制药工艺学是研究药物制备原理及生产过程的一门综合性科学。本教材是全国高等中医药院校药学类专业规划教材之一,主要供药学类专业学生使用,亦可作为制药企业新药研发及规模生产筛选制备工艺人员的参考用书。
随着制药现代化步伐的加快,对制药工艺的要求也日趋完善。《制药工艺学》课程设计的总体目标和指导思想也逐步地向着现代制药企业的制药工艺技术改造与提高质量管理要求相结合的方向发展,根据制药技术的特征和共性规律,本教材在生物制药、化学制药、天然药物制药等制药技术共性基础领域进行内容的整体设计与有机整合,充分反映该领域的核心知识单元,明确知识点,包括各类药物的工艺制备原理、工艺制备过程、质量控制等等。使学生既具有坚实的理论基础,又在典型产品的制造过程的学习中做到理论与实践的密切结合。同时该课程充分体现了各制药领域技术的发展趋势。目标是培养学生掌握药物制造的基本理论和知识及其相应的基本技能,并能够综合运用所学知识进行制药工艺的创新,改革老产品生产工艺及开展新药的研制与开发等方面的工作,了解制药工艺学的最新方法及研究进展。以适应现代制药企业对制药人才知识、能力和素质结构的要求。
本教材以临床典型药物和已开发成功的新药的制备工艺路线为主线展开了如下论述:药物的中试生产工艺路线的设计、制备,生产工艺规程和安全生产技术的内容及重要意义;药物的工艺路线的选择、工艺路线的反应条件研究和筛选、比较等基本理论和技能;制药工艺的优化(正交设计、均匀设计、混料设计、星点设计等);中药制药工艺研究思路(提纯工艺、中间体获得工艺);生物制药工艺与基本技术的研究;具体药物(诸如氨基酸类药物、多肽类药物、蛋白质类药物、酶类药物、核酸类药物、糖类药物、脂类药物).制备工艺的剖析;发酵工艺设计与控制;新制剂工艺研究等。使学生能够了解现代制药领域中的新技术、新方法及研发思路与理念,培养学生的制药工艺设计及新药研发能力。
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经验放大法根据空时得率相等的原则进行,即虽然反应规模不同,但单位时间、单位体积反应器所生产的产品量(或处理的原料量)是相同的。通过物料衡算,求出为完成规定的生产任务所需处理的原料量后,得到空时得率的经验数据,即可求得放大反应所需反应器的容积。
采用经验放大法的前提条件是放大的反应装置必须与提供经验数据的装置保持完全相同的操作条件。本法适用于反应器的搅拌形式、结构等反应条件相似的情况,而且放大系数不宜过大。如果希望通过改变反应条件或反应器的结构来改进反应器的设计或进一步寻求反应器的最优化设计与操作方案,经验法是无能为力的。
气相反应相对于液相反应和固相反应,通常可以采用较高的放大倍数。气相反应能够高倍数放大的基础是对气体的性质研究较多,对其流动性、传递规律也掌握较好,而人们对液体和固体的性质、运动规律认识依次减少,涉及它们的放大依据就较模糊;对复杂的多相体系认识则更浅显,缺乏足够数据支撑,所以放大工作更为困难,甚至只能按10-50倍进行放大。
经验放大法是经典的放大方法,至今仍常采用。优点是每次放大均建立在实验基础之上,至少经历了一次中试实验,可靠程度较高;其缺点是缺乏理论指导,对放大过程中存在的问题很难提出解决方法。经验放大法因放大系数不可能太高,开发周期较长,且对同一过程,每次放大都要建立装置,故而开发成本较高。
二、相似放大法
以模型设备的某些参数按比例放大,即按相似准数相等的原则进行放大的方法称为相似放大法。本法主要是应用相似理论进行放大,依据放大后体系与原体系之间的相似性进行放大,在化工单元操作方面取得了一些成绩。
对于复杂的实际化工过程,往往涉及若干个相似准数,放大中无法做到使它们都对应相等,而只能满足最主要的相似准数相等。不难想象,涉及传热和化学反应的情况十分复杂,不可能在既满足某种物理相似的同时还能满足化学相似。在化学制药反应器中,化学反应与流体流动、传热及传质过程交织在一起,要同时保持几何相似、流体力学相似、传热相似、传质相似、反应相似是不可能的,因此采用局部相似的放大法不能解决问题。相似放大法只有在某些特殊情况下才有可能应用,例如反应器中的搅拌器与传热装置等的放大。一般说来,相似模拟放大仅适于简单的物理过程的放大,而不宜用于化学反应过程的放大。