冷凍干燥產品的研發活動取決于，新研發活性化合物的有限可用性和高成本，以及按設計質量要求，用于配方和工藝研發的實驗室規模的冷凍干燥機顯示出過多的設計和儀器概念，使得放大活動成為一項挑戰，小型化設備的研發可以在研發時間和成本方面提供巨大的益處。
藥物產品研發包括不同批量級別的加工，具體取決于研發過程的階段和臨床試驗，穩定性研究和市場供應所需的樣品數量。通常這些批量大小分為實驗室，試驗和生產規模。對于冷凍干燥產品，工藝研發和優化通常使用冷凍干燥機完成。擱架面積0.1-0.5m，高達大約5米規模冷凍干燥器，擱板區域用于制造用于臨床測試和穩定性樣品的材料，并且還可以循環調整以用于進一步的過程優化。
冷凍干燥過程包括三個階段：階段冷凍步驟，第二階段初級干燥，第三階段二次干燥。必須對所有三個階段進行適當的控制和監控，以確保藥品質量符合規定的臨界質量屬性限值。在冷凍期間，溶劑轉化成固體，冷凍條件限定在冷凍產品溶液中形成的冰網。由于冰晶在升華時留下相同尺寸和形狀的孔，因此在冷凍階段也定義了內餅形態。冷凍干燥過程的第二階段初級干燥由冷凍溶劑的升華控制，這個階段代表整個過程中最長的部分。在二次干燥期間，通過擴散和解吸從產品中除去未冷凍的水，導致殘余水分含量通常為1％或更低，這取決于所用的工藝條件，以及其它因素如制劑的性質。在研發過程中，冷凍干燥過程應平衡經濟方面和配方的需求，例如初級干燥期間的允許產品溫度，即塌陷溫度的開始，或穩定的殘留水分范圍。
傳熱和傳質決定了在給定工藝條件下冷凍干燥循環的成功，傳遞到產品中的熱量基于三種不同的途徑，首先在容器系統和溫度控制架之間的接觸點處直接傳導。第二，通過氣體傳導進行傳熱。第三，輻射。這些通道和傳遞的有效熱量取決于容器系統，室壓力和擱板溫度設定，冷凍干燥機設計和容量和裝載條件等因素。所有這些因素決定了產品溫度隨時間的變化曲線而變化，需要針對特定配方在研發過程中進行優化，然后在放大過程中進行轉移。
文章來源：上海靳瀾儀器制造有限公司
