冷冻干燥产品的研发活动取决于，新研发活性化合物的有限可用性和高成本，以及按设计质量要求，用于配方和工艺研发的实验室规模的冷冻干燥机显示出过多的设计和仪器概念，使得放大活动成为一项挑战，小型化设备的研发可以在研发时间和成本方面提供巨大的益处。
药物产品研发包括不同批量级别的加工，具体取决于研发过程的阶段和临床试验，稳定性研究和市场供应所需的样品数量。通常这些批量大小分为实验室，试验和生产规模。对于冷冻干燥产品，工艺研发和优化通常使用冷冻干燥机完成。搁架面积0.1-0.5m，高达大约5米规模冷冻干燥器，搁板区域用于制造用于临床测试和稳定性样品的材料，并且还可以循环调整以用于进一步的过程优化。
冷冻干燥过程包括三个阶段：阶段冷冻步骤，第二阶段初级干燥，第三阶段二次干燥。必须对所有三个阶段进行适当的控制和监控，以确保药品质量符合规定的临界质量属性限值。在冷冻期间，溶剂转化成固体，冷冻条件限定在冷冻产品溶液中形成的冰网。由于冰晶在升华时留下相同尺寸和形状的孔，因此在冷冻阶段也定义了内饼形态。冷冻干燥过程的第二阶段初级干燥由冷冻溶剂的升华控制，这个阶段代表整个过程中最长的部分。在二次干燥期间，通过扩散和解吸从产品中除去未冷冻的水，导致残余水分含量通常为1％或更低，这取决于所用的工艺条件，以及其它因素如制剂的性质。在研发过程中，冷冻干燥过程应平衡经济方面和配方的需求，例如初级干燥期间的允许产品温度，即塌陷温度的开始，或稳定的残留水分范围。
传热和传质决定了在给定工艺条件下冷冻干燥循环的成功，传递到产品中的热量基于三种不同的途径，首先在容器系统和温度控制架之间的接触点处直接传导。第二，通过气体传导进行传热。第三，辐射。这些通道和传递的有效热量取决于容器系统，室压力和搁板温度设定，冷冻干燥机设计和容量和装载条件等因素。所有这些因素决定了产品温度随时间的变化曲线而变化，需要针对特定配方在研发过程中进行优化，然后在放大过程中进行转移。
文章来源：上海靳澜仪器制造有限公司
