1、L o g o 德国 CHRIST冻干机 LyoControl系统 在冷冻干燥工艺中测量凝固点的研究 姓名： 刘树强 学号： A0986019 院系： 工学院 专业： 项目管理 研究方向： 国际药物工程管理 导师： 洪金阳 （美国辉瑞） 2 1.1 选题背景 研究背景 冻干产品的重要性 监管 在 FDA批准的蛋白、多肽、疫苗等生物剂型中，位于前三位的冻干粉针、水针和悬液分别占 46%、 32%和 11%； 我国粉针制剂中有 20%的药品为冻干制剂，在化学原料药中有 5% 6%的药品为冻干药品。在生物制剂中，冻干药品的比重达 30% FDA 483 有关 冻干制品 技术转移 的偏离 配方没有凝固
2、点和融点的研究； 整批次没有均一凝固； 没有根据隔板温度修正样品温度的研究； 预冻过程控制： prefreezing control 晶核控制： Nucleation control 冻干研究趋势 3 第一章 绪论 第二章 冷冻干燥基本理论 第四章 分析方法的改进 第五章 LyoControl测试系统应用 第三章 LyoControl控制系统 分析 1.1 选题背景及意义 1.2 研究现状 1.3 研究内容、方法及技术路线 2.1基本理论 2.2 冷冻干燥工艺 2.3 冷冻干燥设备概述 3.1 配方 3.2 实验方法 3.3 数据分析 4.1 配方 4.2实验方法 4.3数据分析 5.1 Ly
3、oControl 优势 5.2 不足和展望 文献分析法 PAT工具 2.2 论文研究内容 JMP软件 数据分析 应用建议 JMP软件 数据分析 Compound复合物 Applied 应用 Basic 基本 One kind of excipient in one solution 一种辅料的水溶液 Buffer solution 缓冲液 Bulking agent 骨架剂 Tonicity Modifiers 渗透压调节剂 Solvent system 共溶剂 Small molecules 多种辅料水溶液 Proteins 蛋白及辅料水溶液 Mixture of two kinds of
4、materials 两种辅料的水溶液 2.1 配方 Formulation 2/12 4. Teu by LyoControl 3.2 研究方法与技术路线 Materials and Methods 采用 LyoControl系统分析共晶点 1. Tg by DSC-Basic 1. 0.25M Citrate solutions 2. 0.25M L-(+)-tartaric acid References 1： Johnson-Elton et al， 2002 Thermophysical properties of pharmaceutically compatible buffers
5、 at sub-zero temperatures: implications for freeze-drying， Pharm. Res.， 19， 195-201. Buffer solution Bulking agent 3. 5% mannitol with 2 ml to 4 ml fill in 5 ml vials were used 4. 5% sucrose (amorphous product) 5. 5% glycine (crystalline product). Tonicity Modifiers 6. NaCl 0.9% 3.2 研究方法与技术路线 Materi
6、als and Methods References 2 References 3 1. Teu和 Tg数据对比 3.3 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl 序号 样品编号 溶液 Tg（ ） Lyocontrol Teu（ ） 平均Teu与Tg差 文献 Tg 测量 Tg 平均 Teu Teu1 Teu2 Teu3 1 S1 0.25M柠檬酸 -34 -33.3 -25.0 -24.8 -25.3 -25 8.3 2 S3 0.25M酒石酸 -35 -34.7 -27.8 -28.9 -27.5 -27 6.9
7、3 S4 5% 甘露醇 -27 -27.1 -12.4 -12 -13.1 -12 14.7 4 S5 5% 蔗糖 -32 -32.6 -16.9 -21 -17.5 -12.2 15.7 5 S6 5%甘氨酸 -37 no -15.8 -14.5 -15.5 -17.3 21.2 6 S7 0.9%氯化钠 -30 no -35.8 -34.2 -37 -36.2 -5.8 7 S12 5%乙醇 -38.5 -16.7 -14.2 -19.3 -16.6 21.8 8 S19 2%葡萄糖 + 1%甘露醇 -41 -54.5 -44.4 -16.9 -17.2 -14.1 -16.1 27.5
8、9 S20 氯化钠 (0.9%) +人血清白蛋白-46 no -38.3 -39 -39 -36.8 7.7 10 S21 氯化钠 (0.9%) +人血清白蛋白(1.0%) -46 no -39.3 -40.3 -39.5 -38 6.7 11 S22 氯化钠 (0.9%) +人血清白蛋白(5.0%) -46 -46 -42.5 -43 -42 -41 3.5 12 S25 人血清白蛋白(0%) +甘露醇(6.25%) -31.2 27.1 -27.3 -9.9 -9.7 -10 -13.9 17.4 13 S26 人血清白蛋白(1.25%) + Manitol (6.25%) 32.0 27
9、.2 -28.8 -15.6 -17.5 -15.3 -14.1 13.2 14 S27 人血清白蛋白(3.125%) +甘露醇(6.25%) 31.4 25.0 -28.2 -16.6 -16.6 -17.4 -15.8 11.6 15 S28 人血清白蛋白(6.25%) +甘露醇(6.25%) 31.4 25.0 -29.2 -17.7 -17 -19.8 -16.3 11.5 16 S29 稳定态人血清白蛋白 (1.25%) +甘露醇 (6.25%) 32.9 28.1 -29 -22.1 -21.2 -22.9 -22.1 6.9 17 S30 稳定态人血清白蛋白 (3.125%) +
10、甘露醇 (6.25%) 39.5 32.7 -37.9 -29.4 -21.8 -22.2 -22.1 -21.2 7.6 18 S31 稳定态人血清白蛋白 (6.25%) +甘露醇 (6.25%) -37.7 -32.8 -24.4 -22.8 -25.4 -25 8.4 2. Teu 批间差 Batch Difference 3.3 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl LyoControl批间差正态分位图 LyoControl批间差统计数据图 18个样品的批间差统计分析，以偏离 5 为规格上限，以偏离 -5
11、 为规格下限。使用JMP9软件分析，结果显示所有的 Teu数据都在此范围 ;测量数据波动不大，结果稳定可靠 。 3. Teu 与 Tg比较 3.3 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl Teu与 Tg差值正态分位图 Teu与 Tg差值统计数据图 结果表明，以偏离 10 为目标，偏离 20摄氏度为规格上限，以偏离 0 为规格下限，所有的 22.2222%不在此范围之内，主要是无定型结构的配方。从正态分布图中可以看 18个样品的 3组 Teu数据比较分散，性能表现 CPK指数很低。 需要 进一步提高 LyoContr
12、ol共晶点测试系统的适用性 。 1. Tf by LyoControl 4.1 研究方法与技术路线 Materials and Methods 创新的 LyoControl系统分析 凝结点（ Tf） 2. Tf by LyoControl 4.1 研究方法与技术路线 Materials and Methods 采用 LyoControl批记录分析 Tf Datum Zeit Eiskond1 Lyoprodukt LyoRx Soll.Vakuum Soll.Stellf ( jjjjmmtt ) ( hh:mm:ss ) ( ) ( ) ( Pz ) ( mbar ) ( ) 2011100
13、6 11:18:03 -62 -43 96 999 -50 20111006 11:18:07 -62 -43 96 999 -50 20111006 11:18:11 -62 -43 96 999 -50 20111006 11:18:18 -62 -43 96 999 -50 20111006 11:18:22 -62 -43 96 999 -50 20111006 11:18:25 -63 -43 96 999 -50 20111006 11:18:29 -63 -43 97 999 -50 20111006 11:18:33 -63 -43 97 999 -50 20111006 11
14、:18:36 -63 -43 97 999 -50 20111006 11:18:40 -63 -43 97 999 -50 20111006 11:18:44 -63 -43 97 999 -50 Tf和 Tg数据对比 4.2 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl 序号 样品编号 溶液 Tg（ ） Lyocontrol Tf（ ） 平均 Tf与 Tg差 文献 Tg 测量 Tg 平均值 Tf1 Tf2 Tf3 1 S1 0.25M柠檬酸 -34 -33.3 -31 -30 -30 -33 2.3 2 S3 0.2
15、5M酒石酸 -35 -34.7 -33 -35 -32 -32 1.7 3 S4 5% 甘露醇 -27 -27.1 -26.7 -25 -24 -31 0.4 4 S5 5% 蔗糖 -32 -32.6 -31.0 -32 -34 -27 1.6 5 S6 5%甘氨酸 -37 no -16.0 -15 -14 -19 21 6 S7 0.9%氯化钠 -30 no -35.0 -32 -36 -37 -5 7 S12 5%乙醇 -38.5 -41 -40 -42 -41 -2.5 8 S19 2%葡萄糖+ 1%甘露醇 -41 -54.5 -44.4 -35 -35 -35 -35 9.4 9 S2
16、0 氯化钠(0.9%) +人血清白蛋白(0.5%) -46 no -40.3 -40 -40 -41 5.7 10 S21 氯化钠(0.9%) +人血清白蛋白 (1.0%) -46 no -42.3 -40 -43 -44 3.7 11 S22 氯化钠(0.9%) +人血清白蛋白 (5.0%) -46 -46 -41.0 -38 -41 -44 5 12 S25 人血清白蛋白 (0%) +甘露醇(6.25%) 31.2 27.1 -27.3 -28.0 -30 -28 -26 -0.7 13 S26 人血清白蛋白 (1.25%) + Manitol (6.25%) 32.0 27.2 -28.
17、8 -27.3 -25 -27 -30 1.5 14 S27 人血清白蛋白 (3.125%) +甘露醇 (6.25%) 31.4 25.0 -28.2 -23.3 -22 -23 -25 4.9 15 S28 人血清白蛋白 (6.25%) +甘露醇 (6.25%) 31.4 25.0 -29.2 -25.0 -25 -26 -24 4.2 16 S29 稳定态人血清白蛋白 (1.25%) +甘露醇 (6.25%) 32.9 28.1 -29 -32.3 -30 -33 -34 -3.3 17 S30 稳定态人血清白蛋白(3.125%) +甘露醇(6.25%) 39.5 32.7 -37.9 -
18、29.4 -33.0 -34 -32 -33 -3.6 18 S31 稳定态人血清白蛋白 (6.25%) +甘露醇 (6.25%) 37.7 -32.8 -35.3 -34 -38 -34 -2.5 1. Tf 批间差 Batch Difference 4.3 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl Tf 批间差正态分位图 Tf批间差统计数据图 18个样品的批间差统计分析，以偏离 5 为规格上限，以偏离 -5 为规格下限。使用JMP9软件分析，结果显示各组数据均在 5 的范围内；相比 Teu的数据而言， Tf批间的
19、差距较大。 3. Tf 与 Tg比较 4.3 DSC数据与 LyoControl数据的比较分析 Data Comparison,DSC and LyoControl Tf与 Tg差值正态分位图 Tf与 Tg差值统计数据图 结果显示，所有 Tf数据在 -5 10 的偏差范围内，比 Teu的数据范围偏差小。而 CPK值高于 Teu的数据，因此，性能指标更好。 1.盐类配方 4.4 改进的测量凝结点的 曲线 与配方的关系 Relationship between Tf curves and formulation Te与 Tf差别不大。通常形成晶体结构 , 如氯化钠水溶液 。 Lyocontrol系
20、统测量的 Te与 Tf差别非常大，甚至 10-20 。如蔗糖水溶液，通常是无定型结构 逐步凝结的过程，因此电阻值突变后，需要经过一小段时间后，达到最大值。如甘露醇与稳定态人血清白蛋白，通常形成混合结构 5.1 DSC数据分析 1.价格高昂，而且需要一定的技术要求，影响了这些技术的推广使用 ； 2. 各种制品由于特性不同，而且受分析方法的影响，单一的分析方法，并不能获得全部有效的数据。 0.9%的氯化钠完全抑制了 0.5%和 1%HSA的凝结 ， 在 DSC的分析范围内，并没有测量到 Tg。 5%的 HSA样品中，测量到了相应的 Tg。 DSC的局限性 5.2 LyoControl测量凝结点 根
21、据凝结点设置真空度 测量到的凝结温度，实际冻干时，设定的预冻温度比测量的凝结温度低10 ，主干燥真空度对应设定至低于测量温度 10 。 5.3 LyoControl在 PAT中的应用 错误工艺：电阻曲线（棕色）下降 正确工艺：电阻曲线（棕色）保持不变 理论 体系 验证电阻法测量凝结点的批间差异和 Tg的差异。 社会 效益 Lyocontrol应用于凝结点测量和 PAT分析 经济 效益 简单，易于操作 整合在冻干机中，直接摸索工艺条件 6.1 经济和社会效益 6 论文贡献与不足 6 论文贡献与不足 1 传感器，是放置到制品瓶内的，一方面会形成制品的晶核，造成与其他制品的不均一 2 传感器通常浸没在制品内部，也不能反应升华界面的实际温度情况 3 需要进一步 研究隔板降温的模式、传感器放置的不同位置、西林瓶的大小以及真空条件下等因素，对测量结果的影响 6.2 论文的不足 L o g o 谢谢各位评审老师！ 敬请提出宝贵意见！
