第三次科技革命的创新对中成药的制药技术突出了创新的技术诉求。我们应抓住这新一轮的技术革新机遇,自主创新实现中成药产业的快速发展。
第三次科技革命如火如荼的发展也深刻影响了制药工程的技术创新,生产系统的数字化和智能化将极大促进中成药工业技术的创新飞跃。大幅度提高中药质量,实现制药技术的升级更新,推动中成药走出中国走向世界。
参考文献
[1]曹光明.中药制药工程理论研究与实践[J].世界科学技术-中药现代化.2012(05):186.
1 传统中药生产工艺
传统中药生产工艺如下:药材炮制(炒、炙、煅、煨、烘焙、水飞、洗、淋、泡、漂、浸、润、挑、拣、簸、筛、刮、刷、切等)提取(水煎煮法、浸渍法、渗漉法、改良明胶法、回流法、溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和升华法等)分离(离心法、板框过滤法)精制(澄清剂法、醇沉法)浓缩(常温浓缩、减压浓缩)干燥(减压干燥、烘干)制剂。
2 现代中药生产工艺
2.1 微波浸取
微波技术独特的体加热原理及其产生的一些附加效应,细胞由于吸收微波能,细胞内部温度迅速上升,使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力,细胞破裂 [1-2] 。细胞内有效成分自由流出,在较低的温度条件下萃取介质捕获并溶解。微波萃取技术与现有其他的萃取技术相比有明显的优势具有质量高、产量大、省时、溶剂用量少、反应或萃取快、产率高、产品质量好、后处理方便、安全,但其方法要求的装备复杂,溶剂选择范围窄,投资成本较高。
2.2 超临界流体萃取
超临界流体(Supercritical fluid, SF)是一种物质状态,当物质在超过临界温度及临界压力以上,气体与液体的性质会趋近于类似,最后会达成一个均匀相之流体现象。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可作为溶剂进行萃取、分离单体。超临界流体萃取分离技术具有萃取效率高、收率较高、可以有选择地进行中药中多种物质的分离、操作温度低、操作方便、节省劳动力和大量有机溶剂、能耗低、提取时间快,生产周期短、工艺流程简单、减少三废污染等优点,但也存在对水溶性成分溶解能力较低、设备造价较高、更换产品时清洗设备较困难等缺点 [3-5] 。
2.3 双水相萃取
双水相萃取是指利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。两种不同的水溶性聚合物的水溶液混合时,当聚合物浓度达到一定值,体系会自然的分成互不相溶的两相,这就是双水相体系。双水相萃取具有萃取条件温和、活性成分损失少、设备投资小、操作简单等优点。
2.4 离子交换树脂
不少中药的有效成分是带电荷的或所带电荷与其他组分相异, 可利用离子交换来进行分离。离子交换树脂具有比较成熟、可再生、成本较低、,容易实现大规模生产等优点。
2.5 超细粉碎技术
超细粉碎技术是一门跨学科、跨行业的高新技术,把机械粉碎和气流粉碎两者原理结合起来,达到亚微米级的粉碎程度,是当今最先进的超细粉碎方法之一。超细粉碎技术特别适用于大部分为植物的根茎类、纤维素较多的中药材的粉碎。超细粉碎技术具有粒度极细、比表面积大、分布均匀、表面活性高、化学反应速度快等优点。
[关键词] 中药制药专业;综合改革;湖北医药学院
[中图分类号] G40-03 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)06(a)-0127-05
[Abstract] The comprehensive reform of specialty of traditional Chinese pharmaceutics should be carried out from various aspects, which takes integration and management from the aspects of management mechanism, ways of performance assessment, teaching practice management, and so on, enhances the professional building level of colleges and universities, explores the new model met with the professional development of colleges and universities continually, so as to provide favorable environment for the discipline construction of colleges and universities. Combined with the construction progress of specialty of traditional Chinese pharmaceutics in Hubei University of Medicine ("our university" for short) in recent 10 years, this paper elaborates the experience and ways of our hospital in the training of establishing new university and enterprise combined with personnel training mode of specialty of traditional Chinese pharmaceutics from 4 professional comprehensive reform aspects of "double-teacher type" teaching staff construction, personnel training mode, reform of teaching method, practical teaching. Academic leaders, training of enterprise and teachers, undergraduate tutorial system are the core of "double-teacher type" teaching staff construction, provincial standardized training base and sustained practical teaching during 4 years smoothes out employment road for students, flexible application of a variety of teaching and reform methods is made combination with the target of cultivating development demand of pharmaceutical industry for the local, aims to form a talent training pattern constituted by two teaching module of enterprise and school, with combination of various aspects, such as course and practice, scientific research and tutorial system, and so on. This paper aims to provide reference for the training program and reform of cultivating applied talents faced to traditional Chinese medicine and related field.
[Key words] Specialty of traditional Chinese pharmaceutics; Comprehensive reform; Hubei University of Medicine
长期以来,湖北医药学院(以下简称“我校”)以推进教育教学改革、提高教育教学质量为立足点,注重加强专业内容建设,提升人才培养质量。2003年,为适应医药卫生发展对人才的需求,在充分调研论证的基础上,我校开始招收药学专业四年制本科生,并设立中药制药方向。2009年,药学专业成为湖北省品牌专业建设项目。到2011年药学院成立,学校投入一千余万,对药学院软、硬件全面升级,药学专业(中药制药方向)便进入了快车道。近五年来先后成为了湖北省战略性新兴产业计划人才项目,本科教学工程“专业综合改革试点”国家级建设项目,建设成了湖北省高校省级实习实训基地、校级重点学科、硕士学位授予权学科等等。目前,该专业办学定位准确,服务面向明确,在培养模式、教学团队、课程教材、教学方式及教学管理方面具有特色,培养出的毕业生受到用人单位广泛好评。本文将从如何建设“双师型”师资队伍、“2+3”一体化人才培养模式、教学方式方法改革、实践教学等四个方面介绍我校药学院在专业综合改革方面采取的措施,以此抛砖引玉,希望推动药学相关专业的综合改革。
1 “双师型”师资队伍
1.1 专业带头人
应选择学历职称高、实践技能水平高、教学学术水平高、师德高的“四高”教师为本专业带头人。定期派遣专业带头人到国内外知名大学访问交流,不断更新教学理念;建立激励机制,明确目标责任,促进专业带头人提升专业能力和学术水平;搭建省级重点实验室和校企研发中心,激励专业带头人确定以武当中药品种为主要研究方向;聘请美国休斯敦大学、香港大学知名专家学者担任本专业兼职教授,帮传带本校专业带头人快速成长。聘请美国休斯敦大学教授Ming Hu为外籍院长,为学科建设把脉。经过5年的建设,校内45岁以下专业课教师中具有博士学位教师比例超过20%,有企业实践经验教师比例达80%,形成一支70人左右师德高尚、教学水平高、实践经验丰富、动手能力强、具备创新能力的“双师型”教师队伍。
1.2 企业教授的培训与聘用
聘请合作企业的专业人才和技术骨干担任专业兼职教师,参与课程开发、教材编写、实践教学、指导学生科研和论文撰写等教学活动。学校、企业的授课教师进行双向培训,企业人员到学校主要进行教育理论、教学技能方面的培训,每期不少于1周;学校教师深入企业一线,进行实践能力培养,每期不少于1个月。定期召开由校企双方参加的教学研讨会,加强学校与企业的“产学研”合作,实现以理论指导实践,以实践提高技能,以科研引导教学的目标。
1.3 本科生导师制
本科生导师制是近年来我国部分高校在借鉴国外高校教育和管理工作经验的基础上,适应我国高等教育发展需要,探索在本科生教育中培养出一批具有潜质的创新型高素质人才的一种新的工作机制[1-5]。我校采用双导师,即学业导师和职业导师的机制。新生入校即建立与其对接的“导师制”,给予其生活、学习和职业生涯上的指导。最初2年在校以基础理论学习为主,学生重点完成对专业基础知识和基本技能的培养;暑假和寒假期间强化专业技能,结合市场需求及学校现有实验室条件精确定位方向;将学科带头人的科研成果转化或者企业的特色技术为教学内容,带领学生早进实验室、早参加课题研究。后期1年的实践学习中,实训教学环节主要依靠本专业教师和合作企业内的导师联合指导和培养,使学生紧密结合药学实际,深入到中药产品的研发、生产、设计、营销和管理等环节中,完成在企业实训阶段的学习任务。实施本科导师制,发挥教师在学生培养教育过程中的主导作用和学生的主体作用,建立新型师生关系,更好地实施因材施教和个性化培养,提高学生创新精神、创新能力、团队精神,使学生在教学计划和导师的指导下,自主地构成合理的知识结构和技术特长。
2 全面升华实践教学,为学生就业铺平道路
建立由“认知教育、实践训练、联合培养、企业创业”四个阶段构成的“四年校企实践合作不断线”实践教学模式[6-8]。实行早期实践、连续实践、多次实践和多时实践,建设省属一流的专业实验室、实训室、实践基地和科研平台,加强实验技术人员培养,选派高水平教师带教实验,激励学生开展自选性、协作性试验,努力使学生达到“四能”,即能识药、能验药、能制药、能研药。
2.1 按照“一体两翼,两个结合,三个环节,四年不断线”的原则强化实践教学
“一体两翼”是指以构建实验实训课程教学和专业见习实习为主体、以课外科技创新和综合社会实践为两翼的学生实践能力培养体系;“两个结合”指校内实践教学资源与校外实践教学基地相结合,教学与生产实践相结合;“三个环节”指见习环节、实习环节和毕业论文设计环节的实践训练,见表1;“四年不断线”指从大一开始到大四,加强实践能力培养不中断。在整个实践锻炼过程中,始终强调创新能力、综合运用知识能力、设计能力、科学研究能力、计算机与外语应用能力、文献检索能力和技术经济分析能力的培养,使必修课∶选修课∶实践教学之比达到4∶1∶1。
2.2 省级人才培养实训基地建设
在高等教育中,实践教学是提升学生专业途径的必要途径,通过实践与理论有机结合,可显著提升教学效果[9-10]。我校以校内省级重点实验室“武当特色中药研究实验室”“武当山中药资源开发与利用”“中药新制剂研究开发”“药物分析”三个国家中医药科研二级实验室和“中药药理(肿瘤)研究”国家中医药科研三级实验室以及“湖北医药学院中药产业化工程技术研究中心”等一系列科研平台作为培养产业人才的开放实验室,完善管理办法,优化运行机制。把企业生产中遇到的问题和教师的科研方向作为学生设计性、自选性、综合性实验选题的主要依据,目前通过导师的实验指导,学生完成的设计性、自选性、综合性实验达到总实验项目数的50%。逐步完善企业的湖北省高校省级实习实训基地,2014年中药制药省级实习实训基地完成了我校和湖北中医药大学药学和制药工程两大专业600余名学生的见习、毕业实习教学任务。此外,在校内建设药物研究所、药用植物标本馆和百草园,以加强学生对本专业知识的理解与掌握。密切与九州通、湖北天圣清大制药有限公司、湖北神龙本草中药饮片有限公司、湖北天圣康迪制药有限公司、十堰神农医药科技园有限公司等战略性新兴(支柱)产业人才培养项目合作单位合作,以校企合作为基础、产学研合作为纽带,全力建设科技创新平台、产学研合作平台,多项重大成果取得突破,达到学校与企业“优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展”的双赢目的。
3 教学方式方法改革
应用学导启发式、问题探究式、小组讨论式等教学方式,注意因材施教、因人施教;坚持以培养目标为导向,以学生为主体,以培养能力为核心,结合课程特点,运用多种教学方法保证教学质量。
3.1 开放式教学和“第二课堂”教学
积极推行开放式教学,充分开放教学资源。通过成立“小神农科研小组”、药用植物盆景和中医药文化进课堂、药用植物野外采集、第二课堂等多种方式,培养学生对中药制药专业的认知和兴趣。在开放《药用植物学》和《生药学》的辅导体系和标本馆的基础上,加大力度建设专业课和特色课程的辅导体系;将学校与企业共同开发的五门特色课程安排到企业生产车间和野外药用植物采集点,加深学生对知识的掌握和理解;广泛开展技能比赛、科研设计大赛、专业趣味活动等,使学生能在比中学、学中乐,提高学生学习效率和学习效果。
3.2 课程与教材建设
按照“厚基础、强能力”的总体要求,优化课程结构,突出学生创新精神、实践能力和自学能力的培养,构建新型的课程体系。在课程设计上,公共基础课、专业基础课、专业课、特色课程等四类课程的学时比例达到2.0∶2.9∶2.4∶0.5;必修课、选修课、实践课学时之比达到4∶1∶1;建成专业课程自学辅导体系(参考书、题库、教学光盘等)。建设3门校级精品课程,1~2门省级精品课程,公开出版3本以上特色教材,编制实验实训教材讲义5本[11]。特色课程模块为校企联合或与其他学科协同开发。课程以实训教学为主,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、植保、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力。具体课程包括:①湖北省中药资源开发现状,主要介绍湖北省中药资源分布、资源种类、开发应用前景及开发现状。②鄂西北中药资源开发,主要介绍鄂西北(神农架、武当山地区)特色中药资源与开发,神农架地区的地理特征、气候特色、资源分布、特色资源和开发应用现状。结合鄂西北区域性中心城市重点产业建设,建立鄂西北特色中药资源(房陵丹参、柴胡等)GAP基地。③湖北省中药资源文化,以神农医药文化、李时珍医药文化和鄂西北生态文化为主线,介绍湖北省中医药文化和中药资源文化,提高学生对湖北省中药资源文化的认识,培养学生对中医药文化和中药资源文化的认同感和传承能力。④湖北省及鄂西北中药饮片生产及标准研究概况,主要讲授湖北省及鄂西北中药饮片生产现状、生产工艺改革、饮片质量标准研究及应用现状。⑤中药制剂实用技术,包括“半仿生提取法(SBE)、大孔树脂吸附法及膜分离技术在中药制剂中的应用”“中药传统制剂、丸剂、膏剂”“滴丸、分散片、固体分散体、微囊等制剂的制备技术及质量控制方法”“软胶囊制剂技术”以及“中药注射剂、粉针剂制剂技术”等几个板块。通过该课程的学习能帮助学生进一步掌握中药制剂理论和实用技术。
3.3 开展以问题为主导大教学(PBL)
借鉴药剂学教研室PBL教学的经验,在中药制药专业课中推进PBL教学,对开展PBL教学的教师给予一定的政策奖励[12]。我院药剂学学科自2003年开始探索以问题为主导大教学,探讨PBL在医学教育中的应用范围。经过长达十年的研究和数届学生的反馈总结出了PBL教学法在本科药学教育中的优势与不足,研究了PBL教学模式的适用范围,表明PBL教学模式在大学三到四年级的高年级学生较低年级学生更适用、专业课比基础课更适用、实践实习课程较适用。我校在此基础上,针对性地在中药制药专业的大部分专业课程中开展了PBL教学,收到了良好的效果。
3.4 促进学生自主学习
自主学习是与传统的接受学习相对应的以学生作为学习主体的一种现代化学习方式。正对药学专业学生终身学习的特点,教学改革中大力缩减课堂授课学时,扩大学生自学空间;开放实验室、标本馆、实训室、自主学习中心、图书馆、百草园等,鼓励学生组成学习小组积极开展探索性、设计性、综合性实验,鼓励学生主动和教师进行互动,鼓励学生质疑和提问教师,鼓励学生自主选择导师;制订相应评价制度,引导学生开展自主学习。
4 “2+3”一体化人才培养模式
人才培养模式是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容和课程体系,管理制度和评估方式,实施人才教育的过程的总和[13-17]。通过校企合作,建立一种新型的“2+3”一体化人才培养模式。“2”是指人才培养分别在学校和企业两大板块进行,“3”是指培养过程实现三个方面的结合,即教学与生产实践结合、教学与科研结合、课堂教学与师带徒结合。依据人才层次的应用性、知识和能力的专业性、人才类型的技能性、毕业生去向的基层性等方面特点,构建了“见习-企业实践实训-校企研发中心基本功训练和专项实训-企业综合实习-顶岗实习”渐进式实践体系。校内模拟实训与校外顶岗实操相衔接,进一步提升学生的实践技能。大力改革课内理论教学的形式,采用了课堂理论教学与边讲边练、专业实训与校外实习结合等多种教学方法,逐步形成理论学习与基本实践能力、专业技术应用能力、综合实践能力有机结合的教学体系。增加部分专业特色实践课时,如在校企共同开发的课程、企业核心文化、人文素养等。
5 存在的问题及建议
经过近五年的建设,我校中药制药专业毕业生已经在各个企业茁壮成长,学生就业率一直在省内同等专业前茅。但在建设过程中也遇到了各式各样的问题,希望大家能够借鉴:首先,学生的发展问题,中药制药专业人才培养的目标希望学生为当地区的生物医药产业发展做贡献,但是很多学生想继续考研深造,结果大部分学生选择深造而与用人单位解约,这给学校和企业带来了很多问题;其次,理论教学与实践教学的问题,很多学生在学习过程中更加注重科研技能、操作技术等问题,出现了重实践轻理论的现象,因为实践技能具有较强的实用性和成就感;再次,培养计划在实习实训的基础上,建设的企业特色课程模块补充实训教学,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力,但是目前由于资金和企业专业人才的缺乏导致课程开发进展缓慢。要针对这些问题展开探讨和分析,针对性解决“专业综合改革试点”建设中的问题,深化专业建设改革、实现校企合作,探究实践新模式、有效评估,完善质量考核机制,只有不断地进行探索和分析,才能够促进高校本科专业建设质量的提高,让教学管理模式趋于合理[18-20]。
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引言
如今,中药制药工业已经逐步成为我国整个医药产业中的一个关键环节,并且市场上的许多中药种类并不具备较高的科技水平,因此也不能形成能够和其他以此衍生出了全新的制药门类。然而,由于众多历史因素及始终较低的科技水平制约,我国产业进行抗衡的市场竞争力,无法达到生产经营。对此,就更加需要中药企业的领导对对相关科技创新策略实施具体分析与研究,把展开的一些技术创新在工业技术生产中实施高效转化,进而制造出适合广大消费群众所需要的有效药品。
1 工程科技创新方略研究
1.1 中药制药阶段的技术分析
这种技术的产生应用,主要是来自原质量源于设计的重要理念。其纲领性的原则是利用对所以制药流程环节实施全方位的科学化的监督控制,极其明晰地详尽地清楚这一分析技术的原理与原则,制订出一系列用于给中药药品生产制造实施研究试验检测的系统。部分有关的学者与专家艰辛,中药制药研究技术必须要通过集成技术,进而对中药制药的全部流程进行化学、物理性质的分析和风险研究,对所有可能可以引发药品质量问题的一些因素实施精确甄别,对中药药品研制生产的原料以及各个艺材料展开不定时的纪实试验检测,让药品质量满足严格的标准,实行中药质量控制的目标。分析技术思路的重点是中成药制造全部流程中的建模分析,研究每一个工艺及其质量联系的相互连接点,设计质量让风险缩减到最小的环节质量控制系统,制定中药制造流程中的质量监测系统[1]。
1.2 品质优化技术
对中药制造中的每一个涉及到的工艺流程实施深度解析,判断甄别每一个工艺所需要的参数标准,以及质量控制指标相关联的技术,涉及中药产品质量的控制标准,对中药制造过程中的每一项工艺参数实施不断健全和改进,让所有环节和中药产品质量检测的流程都实施严格与系统的关联,精确地控制好整个中药制造工艺的方法和每一个生产是流程,确保中药制药工艺质量的提升。
当下,对于我国很多的中药制造企业而言,集成科技作为一种先进、科技的工业生产创新客气,尤为适用在中药制造的生产工艺中来,能够对生物体的有效成分提炼、浓缩、以及萃取这一类相对十分繁杂技术进行完美操控。把重要药品生产制造中提取、分离、浓缩、以及纯化等一系列相互结合的工序和计算机辅助技术进行集成实施操作,最终不仅可以让中药从原料到产品所有制造流程实施密切监控,还能够确保中药生产制造出的是高标准、高质量药产品[2]。
2 中药制药工程科技实现工业转化的对策
2.1 明确PAT思路
PAT思路一言蔽之,就是制定了一个能够用于研究且控制药品生产流程的一个完整体系,充分解释了质量源于设计这一理念。如要实现工业转化,PAY应当采取的集成办法对当前我国中药制药全部环节实施化学、物理上的风险研究,进一步认识到各种可能会引发的药品质量变动因素,第一时间试验检测各工艺步骤的材料以及质量指标,完成中成药质量控制目的。这种技术手段重点涵盖了中成药生产全过程建模研究,单元工艺和质量关系建模,其目的旨在为了进一步说明可能会左右工艺品质的每一个节点,制定质量风险最小的过程质量控制系统,分析过程分析化学和生物检测手段,创设中药制药过程质量监测体系。
2.2 品质优化思路
对中药制药阶段中的每一个单元工艺实施深化分解剖析,正确掌握工艺参数和质量控制标准之间的有关性,创设制药工艺品质量控制标准,对部分工艺参数进一步优化,把严谨、先进、科学、可操作性的技术落实到每一道制药环节和工艺品质量检测中,精确掌握整个生产工艺流程与每个工艺步骤,最终达到中药制药工艺品质能够全面显著提升。
2.3 组建现代化的中药制药设备
在传统的中药制药设备背景下完成向高科技、现代化的生产制造设备转化,研制出具有信息化、电子化、智能化的先进设备。只有把现代化的多媒体及数字技术深入应用至中药企业的设备控制操作中,才能够从硬件上强化设备的运作实效率,直观地提升药品产品的生产质量,也一改我国医药界普遍认为的中药工业设备技术低下的看法[3]。
另外,将基础性药学、工程药学以及制药工程学相互复合,一齐展开探讨,以“合作共赢”的标准进行探索,把不同学科特性的力量来一齐推动协同创新,才能够更加优质地实现对科技创新中各个环节的整合,把科技成果转化成为工业产品,满足中药企业的生产效率。
3 结语
综上所述,随着“第三次工业革命”的来临,从工业的角度直接激发了我国中药制药工程科技的开发与发展。把数字化、信息化技术和智能化技术相互复合建立出完整的生产体系,能够最大化让我国中药企业的制造技术完成质的飞跃,进而使我国中药技术整体迈向现代化发展,为中药产业的发展打下牢固基石。
[中图分类号]TQ460.5[文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2007)07(c)-100-02
中药制药中采用液液分散操作可以使液液分散的相界面增加,分散相液滴反复进行破碎、聚并,从而促进分散相液滴间的传质。目前,在液液分散中广为采用的是搅拌的方式。搅拌可使液滴破裂、聚并和悬浮,搅拌推动液体以一定的强度和方向流动,从而影响液滴的分布与均一性。
为使搅拌液体混合均匀,首先要求提供足够的循环量,避免在设备内出现死区。其次要求搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度足够大,尤其是当两种液体黏度相差比较大时,剪切的存在将有利于高黏度液体在设备中的分散,有利于湍流扩散的强化。
混合过程中若伴有化学反应则会使过程变得更复杂。其主要表现在两个方面:一是为了防止发生一些不希望出现的副反应,对混合时间要有比较严格的控制;二是由于许多过程有反应热的导出或热量的导入,使得混合过程的控制难度增加。
评价搅拌器混合效果的主要性能指标有混合时间和混合程度等。其中,混合时间是判断混合效果的最重要的性能指标。而在制药生产的大型搅拌设备中,由于空间很大,混合液体量多,其混合时间的控制将成为主要问题。一般混合达到均匀的时间越短则越有利于提高药品的质量,并可降低药品的生产成本。对于大型搅拌罐,若要求混合达到均匀的时间很短,且时间控制得比较精确,则设计及制作起来难度较大,甚至不能达到满意的效果。因此,目前国际上对静态混合器的研究与设计越来越重视。
圆管形混合器是一种静态液-液混合器,符合GMP要求,适用于制药生产和科研。圆管形混合器的主要部分为一圆形混合管。工作时,几种液体同时流过圆形混合管而均匀混合。其具有许多优点:一是混合均匀度高,混合达到均匀程度的时间短(连续混合处理时间一般不大于30 s);二是混合器中不存在运动部件,混合时不受外界污染;三是混合过程中不与空气接触,对易燃、易爆、易氧化液体的混合十分有利;四是圆管形混合器的工作方式为连续式,能够适用于连续式生产线的混合工艺阶段。圆管形混合器由于其性能优越,对其研究非常重视。在研究中,我们提出了摩擦点数的概念。
连续式混合器操作性能的优劣取决于系统的摩擦点数、系统的摩擦因数、液体的流速和混合液体的黏度等。在研究设计圆管形混合器的过程中,必须确定与合理选择混合过程中的摩擦点数、摩擦因数、混合均匀度、混合液体的流速和混合液体的黏度等函数关系,这样才能降低生产成本。研究圆管形混合器时需找出如下的一些关联式。
1 混合系统摩擦点数的选择
1.1 摩擦点数n对混合均匀度I的影响
这里U定义为圆管混合特征函数,与混合液流速u、最大运动黏度Vmax、管横截面直径D和绝对粗糙度e有关。在一定范围内,摩擦点数n取值越大,混合均匀度I越高。
1.2 摩擦点数n与混合系统摩擦因数λ的关系
摩擦因数λ设置的合理与否,取决于摩擦点数n 。研究圆管形混合器时发现,摩擦因数λ,初始摩擦因数λ0,摩擦点数n,管横截面直径D,绝对粗糙度e之间的关系为
由式2可知,摩擦点数n增加,摩擦因数λ增加。λ增加太大时,圆管形混合器不能正常工作,混合均匀度I下降。由式2可得
为避免混合均匀度I下降,摩擦点数n必须小于最大摩擦点数nmax。因此,实际设计中控制摩擦点数n的取值范围为 n nmax 。
2 混合液的流速u
根据混合时的扩散机理,确定混合液流速u与最大运动黏度νmax和混合器处理量qv的关系为
3 混合器适应混合液体的黏度v
生产中常取u为3~6 m/s。由式4推出
生产中ν的取值应为ν νmax。因此,圆管形混合器适用于混合液体的运动黏度ν较低的稀溶液。
4 讨论
4.1 目前,对于圆管形混合器在理论上还不能准确地建立起混合均匀度I与摩擦因数λ的关联式。我们可以通过摩擦点数n ,对I与λ的关系进行适当的推断。由于式1对n的上限没有任何约束,当n非常大时,λ非常大,液体在混合器中的流动性变差,甚至极差,致使I下降。确定n的最好办法是,在理论的初步指导下,进行试验,以取得最佳n值。
4.2 混合液流速u根据经验常取为3~6 m/s。但实际当中,混合液流速u越大,混合均匀度I越高。而混合液流速u越大,对设备的要求越高,但流速u非常大时,设备可能无法满足流速的要求。
4.3 圆管形混合器适用于混合运动黏度ν较低的稀溶液。对于运动黏度ν较高的溶液,混合效果不理想。尚需进一步研究。
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上世纪90年代后,全球原料药市场向亚洲转移,中国和印度凭借廉价的劳动力及较低的环保成本迅速崛起,分别占据第一和第三的位置,排在中间的是意大利。根据该国化学制药协会最近公布的数据,世界原料药市场在过去五年年均增长率为5.6%,预计未来五年将维持在7%左右。
国内代表企业:
华北制药(抗生素)、哈药集团(抗生素)、浙江医药(维生素E)、东北制药(维生素C)、新华制药(解热止痛原料药)、恒瑞医药(抗肿瘤原料药)
面临问题:
1.利润率低。据统计该产业年净利润率不足6%,为医药七大子行业最低。2.污染严重。是环保部重点治理的12个行业之一,污染量仅次于造纸业。3.产能过剩。由此引发恶性竞争,压低了行业的整体利润率。4.贸易壁垒增加,“双反”案例频现。
最新动向:
今年七月,欧盟针对原料药进口的“62号令”将正式执行。其中最重要的一条是,出口国的药品生产质量须符合欧盟标准。由于欧盟是中国原料药出口的重要市场之一,分析认为,此举将导致国内大批中小药企倒闭。
术语解释:
原料药是成品药的原材料,一般从化学物质和生物体中提取。其只有在加工成药物制剂后,才能供临床使用。因而业界也有将其归类为化工业,而非制药业的做法。
仿制药小富即安
发展现状:
1.由于新药开发难度越来越大,同时全球专利药迎来制药史上罕见的集中过期时期,仿制药在过去十多年发展迅猛,市场占有率节节攀升。咨询公司IMS预测,未来五年内,仿制药仍将保持10%以上的增速。2.全球仿制药市场由50家左右的企业占据,印度是其中的佼佼者。中国虽然也生产了大量仿制药,比如西药制剂的90%以上都为仿制,但主要用于内销,外销比例可忽略不计。其中原因主要还是中国的成品药生产标准与国外相比有很大差距。
面临问题:
1.国内仿制药市场近些年增长迅猛,。2.仿制药品质量无法达到国际标准,临床效果及药品安全问题存疑。
最新动向:
生物仿制药被认为是下一个最值得关注的药品种类。在中国,中信国健是该领域的领头羊,其研制的明星药品益赛普自2005年上市以来销量颇好。但首席科学家郭亚军的离开对中信国健产生了很大影响,最近的上市计划也莫名中止。
术语解释:
我们日常使用的药品,是将原料药制成制剂,并大量生产后的成品药。按照是否有专利权,可分为原研药和仿制药,原研药在专利保护过期后就可被仿制。因为中国药企的研发能力普遍较弱,在国内成品药基本可等同于仿制药。同时按照生产途径,仿制药又可分为化学仿制药和生物仿制药,区别在于一个是化学合成,另一个是发酵。
发展现状:
根据咨询公司IMS的统计数据,自2008年以来,中国中药市场的增幅持续高于西药制剂,成为快速增长的医药子行业之一。而这一市场又基本被来自国内的传统企业所垄断,跨国公司的占比份额极其微小。另外从全球范围看,日本和韩国基本垄断了国际中药市场。中国微弱的份额主要体现在中药材的出口上,具备一定技术附加值的中成药几乎没有办法走出国门。
面临问题:
1.由于过度开发,野生药材濒临枯竭,导致“假中药”横行市场。2.由于缺乏循证医学证据,中成药与中药注射剂的安全问题愈演愈烈。3.受日韩美等国“洋中药”的冲击,中国中药的海外开拓之路尤为艰难。
关键词:真空技术;制药机械工业;应用
真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。
1常见真空设备及其应用
1.1真空微波干燥设备
真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。
1.2带式真空干燥设备
带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。
1.3真空浓缩设备
真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。
2真空技术在制药机械工业中的发展前景
2.1创新微波真空萃取设备
创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。
2.2改革微波带式真空干燥设备
微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。
2.3形成真空制药生产线
在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。
2.4真空捡漏设备的发展
真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。
3结语
本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。
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