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。     

中药质量标志物（Q-Marker）知识产权保护的研究

中药质量标志物（quality marker,Q-Marker）是为了提高中药质量控制水平而提出的概念。讨论中药Q-Marker相关知识产权的优势、中药Q-Marker适宜申请的专利类型。检索了近20年中药检测方法（质量控制方法）专利文献,对申请量变化趋势进行分析,并以三金制剂相关检测专利为例,探讨中药Q-Marker如何进行专利挖掘和专利布局。中药Q-Marker相关技术应积极申请专利保护,将有利于提升中药质量水平。     

中药工业4.0:从数字制药迈向智慧制药

该文对中药制药工程科技进行前瞻分析,设计了中药制药业"未来工厂"愿景,进而提出"中药工业4.0"战略构思和技术路线图,构划了相关核心技术体系,由此阐明中药工业从数字制药迈向智慧制药的技术发展路径。在定义中药制药过程控制、在线检测、过程质量监测等概念及术语基础上,阐述了数字制药与智慧制药的技术理念及技术特征,倡议大力推进中药数字制药技术的广泛应用,通过制药过程高度信息化和多学科集群创新,创建中药智能制造技术,为中药产业提质增效及技术升级提供新动能。     

FPGA技术在中药智能制药中的应用探讨

传统中药制造业正不断向数字化、信息化、智能化升级，这对智能化硬件提出了更高的要求。现场可编程门阵列（field-programmable gate array,FPGA）具有多通道同步信号采集、快速数据处理、高性能、低功耗等优势，在社会生产的诸多领域已被广泛应用。对FPGA组成和工业应用优势进行介绍，结合中药制药工业应用场景的原理和领域知识，对FPGA技术在中药智能制药中的应用进行探讨研究，主要涉及制药过程信号采集、图像处理、深度学习3个方面，以期为中药制药行业过程控制、工艺优化等提供技术参考。     

中药制药过程数据集成、数据挖掘与可视化技术研究

工业自动化控制技术的广泛运用和海量制造过程数据的收集和分析,为现代中药制药工艺品质的大幅提升提供了宝贵的数据和信息资源。因此在中药制药企业建立数据集成与管理系统变得非常重要,它将使得工厂生产数据的收集、保存、分析、展示和交流变得简单、高效。通过数据集成、数据挖掘、数据可视化等技术的综合运用,可以打破数据孤岛,整合所有数据,提取出有用信息,并发现和沉淀生产知识,最终提高生产过程质量。该文分析了中药制药过程有关工业大数据分析的若干关键技术,重点就数据集成、数据挖掘与数据可视化技术进行了具体探讨。该文结合了生脉注射液生产历史数据,进行了数据挖掘与可视化实例分析,并展望了数据可视化技术在中药数字制药中的前景。     

中药饮片质量标志物（ Q-Marker）研究策略

中药饮片作为中药产业链的中间环节,具有承前启后的作用,为了保证其质量可控,引入反映中药临床安全性、有效性的质量标志物（quality marker,Q-Marker）概念,建立中药饮片专属性质量控制与评价体系。中药Q-Marker在药材、制剂等方面已有较多研究,饮片的Q-Marker研究亦逐渐引起重视,但尚缺乏对饮片质量的专属性系统研究。对中药饮片质量的影响因素以及中药饮片Q-Marker在物质基础识别、药理药效、性味归经、炮制机制、质量评价与控制等方面的研究进展进行梳理,形成以炮制机制和复方配伍为关键点的中药饮片Q-Marker研究策略,以期为中药饮片Q-Marker研究提供理论依据,提高中药饮片质量控制水平。     

基于近红外光谱技术的“过程轨迹”用于中药制药过程监控的研究进展

该文介绍了基于近红外光谱技术的"过程轨迹"方法的原理,该技术的主要步骤包括:在线采集各工艺过程的在线近红外光谱;对在线采集的三维光谱数据进行展开;确定主成分、Hotelling T2、DMod X等统计量的运行迹线及其正常波动范围;用所建多变量统计过程控制模型监测新批次的运行情况。该文对该技术在生物制药及化学制药领域的应用进行了简要综述,介绍了作者所在的实验室将该技术应用于中药制药过程监控领域所取得的进展,并对该技术的应用前景进行展望。     

基于监管科学的中药质量评价方法的整合研究思路和发展方向

中药质量标志物（quality marker,Q-Marker）或生物标志物（quality biomarker,Bio-Marker）的确证需要整合多学科的技术方法,通过探索成分、活性与功效之间的多元整合模式,创新复杂体系质量属性的科学表达方式,建立能体现以中医理论为基础的中药质量属性的客观评价体系。聚焦中药临床价值,结合产品特色优势,揭示其科学内涵,强化其质量属性参数与科学监管的关联,通过“药材来源-制剂加工-药效评价-临床疗效”全过程的传递溯源可控性研究,构建中药复方整体质量一致性的监管体系,以期为中药质量控制方法的研发提供可借鉴的研究路径、科学依据和技术方法。此外融合大数据背景下的中药质量的信息技术与人工智能技术也是未来应该关注的发展方向,通过科学监管保障和提升中药品质,助力中药的高质量发展。     

基于LIBS的中药质量检测技术与应用

基于中药制药生产质量管理需求,探讨了激光诱导击穿光谱（LIBS）技术在中药制药领域中的应用,分析了LIBS技术工作原理和检测技术优势,该技术具有方便,快捷,以及精度较高的检测特点。从LIBS技术特点出发,分别举例分析了该技术在中药原料质量检测、制造过程质量控制、中药产品质量控制,以及LIBS技术与其他光谱联用技术研究方面的应用情况,显示了LIBS技术与中药过程质量控制的结合潜力。中药自身复杂成分的特点限制了LIBS技术的应用。文章提出LIBS技术可以从两个方面深入研究提高技术优势,一是深入挖掘LIBS技术与化学计量学方法结合,提升检测精度,二是强化与其他光谱联用技术,降低检测误差,为该技术在中药智能制造过程质量控制的实际应用提出参考。     

基于数字孪生的中药智能制药关键技术

该文结合中药制药工业应用场景的原理和领域知识,探讨了如何建立基于数字孪生的中药智能制药关键技术。以新型中药提取设备与中药丸剂干燥设备的数字孪生研究为实例,示范了该技术在新型制药工艺开发及制药设备结构优化中的应用。探讨了该技术在中药生产行业中形成数据驱动的生产过程实时优化、运维服务动态预测方法,构建基于数据与算法驱动的"理治"生产模式,实现产品全生命周期质量感知、评估、预测和智能控制与智能决策的技术方案。     

中药提取液浓缩工艺和设备现状及问题分析

浓缩作为中药制药过程的重要工序之一,直接影响着药品的质量,浓缩技术发展与设备改进是中药制造工业转型升级的关键,关系着中药现代化与国际化的进程。本文对现行的中药提取液浓缩工艺和设备的现状进行概述,分析了中药提取液浓缩工艺与设备的特点及存在问题,并提出了改进的方向,为加快浓缩技术及设备的研发和创新提供参考。     

创建以过程管控为核心的中药质量控制技术体系

该文首先简述中药质量控制技术现状、瓶颈问题及严峻的挑战,提出应改变以事后检验为主要手段而不重视过程管控的药品监管现象,扭转业界忽视发展制药过程管控技术的局面,重构中药产品质量控制技术体系;通过建立以制药过程管控为核心的中药质量控制技术和监管体系,从根本上解决质量控制技术落后、质量风险管控措施不力、产品质量声誉不高等中药行业重大现实问题,从而突破中成药产品质量可控性差等难关。围绕中药质量控制技术领域中的难点问题和薄弱环节,提议尽快构建具有中国原创特色的中药CMC(chemistry,manufacturing and controls)技术规则并推动其得到国际认可,同时设计了以临床疗效为导向、制造方式为主轴、过程控制为重点的中药CMC技术架构。根据中医药临床特色及中成药生产特点,建议将药物分析学与中药化学、中药药理学、制药工程学、控制工程学、管理工程学等学科相结合,创立中药质量控制工程学。进而,提出中药质量控制工程理论模型及数字制药工程方法学,阐述了显著提升中药标准、实现中药国际化战略目标的技术路径。     

中药智能制造质量数字化研究及复方丹参滴丸实践

中国医疗健康产业将逐渐形成以消费者需求为中心的综合服务模式。面向多元化、个性化、透明化的市场升级需求,通过智能制造来实现药品供应的高质量、精准化与柔性化,是药品制造企业提升核心竞争能力的关键。依托于笔者在中药工厂实施的数个智能制造项目,该论文对中药智能制造关键技术研究以及产业应用实践进行了阐述。首先,提出了以质量数字化为核心的中药智能制造方法学,主要包括在工艺质量设计、生产过程控制、产品批次评价3个方面的数字化关键技术。接下来,介绍了中药工厂智能制造系统的架构设计,对涵盖种苗、种植、饮片、制造、仓储、质量管理环节各系统的功能模块和数据互通关系进行了说明。最后,以复方丹参滴丸生产车间为例,介绍了数字化关键技术的研究情况,以及过程检测与分析系统、数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition, SCADA)、制造执行系统(manufacturing execution system, MES)、数据挖掘分析系统、企业资源计划(enterprise resource planning system, ERP)等主要系统的实际运行和生产应用情况。该文旨在为中药工业实施智能制造的技术路径规划和系统架构提供参考借鉴。     

基于全程质量控制理念的中药标准化体系研究思路探讨

药品质量源于设计,对药品生产整个生命周期的良好设计可使药品达到预期的质量要求。针对目前中药产业存在的问题,该文从国家战略层面出发,以国际制造业质量控制理念为指导,结合中药产业自身特点和发展现状,提出基于全程质量控制理念的中药标准化体系建设,其内涵是建立中药以三性指标为核心的综合质量指标体系、中药材和饮片的质量标准和规范体系、中药质量追溯体系、中药全程质量控制数据监控系统和中药全程质量管理体系这相互关联的5个体系,通过"顶层设计-分步实施-系统整合"的工作流程实现中药产业的全过程系统科学研究。通过对各环节质量标准间系统关联性的分析,建立各环节及全程标准操作规程,构建高标准的中药产业链全面质量管理体系,为中药全程质量控制体系的构建提供示范,为中药产业的标准化提供系统性的参考和依据。     

ҩ���ĩ��Ϲ������߼�ؼ����о���չ

??Blending process is one of the key links of the pharmaceutical process, since the uniformity of drug products not only affects the appearance but also influences homogeneity and stability of the intrinsic quality, and then affects the efficacy of the products. Therefore, to ensure the safety and effectiveness of drugs, it is necessary to analyze and control the uniformity of the drug powder in the process of blending. Compared with the traditional method for the end point determination of the blending process, online monitoring technology has obvious advantages and broad application prospects. This paper summarized the research progress of online monitoring technologies for blending process in the pharmaceutical industry. Firstly, four kinds of online monitoring technologies were introduced and compared, which were the near infrared spectroscopy, thermal sensing technology, Raman spectroscopy and chemical imaging technology. Then the methods and principles of on-line monitoring algorithms were summarized and expounded. After that, a brief introduction of the application of near infrared monitoring equipment for pharmaceutical blending process was given. And then the research progress of the online monitoring of the blending process in the domestic pharmaceutical industry was summarized. Finally, the development trend of online monitoring technology of blending process was looked into the future.     

在线检测技术在中药饮片智能化生产与质量控制中的研究现状与展望

中药饮片产业是中药产业三大支柱之一,保证饮片的质量和安全性一直是重中之重的工作。传统的中药质量控制方法存在周期长、效率低、主观性强等问题,无法适应产业的快速发展。在线检测技术通过在线监测系统实时采集、处理和分析样品数据,能够更快速、准确地得到产品质量信息,对中药饮片的智能化生产和质量控制具有重要意义。从国家政策导向阐明中药智能化生产对中药饮片质量控制的重要性,对在线检测关键技术研究及其在饮片生产全过程中的应用进行综述,归纳当前在线检测技术在中药产业应用中存在的问题,为加快在线检测技术与饮片产业融合发展提供建议,以期为提高饮片生产效率及质量、促进饮片产业高质量发展提供参考。     

中药生产过程质量控制关键技术研究进展

中医药发展已上升到国家战略层面,在医药行业贯彻实施"中国制造2025"战略的新形势下,中药生产过程质量控制是中药工业需要加快突破的关键领域之一。对中药生产过程质量控制领域在工艺设计、分析检测、过程建模、制造装备等方面的关键共性问题进行解析,综述了中药生产过程质量控制体系中工艺过程理解、生产过程实时分析方法开发、过程控制策略建立3个方面的研究进展;并结合企业研究实践,介绍了质量源于设计(quality by design,Qb D)、过程分析技术(process analytical technology,PAT)、实验设计(design of experiment,DOE)、多变量统计分析等关键技术在上述3个研究方向中的应用进展,分析了实际工业应用的难点问题并对其应用前景进行展望,旨在为中药企业应用和提升生产过程质量控制技术提供参考。