重组人生长激素在生物制药、特殊医学用途配方食品领域应用广泛,主要用于儿童生长激素缺乏症治疗、烧伤创面修复辅助制剂、运动营养特殊配方研发等方向。近年来随着生物制药产业的快速发展,以及特殊营养需求市场的扩大,对高活性、易储存、方便使用的粉末状生长激素产品需求持续上涨,产业正向高稳定性、低使用成本方向发展。
生长激素属于典型的多肽类活性物质,本身对温度极其敏感,高温环境下极易发生肽链折叠变性,彻底失去活性,传统真空冻干工艺得到的产品结块严重,复溶性差,生产效率低,成本也高,无法满足规模化工艺开发和后续制粒、制剂加工的需求,而且小分子生长激素本身容易被环境中的蛋白酶分解,长期储存活性下降很快,需要合适的包埋体系来隔绝外界影响。
案例1:实验室小试开发注射用生长激素微胶囊
某生物制药企业需要开发一款可直接用于制剂的粉末生长激素,要求颗粒均匀、复溶性好,活性保留率达到85%以上,前期用真空冻干试了几批,不仅生产周期长达24小时以上,出粉结块严重,复溶后还有不溶物,活性保留率也只有不到70%,于是转用喷雾干燥做小试工艺开发,选用的是那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD,这次要做包埋处理,选用的壁材组合是明胶+麦芽糊精,配比1:4,物料是重组人生长激素溶液,固含量调整到12%,溶剂是纯水,采用标配的二流体雾化方式,一开始试了进风温度160℃,结果出来的产品活性直接掉了一半,后来慢慢降温调整,最终确定进风温度130℃,出风温度68℃,雾化压力0.15MPa,进料速度8mL/min,整个过程室温环境下进料,得到的粉末疏松流动性好,测试后生长激素活性保留率91.2%,包埋率达到89.5%,收率81.3%,完全满足企业后续制剂开发的要求,而且整个小试过程只需要2小时,比冻干快了十几倍。
案例2:有机溶剂体系生长激素脂质体喷雾干燥
某研究团队在开发长效缓释生长激素制剂,采用脂质体包埋生长激素的工艺路线,原来的液态脂质体储存期不到3个月,4℃冷藏条件下活性也会每月下降5%以上,打算做成脂质体粉末来延长储存期,因为脂质体制备过程中用到乙醇作为溶剂,属于易燃易爆的有机溶剂体系,所以选用了那艾有机溶剂喷雾干燥机NAI-CLSD来做实验,物料是包埋了生长激素的脂质体混悬液,固含量8%,溶剂为乙醇和纯水的混合体系,壁材就是脂质体本身,不需要额外添加,采用二流体雾化方式,考虑到活性保护,一开始不敢开太高温度,试了进风温度110℃,但是出风温度太低,粉末粘壁严重,收率只有不到50%,最后调整参数为进风温度125℃,出风温度62℃,雾化压力0.2MPa,进料速度10mL/min,设备全程充氮气保护,氧含量控制在5%以下避免有机溶剂燃爆,最终得到的脂质体粉末粒径集中在1-3μm,测试后生长激素包埋率83.7%,活性保留率88.4%,收率76.2%,加速稳定性测试显示,3个月常温储存后活性保留率还有82.1%,比液态脂质体稳定性提升了3倍以上,满足长效制剂的开发要求。
案例3:热敏性生长激素真空低温喷雾干燥中试
某生物制药企业要做中试放大,目标是年产100kg规格的高活性生长激素粉末,因为生长激素对温度非常敏感,常规喷雾干燥哪怕降低进风温度,出风温度还是会让部分活性损失,企业要求活性保留率达到90%以上,于是选用了那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD,在负压条件下可以降低水分的汽化温度,更低的干燥温度就能把物料做成粉,物料是经过纯化的生长激素水溶液,固含量10%,这次不需要包埋,直接干燥成原料药粉末,溶剂为水(真空),采用气流式雾化方式,调整设备真空度为-0.07MPa,进风温度控制在90℃,出风温度42℃,雾化压力0.12MPa,进料速度600mL/min,刚开始试生产的时候,因为真空度不稳定,出风温度波动了3℃,就导致有小部分样品活性降到了86%,后来调整了真空控制系统的稳压精度,稳定住出风温度,最终连续三批中试产品测试,平均活性保留率93.6%,粉末纯度98.5%,收率84.7%,流动性好不粘壁,完全符合原料药的质量标准,而且生产周期比原来的真空冻干缩短了70%,能耗降低了一半以上,直接可以放大到生产规模。
这三个针对生长激素的那艾喷雾干燥工艺案例,核心都是围绕活性保护这个痛点来调整工艺,对于实验室小试开发,小型喷雾干燥机就能快速拿到实验结果,参数调整也方便,针对有机溶剂体系的特殊样品,专用的防爆有机溶剂喷雾干燥机可以保障安全同时满足工艺要求,对于要求极高活性保留率的热敏性生长激素,真空低温喷雾干燥能在更低温度下完成干燥,最大程度保留活性。从实际结果来看,只要匹配好设备型号、控制好进风出风温度和雾化参数,喷雾干燥完全可以替代传统冻干工艺,不仅生产效率更高,成本更低,还能达到甚至超过冻干的活性保留效果,对于生长激素这类热敏性活性生物物料,是非常靠谱的干燥成型工艺路线。