干扰素作为广谱抗病毒生物制剂,在生物制药、动物保健、宠物诊疗领域应用广泛,主要用于抗病毒注射剂、口服抗病毒颗粒、粘膜给药干扰素制剂等产品。近年来随着养殖业生物防疫需求提升,以及宠物抗病毒药物市场增长,对稳定性好、储存方便的干扰素制剂需求越来越高,行业更倾向于开发常温储运的粉剂产品。
干扰素属于蛋白质类生物活性物质,本身热稳定性极差,温度超过40℃就会快速失活,常规干燥工艺要么温度太高灭活严重,要么干燥时间太长效率低下,做成液体制剂又需要冷链储运,成本高还不方便终端使用,如何在干燥过程中保留干扰素活性,同时得到流动性好的粉剂产品,一直是行业的工艺难点。
案例1:口服兽用干扰素微胶囊小试开发
某生物制药企业需要开发可常温储存的口服兽用干扰素颗粒,解决液体制剂冷链成本高的问题,前期已经完成干扰素提纯,需要做微胶囊包埋小试验证工艺,选择那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD开展实验。本次实验的物料是重组干扰素溶液,固含量8%,选用阿拉伯胶和麦芽糊精1:2复配作为壁材,总固含量调整到15%。溶剂用纯化水,采用标配二流体雾化方式,一开始担心进风温度高会失活,一开始试了进风温度110℃,出风温度跑到62℃,结果测出来活性保留率只有61%,收率也只有72%,出粉还容易粘壁。后来调整参数,把进风温度降到90℃,控制出风温度稳定在48℃,雾化压力调到0.15MPa,进料速度10mL/min。最终得到的粉末流动性很好,测出来包埋率91.3%,干扰素活性保留率88.7%,收率82.1%,完全满足小试的工艺要求,也确认了低温参数的可行性。
案例2:注射级干扰素冻干粉替代工艺开发
注射用干扰素传统工艺是冷冻干燥,周期长达24小时以上,产能低能耗高,企业想要尝试用喷雾干燥做替代,降低生产升本,因为干扰素属于热敏性极强的物料,所以选用那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD来做工艺开发。本次物料是经除菌过滤的干扰素原液,固含量5%,壁材选用甘露醇和蔗糖1:1复配,调整总固含量到12%,溶剂为注射用水,雾化方式用二流体雾化,真空度控制在-0.07MPa,进风温度设置65℃,对应出风温度稳定在32℃,进料速度8mL/min,雾化压力0.12MPa。一开始出现过进料速度太快导致出风温度偏高,粘壁严重的问题,调整进料速度后出风温度稳定在30-34℃区间,最终得到的粉末疏松不结块,重溶后澄清度符合注射要求,干扰素活性保留率达到94.2%,收率79.5%,整个干燥过程只需要不到2小时,比冷冻干燥效率提升了10倍以上,目前已经进入中试验证阶段。
案例3:犬用干扰素粘膜给药用粉中试生产
某宠物药企业开发犬用口服粘膜给药用干扰素粉,需要做百公斤级中试生产,物料是泡罩剂用干扰素混悬液,固含量10%,壁材选用羟丙基甲基纤维素和β环糊精复配,总固含量16%,因为产能需求,选用那艾离心式喷雾干燥机NAI-CSD5来生产,溶剂为纯化水,离心转速设置15000rpm,进风温度控制在95℃,出风温度稳定在50℃,进料量50L/h。生产初期出现过离心雾化不均匀,粉末粒度偏差大的问题,调整离心转速到18000rpm,同时把进料量降到40L/h,出风温度稳定后问题解决。最终大批量生产得到的粉末粒度均匀,流动性好,不容易吸潮,检测后干扰素活性保留率86.5%,包埋率90.1%,出粉收率81.3%,完全符合中试生产的质量要求,已经可以直接用于后续的泡罩制剂灌装。
这三个那艾喷雾干燥制备干扰素的案例,分别对应了小试开发、工艺替代、中试生产三种不同的行业需求,核心都是围绕干扰素热敏、易失活的特性来匹配设备和调整参数:小试用小型设备快速摸索参数,热敏性极强的注射级产品用真空低温喷雾干燥控制整体温度,中试生产用离心式喷雾干燥满足产能要求。从结果来看,只要匹配好合适的设备型号,控制好进风出风温度,就能在保证干燥效率和出粉质量的同时,最大化保留干扰素的活性,完全可以替代传统的冷冻干燥工艺,降低储运和生产成本,给干扰素制剂的开发生产提供了稳定可行的技术路线。