《藥物制劑工程學》全書共分為八章,主要闡述了藥物制劑生產(chǎn)實踐過程的主要內(nèi)容。章緒論介紹了藥物制劑工程學的概念、內(nèi)容、任務、起源和發(fā)展,以及GMP、ICH、制藥機械等的基本常識;第二章制劑工程設計介紹了制劑工程基本設計、工藝流程設計、制劑工程計算、車間布置設計、設備的選型與安裝等工程設計相關內(nèi)容;第三章工程驗證介紹了工程設計審查、檢查方法驗證、空氣凈化系統(tǒng)驗證、工藝用水驗證、滅菌驗證、生產(chǎn)工藝驗證、設備清潔驗證等;第四章制劑生產(chǎn)工程介紹了制劑生產(chǎn)工程體系、文件管理、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)準備和勞動組織、生產(chǎn)過程及過程控制等內(nèi)容;第五章制劑生產(chǎn)各論主要介紹了口服固體制劑、液體制劑、無菌制劑、其他制劑(軟膏劑、栓劑、膜劑、氣霧劑、粉霧劑、噴霧劑、中藥制劑)等制劑操作單元、設備、工藝和車間設計等;第六章制劑包裝工程介紹了藥物制劑包裝的基本概念、藥品包裝法規(guī)、包裝材料、藥物制劑的包裝和輔助包裝等內(nèi)容;第七章制劑質量控制工程介紹了質量控制常用的統(tǒng)計學方法、生產(chǎn)過程的質量控制、抽樣和檢驗、工藝衛(wèi)生控制、流通跟蹤和信息反饋處理等;第八章制劑新產(chǎn)品研究開發(fā)介紹了制劑新產(chǎn)品開發(fā)立題與可行性分析、劑型與處方工藝設計、制劑新產(chǎn)品研究開發(fā)中試放大與工藝規(guī)程、質量研究、穩(wěn)定性研究等內(nèi)容。
《藥物制劑工程學》可作為高等院校藥物制劑、制藥工程等藥學類相關專業(yè)的核心課程教材,亦可供從事藥物制劑研發(fā)、工藝設計的科技人員、制藥企業(yè)在職人員參考使用。
藥物制劑工程學(Pharmaceutical Preparation Engineering)是一門集藥劑學、工程學及相關科學理論、規(guī)范和技術來綜合研究藥物制劑生產(chǎn)實踐的應用性工程學科。藥物制劑工程學是我國藥學教育中制藥工程和藥物制劑兩個專業(yè)的必修課程。通過學習本課程,學生能夠掌握制劑生產(chǎn)中各單元操作、生產(chǎn)工程、制劑包裝工程、質量控制、工程設計、工程驗證和制劑新藥研究開發(fā)的相關概念及主要內(nèi)容;熟悉制劑生產(chǎn)過程及生產(chǎn)研發(fā)中相關法規(guī)、藥典、GMP、ICH中與藥物制劑工程相關的內(nèi)容;了解制劑生產(chǎn)企業(yè)的主要技術過程,以及如何進行廠房設計和工程驗證等;學會運用所學制劑工程相關知識解決制劑生產(chǎn)、研發(fā)等方面的實際問題。
為應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,推進新工科建設,落實卓越工程師教育培養(yǎng)計劃;主動服務于國家大健康產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,著力培養(yǎng)藥學卓越工程人才;主動服務于醫(yī)藥行業(yè)需求,提供合格的藥學類應用型人才;結合中國藥科大學藥物制劑國家一流專業(yè)建設,編者們在總結和梳理現(xiàn)有教材的基礎上,編寫了本教材。
本教材的主要特色如下:
(1)具有理工相融性,基礎知識與制劑生產(chǎn)實際統(tǒng)一
在編寫本教材時,突破傳統(tǒng)教材的知識理論結構,重點突出藥劑學科特色,理工兼?zhèn)洌呃碚撆c應用相結合之路;注重實踐性教學環(huán)節(jié),理論聯(lián)系實際,增強理論應用的典型性和能力培養(yǎng)的針對性。例如:第五章制劑生產(chǎn)各論主要介紹了口服固體制劑、液體制劑、無菌制劑、其他制劑(軟膏劑、栓劑、膜劑、氣霧劑、粉霧劑、噴霧劑、中藥制劑)等制劑操作單元、設備、工藝和車間設計。同時,注意知識的循序漸進,注意理論聯(lián)系實際,便于學生自學。
(2)具有多層次教學的選擇性
隨著藥學類專業(yè)分類精細化,培養(yǎng)目標差異化,教材建設應該結合不同專業(yè)的不同特點和需求,根據(jù)培養(yǎng)模式、培養(yǎng)規(guī)格、教學對象和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展水平的不同,滿足多層次辦學水平的選擇性。例如:第三章工程驗證介紹了工程設計審查、檢查方法驗證、空氣凈化系統(tǒng)驗證、工藝用水驗證、滅菌驗證、生產(chǎn)工藝驗證、設備清潔驗證等;第四章制劑生產(chǎn)工程介紹了制劑生產(chǎn)工程體系、文件管理、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)準備和勞動組織、生產(chǎn)過程及過程控制、生產(chǎn)自動化和計算機應用、生產(chǎn)安全和勞動保護、三廢治理和綜合利用、生產(chǎn)效益分析、生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)的問題和處理方法等內(nèi)容。
(3)具有與時俱進的新穎性
隨著新技術、新工藝、新要求、新規(guī)范不斷呈現(xiàn),教材建設要保持動態(tài)化,不能把落后于時代要求的教材用于今天的教學實踐。要使教材動起來,需確保編寫出來的教材總是具有前沿性。例如:第八章制劑新產(chǎn)品研究開發(fā)介紹了制劑新產(chǎn)品開發(fā)立題與可行性分析、劑型與處方工藝設計、制劑新產(chǎn)品研究開發(fā)中試放大與工藝規(guī)程、質量研究、穩(wěn)定性研究、藥理與毒理學研究、臨床研究、 資料呈報與審批等內(nèi)容。
本教材編者由長期從事藥物制劑教學、科研和生產(chǎn)的專業(yè)技術人員組成。編寫力求新穎、實用、系統(tǒng),以適合制藥行業(yè)實用工程人才培養(yǎng)要求;可用于高等教育藥學類院校藥物制劑、制藥工程及相關專業(yè)的課程教學,亦可作為從事藥物制劑研發(fā)生產(chǎn)的科技人員的參考用書。
鑒于現(xiàn)代制劑工程技術發(fā)展迅速,專業(yè)性強,且編者水平所限,書中難免有疏漏之處,懇請讀者指正,并請同仁多提寶貴意見和建議,以期進一步修正和完善。
編 者
2021年12月
吳正紅,博士,中國藥科大學教授、博士生導師。兼任世界中醫(yī)藥學會聯(lián)合會兒童醫(yī)藥健康產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)分會常務理事、中國顆粒學會生物顆粒專業(yè)委員會委員;《中國醫(yī)藥科學》、《醫(yī)學綜述》、Journal of Nanomedicine、British Journal of Medicine and Medical Research等多家中外期刊編委;國家重大新藥創(chuàng)制科技重大專項評審專家、國家重點研發(fā)計劃政府間國際合作重點專項評審專家、國家自然科學基金網(wǎng)評專家、中國(南京)知識產(chǎn)權保護中心技術專家?guī)鞂<业。曾任中國藥科大學藥學實驗中心副主任、新疆醫(yī)科大學藥學院副院長(援疆)、泰興市市長助理,兼虹橋工業(yè)園區(qū)黨工委副書記(掛職)等。主編教材、專著等12部;主持和參與國家科研項目13項;發(fā)表科研論文120余篇;授權發(fā)明專利12項。
周建平,藥劑學博士,教授,博士生導師,F(xiàn)任藥劑學教研室主任,江蘇省青藍工程中青年學術技術帶頭人和333培養(yǎng)對象。兼任國家藥典委員會委員;中國藥學會藥劑專業(yè)副主任委員,江蘇省藥學會藥劑專業(yè)副主任委員、南京市藥學會學術工作主任委員;SFDA和江蘇省新藥評審專家;中國藥科大學學報編委等。共同承擔完成3項國家科技攻關項目,主持完成6項省部級重點科研項目和多項橫向科研及其成果的產(chǎn)業(yè)化,獲新藥證書4本,申請發(fā)明專利6項,F(xiàn)承擔國家自然科學基金項目2項。獲江蘇省教育廳教學科研成果一等獎1項、*教學科研成果二等獎1項和優(yōu)秀科研成果證書1本。主編、主審藥劑學教材3部,主編全國統(tǒng)編實驗教材1部,副主編專著1部(《現(xiàn)代藥劑學》獲國優(yōu)秀科技圖書二等獎),參編教材多部,發(fā)表科研、教學論文六十余篇。
章 緒論 1
節(jié) 概述 1
一、基本概念 1
二、藥物制劑工程學的起源與發(fā)展 2
三、藥物制劑工程學的內(nèi)容及任務 3
第二節(jié) GMP簡介 4
一、GMP的概述 4
二、GMP的發(fā)展 7
三、中國GMP 8
四、國外GMP 11
第三節(jié) ICH簡介 14
一、ICH的起源與發(fā)展 14
二、ICH的組織機構、成員及其權利和義務 15
三、ICH的職責、特征與工作程序 17
四、ICH的工作與成就 18
五、質量源于設計的理念 20
第四節(jié) 制藥機械簡介 23
一、制藥機械的基本概念 23
二、制藥機械的分類 23
三、制藥機械的GMP 23
四、制藥機械的發(fā)展 27
思考題 29
參考文獻 29
第二章 制劑工程設計 30
節(jié) 概述 30
一、制劑工程設計的基本要求 30
二、制劑工程設計的工作程序 31
第二節(jié) 制劑工程基本設計 38
一、廠址選擇 38
二、總圖布置 39
第三節(jié) 工藝流程設計 41
一、工藝流程設計的作用 42
二、工藝流程設計的任務 42
三、工藝流程設計的成果 42
四、工藝流程設計的原則 43
五、工藝流程設計的基本程序(初步設計) 43
六、工藝流程設計的技術方法 44
七、工藝流程圖 45
第四節(jié) 制劑工程計算 55
一、物料衡算 55
二、能量衡算 56
第五節(jié) 車間布置設計 58
一、概述 58
二、車間的總體布置與基本要求 65
三、車間布置的方法、步驟和車間設備布置圖 67
四、制劑潔凈廠房布置設計 68
五、BIM技術在制劑車間布置中的應用 79
第六節(jié) 設備的選型與安裝 79
一、概述 79
二、工藝設備的設計和選型 80
三、設備的安裝 83
第七節(jié) 管道設計 85
一、管道設計的內(nèi)容及步驟 85
二、管道、閥門和管件的選擇 85
三、管道連接 91
四、管道布置 93
第八節(jié) 空調(diào)凈化系統(tǒng)設計 95
一、GMP對空調(diào)凈化系統(tǒng)的要求 96
二、空氣凈化機組 96
三、空氣輸送管路系統(tǒng) 100
第九節(jié) 公用工程設計 102
一、建筑設計與廠房內(nèi)部裝修 102
二、電氣設計 105
三、給水排水設計 108
思考題 110
參考文獻 111
第三章 工程驗證 112
節(jié) 概述 112
一、驗證的定義與基本內(nèi)容 112
二、驗證的基本原則與程序 112
三、驗證文件管理 113
第二節(jié) 工程設計審查 114
一、廠址選擇與廠區(qū)布局總圖設計審查 114
二、工藝與車間布局設計審查 114
第三節(jié) 檢驗方法的驗證 114
一、儀器和試劑的確認 115
二、適應性試驗 115
三、檢驗方法的驗證過程 116
第四節(jié) 空氣凈化系統(tǒng)驗證 116
一、HVAC系統(tǒng)的設計審查 117
二、HVAC系統(tǒng)的安裝確認 117
三、HVAC系統(tǒng)的運行確認 118
四、潔凈度測定 121
第五節(jié) 工藝用水系統(tǒng)驗證 124
一、安裝確認 125
二、運行確認 125
三、監(jiān)控與周期 125
四、驗證項目 127
第六節(jié) 滅菌驗證 128
一、滅菌驗證的有關術語 128
二、濕熱滅菌的驗證 128
三、干熱滅菌的驗證 130
第七節(jié) 生產(chǎn)工藝驗證 131
一、處方與操作規(guī)程審閱 131
二、設備與物料確認 131
三、工藝條件驗證與管理 133
四、生產(chǎn)工藝控制系統(tǒng)驗證 134
第八節(jié) 設備清洗驗證 134
一、清洗設計的審查 135
二、污染限度審查 136
三、清洗設備與清洗劑的確認 137
四、清洗方法的驗證 137
思考題 137
參考文獻 138
第四章 制劑生產(chǎn)工程 139
節(jié) 制劑生產(chǎn)工程體系 139
一、組織機構 139
二、藥品生產(chǎn)管理規(guī)定的基本原則 144
第二節(jié) 文件管理 144
一、文件分類及管理 144
二、生產(chǎn)管理文件 148
三、生產(chǎn)記錄 149
第三節(jié) 生產(chǎn)計劃 150
一、概述 150
二、生產(chǎn)計劃的制訂 152
第四節(jié) 生產(chǎn)準備和勞動組織 156
一、生產(chǎn)準備 156
二、勞動組織 157
第五節(jié) 生產(chǎn)過程及過程控制 159
一、生產(chǎn)過程 159
二、過程控制及管理 163
三、清場管理 165
第六節(jié) 生產(chǎn)自動化和計算機在制劑生產(chǎn)中的應用 166
一、生產(chǎn)自動化的概述 166
二、自動化的內(nèi)容 166
三、計算機在制劑生產(chǎn)中的應用 170
第七節(jié) 生產(chǎn)安全和勞動保護 171
一、生產(chǎn)安全 171
二、勞動保護 176
第八節(jié) 三廢治理和綜合應用 176
一、制劑生產(chǎn)中的三廢 176
二、環(huán)境保護政策和制劑生產(chǎn)的三廢處理 179
三、廢物利用 181
第九節(jié) 生產(chǎn)效益分析 181
一、生產(chǎn)成本 181
二、經(jīng)濟效益指標 185
三、企業(yè)經(jīng)濟效益盈虧平衡分析 186
四、提高生產(chǎn)效益的思路 187
第十節(jié) 生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)的問題和處理辦法 190
一、質量問題 190
二、設備故障 197
思考題 198
參考文獻 198
第五章 制劑生產(chǎn)各論 199
節(jié) 口服固體制劑 199
一、口服固體制劑生產(chǎn)工藝 199
二、口服固體制劑生產(chǎn)設備 212
三、口服固體制劑車間設計 245
第二節(jié) 液體制劑 253
一、液體制劑生產(chǎn)工藝 253
二、液體制劑生產(chǎn)設備 255
三、液體制劑車間設計 264
第三節(jié) 無菌制劑 267
一、制藥用水的生產(chǎn)工藝 267
二、無菌制劑生產(chǎn)工藝 278
三、無菌制劑生產(chǎn)設備 293
四、無菌制劑生產(chǎn)車間工程設計 319
第四節(jié) 其他制劑 325
一、軟膏劑 325
二、栓劑 332
三、膜劑 335
四、氣霧劑、粉霧劑與噴霧劑 338
五、中藥制劑 342
思考題 351
參考文獻 353
第六章 制劑包裝工程 354
節(jié) 概述 354
一、藥物制劑包裝的概念 354
二、藥物制劑包裝的分類 355
三、藥物制劑包裝的作用 355
第二節(jié) 藥品包裝法規(guī) 358
一、我國藥品包裝法規(guī) 358
二、其他國家對藥品包裝的規(guī)定 359
三、各國藥典對藥物制劑包裝的要求 359
四、GMP對藥品包裝的要求 359
五、藥品包裝的相關標準 360
六、藥包材與藥物的相容性研究 360
第三節(jié) 藥物制劑的包裝材料 361
一、概述 361
二、藥用玻璃 363
三、塑料 367
四、金屬 370
五、紙 372
六、復合膜材料 375
七、橡膠 379
第四節(jié) 各種劑型藥物制劑的包裝 384
一、概述 384
二、藥物制劑的包裝機械 388
三、片劑、膠囊劑的包裝 390
四、注射劑的包裝 397
五、軟膏劑的包裝 402
六、栓劑的包裝 403
七、氣霧劑的包裝 405
第五節(jié) 藥物制劑的輔助包裝 406
一、藥物制劑的輔助包裝技術 406
二、藥物制劑的輔助包裝設備 408
思考題 416
參考文獻 416
第七章 制劑質量控制工程 417
節(jié) 概述 417
一、質量體系 418
二、質量控制與經(jīng)濟效益 420
第二節(jié) 質量控制常用的統(tǒng)計學方法 421
一、統(tǒng)計特征數(shù) 421
二、簡易圖表 422
三、調(diào)查表 422
四、正交試驗法 423
五、直方圖 424
六、控制圖 425
七、t檢驗法 425
第三節(jié) 生產(chǎn)過程的質量控制 427
一、生產(chǎn)的控制 427
二、信息流的控制 446
三、人流控制 448
四、技術改造與生產(chǎn)過程質量控制 449
第四節(jié) 抽樣和檢驗 454
一、抽樣方案 454
二、留樣 459
三、常用制劑分析技術 462
四、制劑的檢驗 463
五、質量問題及處理 465
第五節(jié) 工藝衛(wèi)生控制 467
一、廠房和環(huán)境 467
二、設備和器具 468
三、人員和操作 468
四、原料、輔料和包裝材料 469
五、衛(wèi)生制度和文明生產(chǎn) 470
第六節(jié) 流通跟蹤和信息反饋處理 470
一、藥品不良反應 470
二、投訴管理 471
三、召回 471
思考題 471
參考文獻 472
第八章 制劑新產(chǎn)品研究開發(fā) 473
節(jié) 制劑新產(chǎn)品開發(fā)立項與可行性分析 474
一、選題原則 474
二、選題途徑 475
三、市場調(diào)查 476
四、效益預測 477
第二節(jié) 劑型與處方工藝設計 477
一、劑型設計 478
二、處方研究 479
三、制劑工藝篩選 481
四、包裝材料的選擇 482
第三節(jié) 制劑新產(chǎn)品研究開發(fā)中試放大與工藝規(guī)程 483
一、中試放大研究的主要任務 484
二、中試放大的步驟和方法 485
三、中試放大工藝參數(shù)和條件的優(yōu)化選擇 485
四、工藝規(guī)程 487
第四節(jié) 質量研究 487
一、質量研究內(nèi)容的確定 487
二、方法學研究 488
三、質量標準項目及限度的確定 488
四、制劑的質量標準 488
第五節(jié) 穩(wěn)定性研究 489
一、藥物穩(wěn)定性分類 489
二、藥物穩(wěn)定性試驗的基本要求 489
三、穩(wěn)定性研究的內(nèi)容及試驗設計 490
四、對藥物穩(wěn)定性的評價 493
第六節(jié) 藥理學與毒理學研究 493
一、藥理學研究 493
二、毒理學研究 494
三、藥物動力學研究 495
第七節(jié) 臨床研究 495
一、新藥臨床試驗 495
二、生物等效性試驗 496
第八節(jié) 藥品注冊分類及資料申報 496
一、化學藥品注冊分類及申報資料要求 496
二、中藥注冊分類及申報資料要求 497
三、治療用生物制品注冊分類及申報資料要求 500
四、預防用生物制品注冊分類及申報資料要求 501
五、《M4:人用藥物注冊申請通用技術文檔(CTD)》 502
思考題 506
參考文獻 507