制藥工程專業(yè)導(dǎo)論03.中藥制藥

制藥工程專業(yè)導(dǎo)論03.中藥制藥第一頁，共35頁。第一節(jié)概述中藥，是指在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下認(rèn)識和使用的藥物，是用以防治疾病的重要武器。中藥學(xué)是研究中藥基本理論和各種中藥的來源、采制、性能、功效、臨床應(yīng)用及其他有關(guān)知識的一門學(xué)科，是中醫(yī)學(xué)的重要組成部分。第二頁，共35頁。一、中藥制藥的發(fā)展

我國現(xiàn)存第一部醫(yī)藥經(jīng)典著作《黃帝內(nèi)經(jīng)》提出了“君、臣、佐、使”的組方原則，記載了湯、丸、散、膏、藥酒等不同劑型，并有較明確的制法、用法、用量和適應(yīng)證。

第三頁，共35頁。建國60年來，中藥制藥生產(chǎn)已由前店后場手工操作發(fā)展成具有一定規(guī)模的工業(yè)體系。近年來，中藥制藥企業(yè)通過改革、改組、改造和加強(qiáng)管理，使運(yùn)行機(jī)制和資源配置得到優(yōu)化，正在朝著現(xiàn)代企業(yè)制度的目標(biāo)邁進(jìn)。傳統(tǒng)劑型的改進(jìn)提高新劑型新制劑的研究開發(fā)

第四頁，共35頁。中藥制藥的現(xiàn)狀及存在問題

生產(chǎn)所用原藥材質(zhì)量不統(tǒng)一，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量工藝技術(shù)不夠合理先進(jìn)的單元技術(shù)未能較好地集成應(yīng)用于大生產(chǎn)，連續(xù)化、機(jī)械化、自動化程度不高新輔料應(yīng)用不廣泛中藥制藥生產(chǎn)管理模式落后，信息化程度不高

第五頁，共35頁。中藥制藥的發(fā)展思路

采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)把藥品生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)積極推廠應(yīng)用高新技術(shù)加速中藥制藥生產(chǎn)工藝及裝備的現(xiàn)代化建設(shè)，加快中藥工業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

第六頁，共35頁。二、中藥制藥工程的定義

中藥制藥工程是在繼承發(fā)展中醫(yī)藥的優(yōu)勢和特色的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的方法和手段，借鑒國際通行的制藥標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，生產(chǎn)能夠進(jìn)入國際醫(yī)藥主流市場的現(xiàn)代中藥，以提高中藥國際市場競爭力為目的而發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，它是集中藥學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科相互融合為一體的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。中藥制藥工程研究中藥制藥工業(yè)過程規(guī)律及解決生產(chǎn)實踐中單元操作系統(tǒng)中的工程技術(shù)問題。第七頁，共35頁。

中藥制藥工業(yè)化過程的單元數(shù)學(xué)模型的設(shè)計與應(yīng)用，是中藥制藥工程學(xué)科技術(shù)研究的基礎(chǔ)，重點(diǎn)應(yīng)遵循“質(zhì)量可控性、工藝規(guī)范化、中試放大和技術(shù)規(guī)范化”四個基本要素的原則。

第八頁，共35頁。

建立中藥生產(chǎn)工藝及其質(zhì)量控制系統(tǒng)，研究中藥單元生產(chǎn)過程中的工程技術(shù)問題，指導(dǎo)現(xiàn)代中藥工業(yè)化的生產(chǎn)實踐。中藥制藥工程學(xué)科的建立將有利于改進(jìn)中藥生產(chǎn)工藝規(guī)范化研究與工藝技術(shù)裝備的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，從而達(dá)到控制中間半成品與制劑成品的質(zhì)量指標(biāo)，使中藥成為具有安全性、療效好、質(zhì)量穩(wěn)定、使用方便的現(xiàn)代中藥。第九頁，共35頁。中藥現(xiàn)代化的推進(jìn)，取決于國家政策的導(dǎo)向與中藥行業(yè)工程素質(zhì)條件等因素。建國50多年來中藥產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平發(fā)生了巨大的變化，經(jīng)歷了20世紀(jì)60～70年代的中藥機(jī)械化、80年代的中藥工業(yè)化、90年代的中藥現(xiàn)代化為目標(biāo)的三個發(fā)展階段。第十頁，共35頁。三、中藥制藥工藝第十一頁，共35頁?！端幤飞a(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GoodManufacturePracticeforDrugs，簡稱GMP）是在藥品生產(chǎn)全過程中，保證生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高效、安全藥品的質(zhì)量管理制度。我國GMP始于1982年，中藥行業(yè)GMP的制定和實施與西藥行業(yè)基本同步進(jìn)行。有關(guān)主管部門制定頒布的《中成藥生產(chǎn)管理規(guī)范》及《中成藥生產(chǎn)管理規(guī)范實施細(xì)則》，作為我國中藥工業(yè)GMP。21世紀(jì)初，國內(nèi)中藥企業(yè)達(dá)到GMP標(biāo)準(zhǔn)的僅30％左右。2004年7月1日起，國內(nèi)所有制藥企業(yè)全面實施GMP認(rèn)證制度，未通過GMP認(rèn)證的企業(yè)將停止生產(chǎn)。第十二頁，共35頁。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為中藥生產(chǎn)提供了許多新方法和新技術(shù)，促進(jìn)了中藥制藥工程技術(shù)的迅速發(fā)展。目前，國內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)如超臨界流體萃取、工業(yè)膜分離、粉體工程、大孔樹脂吸附、分子蒸餾技術(shù)、工業(yè)色譜技術(shù)、智能化控制技術(shù)、生物技術(shù)、指紋圖譜技術(shù)與緩控釋制劑以及靶向制劑技術(shù)已在中藥工業(yè)中得到廣泛的重視和應(yīng)用。

第十三頁，共35頁。中藥制藥工程與現(xiàn)代中藥學(xué)、工程學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等有著密切的聯(lián)系。中藥生產(chǎn)工藝中的某些單元操作如固液萃取、蒸餾、傳熱、蒸發(fā)、干燥等原理和技術(shù)與其他相關(guān)學(xué)科（化工原理）較為相似，在其理論方面可以借鑒并在實踐中不斷修正。因此，將一些相關(guān)學(xué)科的理論與技術(shù)采用引進(jìn)、嫁接的方法為中藥所用是可行的。

第十四頁，共35頁。四、中藥制藥工程的研究1.

基礎(chǔ)理論研究中藥制藥工程是一門新興的應(yīng)用工程技術(shù)學(xué)科，既有著與其他工程學(xué)共有的特性，同時由于中藥生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，又有其自身的特性。中藥產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)了數(shù)百年的前店后坊的手工操作，剛剛邁人工業(yè)化生產(chǎn)20余年，待研究和解決的工程技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論問題很多，應(yīng)選好突破口，逐步建立具有行業(yè)鮮明特點(diǎn)的基礎(chǔ)理論，進(jìn)行探索性研究，并在實踐中不斷充實完善。第十五頁，共35頁。當(dāng)前，中藥制藥工程理論研究的重點(diǎn)是：工業(yè)化過程中所涉及到的中藥浸膏工藝的工業(yè)化研究，中藥工業(yè)制劑的產(chǎn)業(yè)化研究，中藥工程設(shè)計與GMP研究以及中藥工程智能化研究與應(yīng)用等四個范疇。第十六頁，共35頁。2.藥逆流多級浸取工藝研究其原理是充分利用固液兩相的濃度梯度差，逐級將藥料中有效成分?jǐn)U散至起始濃度相對較低的提取溶液中。其技術(shù)參數(shù)中溶出量、藥材表面積、擴(kuò)散時間、擴(kuò)散系數(shù)與濃度梯度的關(guān)系可用ds=-D·F(dc/dx)·dt表示，其基本原理為有效成分溶質(zhì)從藥材細(xì)胞溶出的瞬間過程，是通過對溶出過程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行微分后的變化率。第十七頁，共35頁。

藥材經(jīng)幾級工藝浸取后的溶質(zhì)濃度比、級數(shù)和最終浸取液濃度的關(guān)系可用下式來表述：只要保持較大的濃度梯度dc/dx，就可得到最大的溶出量ds，提高有效成分的收率。第十八頁，共35頁。3.中藥多效濃縮工藝研究三效濃縮蒸發(fā)工藝是在單效蒸發(fā)基礎(chǔ)上，在一定真空條件下將蒸發(fā)過程中一效和二效產(chǎn)生的二次蒸汽，依次送人二效和三效蒸發(fā)器作為新加熱源，按此原理設(shè)計的工藝，其流程采用加熱蒸汽與料液流向為逆流式的工藝流程。第十九頁，共35頁。4.中藥現(xiàn)代分離技術(shù)研究運(yùn)用現(xiàn)代分離技術(shù)如：超臨界萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)、蒸餾技術(shù)、樹脂吸附分離技術(shù)、微波協(xié)助萃取技術(shù)等用于中藥的分離精制工藝。其中分離工程的內(nèi)容在整個中藥現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)中占有較大比重，要想對目前我國中藥生產(chǎn)中相對落后的提取、分離、精制等技術(shù)進(jìn)行改造，積極引進(jìn)和消化吸收已經(jīng)成熟的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，使中藥的生產(chǎn)能達(dá)到現(xiàn)代化的水平。

第二十頁，共35頁。5.中藥噴霧干燥工藝研究中藥用噴霧干燥因受熱時間短，適于熱敏性藥物，噴成粉末或顆粒狀，解度好，但在中藥生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)物料黏度高，限制了其使用范圍。目前中藥工程干燥系統(tǒng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)還不能作出準(zhǔn)確測定，不能完全依靠理論計算來完成，對不同中藥品種設(shè)計的重要工藝參數(shù)需用現(xiàn)場工藝試車的經(jīng)驗來調(diào)整，以保持正常生產(chǎn)。第二十一頁，共35頁。6.中藥工藝規(guī)范化研究中藥工藝來源于生產(chǎn)實踐，是長期以來中藥生產(chǎn)客觀規(guī)律的總結(jié)。由于歷史的原因，中藥傳統(tǒng)制作工藝仍依賴操作者所沿襲的經(jīng)驗，同一品種不同廠家的生產(chǎn)工藝有著很大的差別，所得產(chǎn)品的質(zhì)量也因此而有差異。在中藥生產(chǎn)工藝中只有使用先進(jìn)的單元過程并進(jìn)行最佳的工藝組合，選用優(yōu)化的工藝條件形成技術(shù)優(yōu)勢，才能擁有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，形成市場競爭的強(qiáng)勢。

第二十二頁，共35頁。

中藥制藥工藝規(guī)范化的目的，是改變同一產(chǎn)品或同一批次產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不規(guī)范，質(zhì)量控制無指標(biāo)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，將無序的生產(chǎn)工藝統(tǒng)一提高到新的規(guī)范水準(zhǔn)。第二十三頁，共35頁。7.中藥制藥工藝問題分析目前我國中藥生產(chǎn)過程依然是粗放型制造模式，在制藥工藝方面存在一系列關(guān)鍵共性技術(shù)問題急待攻克。例如，現(xiàn)有的中藥提取和精制工藝不夠精細(xì)和科學(xué)，煎煮法、浸漬法、滲漉法、水蒸氣蒸餾法、回流提取法仍是常用的浸提方法，其中煎煮法比例最高，在長期的生產(chǎn)實踐中這些傳統(tǒng)提取方法暴露出如下缺點(diǎn)：提取時間長、溶劑消耗大、有效成分提取不完全、夾帶提取的雜質(zhì)多、工藝條件不穩(wěn)定、提取物質(zhì)量波動大等。第二十四頁，共35頁。

“水煮醇沉”和“醇提水沉”工藝是目前應(yīng)用較廣泛的精制方法，但乙醇消耗量大，生產(chǎn)成本高，安全生產(chǎn)系數(shù)低，生物堿、苷類、有機(jī)酸等有效成分均有不同程度的損失，而多糖和微量元素的損失尤為明顯，不利于保證和提高中成藥的質(zhì)量。第二十五頁，共35頁。

在中藥提取、分離、濃縮、干燥、制劑、滅菌等制藥全過程中各步單元制藥設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，操作模式仍較為普遍，尚未達(dá)到各單元制藥設(shè)備間的集成聯(lián)用與智能化控制，導(dǎo)致物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程損失、生產(chǎn)效率低等一系列問題；并且因敞口暴露時間較長，增加了物料污染及有效成分損失等可能性。

第二十六頁，共35頁。

由于影響產(chǎn)品質(zhì)量的制藥工藝參數(shù)和質(zhì)控指標(biāo)（如溫度、時間、壓力、體積、流量、濕度、密度、粒度.pH值、有效成分的濃度、混和均勻度、硬度、包衣均勻性、殘留溶劑等）缺乏在線檢測和分析設(shè)備，沒有實現(xiàn)全過程監(jiān)控。第二十七頁，共35頁。

人工操作的波動因素得不到有效控制，制藥過程參數(shù)難以優(yōu)化，形成中藥質(zhì)量控制方面的技術(shù)盲點(diǎn)，導(dǎo)致不同生產(chǎn)批次藥品間的化學(xué)組成差異較大，質(zhì)量達(dá)不到穩(wěn)定均一，這使中藥無法得到國際認(rèn)同，成為制約中藥產(chǎn)品出口的重要因素之一。第二十八頁，共35頁。五、中藥制藥工程課程體系1.中藥學(xué)介紹中醫(yī)藥基本理論，中藥的產(chǎn)地與采收、中藥炮制、來源、應(yīng)用、以及用法用量等，常用中藥的性味、功能主治、臨床應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，了解中醫(yī)藥基本理論，掌握（熟悉）常用的中藥，為后期相關(guān)中藥類課程打下基礎(chǔ)。第二十九頁，共35頁。2.天然藥物化學(xué)天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物（中藥）中化學(xué)成分的一門學(xué)科。主要研究各類天然藥物化學(xué)成分（生理活性成分或藥效成分）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離方法以及主要類型化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)鑒定等。第三十頁，共35頁。介紹天然藥物化學(xué)的基本知識以及工業(yè)化新技術(shù)；各主要類型化學(xué)成分（生物堿、黃酮、蒽醌、皂苷、多糖等）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離方法；天然藥物研究與開發(fā)等。本課程既是一門專業(yè)課程，又是中藥制藥所必須掌握的基礎(chǔ)。第三十一頁，共35頁。3.制藥分離工程制藥分離工程是利用中藥化學(xué)、現(xiàn)代分離技術(shù)、工程學(xué)等原理對中藥中有效成分的提取分離過程進(jìn)行研究，建立適合于工業(yè)化生產(chǎn)的中藥提取分離方法，是研究制藥工業(yè)（過程）中中藥分離與純化的工程技術(shù)學(xué)科。制藥分離工程是制藥工程學(xué)的一個組成部分，研究內(nèi)容包括分離技術(shù)的基本原理、工藝流程、設(shè)備及應(yīng)用等。第三十二頁，共35頁。4.生藥學(xué)

是應(yīng)用本草學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、化學(xué)、藥理學(xué)、中醫(yī)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科理論知識和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來研究生藥（中藥材）的名稱、來源、生產(chǎn)、采制、鑒定化學(xué)成分、品質(zhì)評價、臨床用途及資源開發(fā)與利用等方面的學(xué)科。本課程以藥用植物知識為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)中醫(yī)沿用的天然藥材，繼承傳統(tǒng)的鑒別經(jīng)驗，學(xué)習(xí)現(xiàn)代鑒定方法，掌握生藥鑒定的基本理論、基本知識和基本技能。為從事天然藥物的真?zhèn)舞b別、品種整理