中药临方制剂智慧制造系统设计与思考

近年来,我国中药制药产业持续发展,已初步形成了一定规模的产业体系,成为我国国民经济和社会发展中一项具有较强发展优势和广阔市场前景的战略性产业。但是对于传统中药临方制剂而言,存在工艺水平较低、生产效率不高、智能化程度不强等问题,产业发展面临着巨大的压力和挑战。本文从国际前沿技术在中药临方制剂中的应用出发,系统总结和分析其制造过程中存在的问题,并根据中药临方制剂现状,将药物制造装置和制造工艺进行创新融合,提出四诊合参、辨证施治、理法方药、智能决策、智能制造、剂工质效、个性化服务为一体的中药临方制剂智慧制造系统,为打造中药临方制剂智能化运营平台提供参考。     

中药临方制剂技术的发展现状及研究策略

临方制剂是指医生依据患者个体的辨证治疗需要和药物性能开具处方,提出临时的调配要求,再由负责调剂的人员按照相关工艺为患者加工成不同剂型的制剂,是个性化药学服务的重要内容。合理设计中药临方制剂的工艺路线、生产装备和质量控制方法,建立符合中药临方制剂特点的工艺研究策略与模式,对发展临方制剂具有重要的推动作用。该文全面综述了临方制剂的意义、政策、技术特点、工艺研究现状及存在的问题,提出了基于制剂原料物理特性的临方制剂技术、设备研发策略以及智能制造的研究方向,以期推动临方制剂技术规范化、标准化与智能化发展,促进临方制剂的传承与创新。     

中药临方制剂的应用现状、问题分析和发展对策

随着人们生活水平不断提高、生活节奏大幅加快,患者对中药药学服务的需求不断提高,临方制剂的使用数量正逐年递增。制剂技术的瓶颈、制剂规范的缺失等一系列问题逐渐显现出来,导致临方制剂的产品质量参差不齐,并且缺乏监管的法律依据。该文对中药临方制剂的剂型应用、制剂技术、生产设备、规范标准、临床应用以及服用模式的现状及存在问题,进行系统的总结与分析,提出基于制剂原料物理指纹图谱的中药临方制剂技术的传承与创新研究模式、“研究-专利-技术-设备-标准”的创新研究与知识产权保护模式、基于全过程可溯源的临方制剂生产规范体系以及基于工业4.0的临方制剂区域加工服务模式等创新发展对策,期望对推动中药临方制剂的传承与创新发展提供有益的参考。     

中药临方制剂生产规范与质量管理体系的思考

中药临方制剂进入快速发展阶段,建立完善的生产规范与质量控制体系是保证中药临方制剂健康、良性发展的关键。该文分析了中药临方制剂的特点,借鉴了代煎液和膏方的现行生产质量管理规范,考虑中药临方制剂生产中可能存在和发生的各种问题,提出适宜中药临方制剂的生产质量管理方案及安全生产注意事项,为中药临方制剂的生产规范与质量管理体系提供参考。临方制剂的生产规范及质量控制体系也应与时俱进,动态发展。未来,将临方生产与大数据、人工智能等现代技术相结合,在规范的GMP要求下,实现中药临方制剂的自动化、智能化生产,建立完善的质量追溯体系、在线控制策略、安全管理模式,将有效保证中药临方制剂的健康、良性发展。     

传感器在中药生产中的应用及研究进展

随着“中国制造2025”国家战略的不断推进，中药制造从机械化、自动化走向智能化。为保证药品的安全和品质，需要对生产过程中的数据进行实时感知与传输，这无疑是中药智能制造过程中的巨大挑战。因此，作为数据感知源头的传感器技术在中药制备过程中的发展则变得至关重要。对近几年中药生产中常用的传感器类型进行总结，重点分析了不同类型传感器从中药材前处理到药品包装的应用效果，阐述了5G技术、人工智能联合传感器技术在中药智能制造中的优势，并对传感器在中药智能制造中的应用进行了展望，为制药企业智能制造的发展提供了信息化和智能化参考。     

物料属性研究在中药丸剂质量控制中的应用进展

中药生产智能化已成为中药发展必然趋势,中药制剂生产过程信息化、自动化是实现中药智能制造的前提,其中输入物料属性、输出产品质量属性辨识与表征、大数据统计与积累即为信息化基础.物料属性研究对于终产品质量控制具有重要意义,但目前缺乏对中药丸剂属性研究的系统归纳与总结.因此,笔者从粉体学属性、流变属性、质构属性3种分类出发,对...     

中药生产过程智能质量控制专利技术进展北大核心CSCD

在中药智能制造由试点示范进入深入应用、全面推广的新阶段,如何提高过程质量控制系统的智能化程度,已成为中药生产过程控制技术发展的瓶颈。该文整理了自《中国制造2025》规划实施以来,获得国家级和省级立项的中药智能制造项目(226项)和中药制药企业(145家),对相关中药生产企业申请的专利进行检索,挖掘出生产过程智能质量控制技术专利135件。从智能质量感知、智能工艺认知和智能过程控制3个方面,对中药材种植、饮片炮制、制剂前处理和制剂成型等单元环节,以及生产车间层面的智能质量控制专利技术进行了全面总结。研究结果表明,智能质量控制技术已初步应用于中药生产全过程,提取和浓缩单元智能化,以及关键质量属性的智能感知是当前阶段生产企业关注重点;面向中药制造工艺的认知专利技术较为缺乏,导致智能感知和智能控制尚未实现有效闭环整合。建议未来借助人工智能和机器学习方法,突破中药生产共性环节和生产系统的工艺认知瓶颈,将产品整体质量形成规律透明化,加速关键技术系统集成和智能装备创新与应用,促进中药品质均一性和制造可靠性的提升。     

“中药制造现代化——固体制剂产业化关键技术研究及应用”项目获得2019年度国家科学技术进步二等奖

由江西中医药大学首席教授、高等研究院院长、院士工作站执行站长、本刊编委刘红宁教授领衔的“制造现代化——固体制剂产业化关键技术研究及应用”项目获得2019年度国家科学技术进步二等奖。该项目针对中药复方制剂的药味成分复杂多样、服用剂量大、制剂规格大、药辅占比高、物料吸湿性黏性大、强,导致传统中药制剂制造“产品质量低、生产效率低、生产能耗高”等制约中药固体制剂制造产业的关键问题,以中药制剂的“提质、增效、节能、升级”为目标,立足中药制剂“物料、工艺、技术、装备”相互影响,从设计、工艺、装备和质控等方面,创建中药制剂制造产业化系统解决方案,创新了中药大规速压片技术与装备、中药大容量包衣技术与装备等,为中药固体制剂制造产业化升级提供范本。     

论中药制造测量学之4个关键工程技术难题北大核心CSCD

围绕中药产业发展与质量提升战略,破解“卡脖子”困局,要重视中医药新工科科技创新。在科技创新体系生态化和产业革命背景下,超大规模的信息交互与多维融合必将引发中药制造模式的深刻变革。中药制造测量学是在中药生产过程控制可靠性工程理论基础上形成的;是系统论与系统科学思维的发展延伸;是中药学科坚持“四个面向”再认识论的提高,是一门理论结合实践的交叉融合学科。针对中药制造原料来源复杂、过程工艺粗放、物质基础不清晰、装备工艺适用性较差等难题,开拓形成了“瞄准药工融合-研发智能产线-赋能产业转型”的转化研究模式。该文提出了开展中药制造关键质量属性辨识、中药制造工艺质量源于设计与产品研制、中药制造质量传递与过程能力指数研究、中药制造测量技术与装备开发4个关键工程技术难题,以实现中药质控指标系统化、工艺管控实时化、制造过程数字化、质量传递透明化以及全程控制智能化。该文提出的新概念、新理论与新技术将为中药产业化提供参考。     

中药工业大数据关键技术与应用

在中药制造由工业2.0向更高水平迈进的过程中,部分信息化和数字化基础较好的企业已积累了轻量级工业大数据,成为企业资产的一部分。为促进中药工业大数据的应用,该研究针对当前中药制造过程中存在的Sigma差距和知识匮乏等问题,提出了以价值创造为导向的中药工业大数据三层架构设计原理,即数据集成层、数据分析层和应用场景层。在数据集成层,总结了以传感器为基础的中药关键质量属性感知关键技术。在数据分析层,提出了由模型构建、验证、配置和维护组成的模型生命周期,介绍了智慧中药系统(iTCM)算法库和模型库。针对中药制造过程质量传递结构特点,开发了"分块-集成"建模,递进建模和路径建模等系统建模关键技术;针对中药制造过程高度专业性,提出"数据+机制"双重驱动的高阶智能建模关键技术。最后结合中药注射剂、中药口服固体制剂和中药配方颗粒生产应用场景和需求,介绍了基于工业大数据的中药生产工艺诊断、质量传递规律解析、实时放行检验和制剂处方智能设计典型案例。对中药工业大数据这一可再生资源的利用,将有效促进中药制造知识积累和质量效益提升,为实现中药制造智能化奠定基础。     

吉林省现代中药工程研究中心股份有限公司简介

“工程中心”主要发展方向 “工程中心”以现代中药新药研发成果和可用于现代中药研发与生产的现代高新技术成果产业化和市场化作为主要发展方向。一方面，通过高新技术的应用不断研发现代中药新药，进行中成药“大品种”的二次开发，进而以这些极具市场竞争力的产品开拓并占据药品市场：另一方面，“中心”还不断开发能够提高现代中药研发与生产水平的高新技术，开拓现代中药研发的技术市场。     

吉林省现代中药工程研究中心股份有限公司简介

“工程中心”主要发展方向 “工程中心”以现代中药新药研发成果和可用于现代中药研发与生产的现代高新技术成果产业化和市场化作为主要发展方向。一方面．通过高新技术的应用不断研发现代中药新药，进行中成药“大品种”的二次开发．进而以这些极具市场竞争力的产品开拓并占据药品市场；另一方面．”中心”还不断开发能够提高现代中药研发与生产水平的高新技术，开拓现代中药研发的技术市场。不断将“工程中心”发展成为以基地建设标准化、新药研发科学化、产品生产规模化、人员任用机制市场化、成果交易网络化、产品和技术经营国际化为基本特征的．对行业发展具有引领和有力推动作用的，具有国际先进水平的高科技企业型现代中药开发机构。     

中药制造现代化——固体制剂产业化关键技术研究及应用

中药现代化就是将传统中医药的优势特色与现代科学技术相结合,以适应当代社会发展需求的过程。高质量、高效率、高效能发展,是中药制剂制造现代化发展的方向。中药复方制剂的药味成分复杂多样,服用剂量大、制剂规格大,药辅占比高,物料吸湿性大、黏性强,传统中药制剂制造过程生产存在“产品质量低、生产效率低、生产能耗高”等一系列问题,成为严重制约中药制剂制造现代化发展难题。中药制造过程物料、工艺、技术和装备相互交织、互相影响,单一改进工艺、技术、装备,或者依靠简单引进“洋”技术与设备都难以从根本上解决问题,必须采用系统解决方案,走自主创新之路。项目组以临床广泛使用的剂型——中药固体制剂为例,多学科联合攻关,围绕制约中药固体制剂制造产业化的关键问题,以中药制剂的“提质、增效、绿色、升级”为目标,从设计、工艺、装备和质控等方面创建中药制剂制造产业化系统解决方案,创新了中药大规格高速压片技术与装备、中药大容量包衣技术与装备等,为中药固体制剂制造产业化升级提供范本,并构建了以健胃消食咀嚼片、草珊瑚含片、金水宝胶囊等为代表的中药大品种集群,为中药制造行业提供良好的示范。     

中药临方颗粒剂的特点与发展设想

临方颗粒剂是临方汤剂的固体形式,是适用性强、应用范围广的临方制剂剂型之一。临方颗粒剂采用共煎的方式提取药液,弥补了配方颗粒的短板,与处方无法灵活变动的中成药颗粒剂和经典名方颗粒剂形成良好的互补,具有显著的市场前景。但是由于基础研究不足,设备不匹配,工艺通用性差等因素,导致在临床上的应用比例较低。该文通过分析中药临方颗粒剂的特点以及生产现状,对制约临方颗粒剂发展的瓶颈问题进行梳理,指出开发具有通用性的临方颗粒剂制备工艺的意义及关键难点,提出制剂处方及工艺预测系统与在线检测技术对提高制粒生产效率的重要作用,并对解决临方颗粒剂特有问题的技术开发提出了一定的设想,为颗粒剂剂型在临方制剂中的应用和发展提供思路。     

吉林省中药院内制剂的传承与发展探析

中药院内制剂是中医经典的传承,是中医药文化传播的载体。吉林作为中药资源大省,在中药院内制剂的传承和发展上具有得天独厚的优势。针对中药院内制剂的现状及存在的问题,提出改革中药院内制剂研发、生产、管理模式的建议,通过建立医院-企业-高校三方联合的中药院内制剂发展模式,传承和发展吉林省中药院内制剂。     

高品质中药制剂“物料-工艺-装备”协同智能设计

在制药4.0(Pharma 4.0)的背景下，支撑药品质量源于设计(QbD)的设计工具加速朝向智能设计方向迭代。该文针对常规中药制剂研发多依赖经验、设计实验参数维度有限、工艺装备匹配度低，以及工艺放大试错成本高等局限，提出“物料-工艺-装备”协同智能设计解决方案，以中药口服固体制剂(OSD)为例，从设计模式、设计目标、设计工具和设计应用4个方面进行了介绍。在设计模式中，提出由关键物料属性、关键工艺参数、关键设备属性和关键质量属性构成的制剂设计四面体。通过市售药品评价，提出基于产品质量属性分类的高品质中药制剂设计目标。在设计工具中，描述了iTCM粉体物性数据库、工艺分类系统、系统建模与仿真，以及可靠性优化设计等中药制剂智能设计平台关键组件，以及不同平台模块在中药OSD共性关键环节规律性设计知识高效获取中的作用。最后，以中药高剪切湿法制粒工艺设计和中药配方颗粒溶化性设计为例，介绍了“物料-工艺-装备”协同智能设计应用。开展先进制剂设计理论与方法研究，将有助于提高中药制剂研发效率、可靠性和产品品质，推动中药高端制剂产品引领创新。     

中药制剂前处理工艺技术研究进展

现代科学技术的发展,推动了中药事业的不断发展,中药生产已经摆脱了过“作坊”式的生产方式,采用现代科学技术,应用新工艺、新辅料、新设备,研究开发中药新剂型,制备生产新制剂,从整体上提高了中药水平,确保中药制剂的质量疗效与稳定性,为中药实现现代化,奠定了坚实的基础。     

中药制药工艺知识库构建方法研究

中药制药工业当前正处于数字化与智能化转型过程中,需要针对文献报道数据、中药制药生产过程中积累的海量历史数据信息和药工操作经验,建立智能化方法进行高效分析,挖掘并整理出有价值的过程信息。为此,亟需建立基于知识驱动的中药智能制造关键技术体系,推动中药制药技术智能化升级。该研究提出了中药制药生产工艺知识库的构建方法,分别从文献挖掘、案例推理和实时预测3个层面,以中药带式干燥工艺为研究对象初步构建了中药制药工艺知识库。工艺知识库整合了深度学习(deep learning)、案例分析(case-based reasoning)、仿真建模(simulation modeling)等技术,融合制药过程机制及大数据信息,实现了知识自动化与决策科学化,为中药制药工业从“经验制药”向“智慧制药”跨越提供示范。     

进程管理的微波真空干燥工艺在中药临方浸膏干燥中的应用研究

中药浸膏作为中药制剂的重要中间体,其干燥效果直接影响制剂后续的生产过程,因而其是影响最终的药品质量的重要因素。为满足中药临方制剂“高载药、时效性及工艺简便”的要求,该研究探索了进程管理的微波真空干燥工艺在中药临方浸膏干燥中的应用研究。对5种辅料及40个中药处方进行微波真空干燥工艺影响因素考察。以干燥的可行性、干燥速率、干燥时间以及干膏状态为指标,考察微波真空干燥的进料要求;以干燥后干膏状态为评价指标,对3种干燥程序组(A、B、C)进行对比研究,获得最优干燥方法。实验结果表明微波真空干燥最优进料条件为料层厚度2 cm;优选干燥方法为C组程序(共7个干燥进程),以进程管理的策略解决了微波干燥易焦糊的问题,同时发现微波干燥程序中的预设干浸膏含水率应在4%～5%,可以获得质量均一,干燥完全,且没有焦糊的中药干浸膏。该研究为微波干燥在中药临方生产中的应用奠定了基础,从而推动了中药临方制剂的高质量发展。     

从1.0到4.0的中药炮制技术发展现状评析及展望

中药炮制技术的发展应用与中药质量密切相关。现阶段，我国炮制技术整体上仍处于机械化炮制发展阶段，炮制设备种类少，自动化和智能化水平低。炮制过程中缺乏炮制参数的精确控制，导致中药饮片质量不均一。随着大数据时代的到来和“互联网+”的不断发展，中药炮制技术和设备也得到了不断的提高和更新，逐渐转向自动化和智能化的发展方向。中药饮片联动化生产技术将炮制过程中的单一炮制设备组合优化为可进行连续式生产的中药饮片生产线，提高了生产效率。基于机器视觉、电子鼻、电子舌等的炮制经验数字化技术及在线检测技术是中药饮片大规模工业化生产中的主流趋势，也是中药炮制工艺参数标准化的重要前提。而进一步通过将炮制过程及炮制设备与互联网进行对接，实现中药饮片生产流程智能化管控是未来中药饮片产业转型升级的重要过程。该文通过对中药炮制技术不同阶段的发展特点进行归纳总结，梳理炮制理论的应用发展、炮制设备的演变及现阶段中药炮制工业化发展中存在的问题，以期为实现炮制技术的数字化和智能化创新及中药饮片高效、高质生产提供思路与方法。