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走向二十一世纪的中成药制造工程技术 |
点击次数：522 发布时间：2006-4-19
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本文从国际天然医药产业发展的市场趋势和现状入手，简要分析、介绍中国中药中成药（中药成方制剂）制造工艺技术及工程装备（主要是提取工艺和设备）的现状，论述其所面临的跨世纪的挑战和机遇，在此基础上，提出一些对策和建议。
× 国际背景
国际市场巨额需求产生的主要原因
1、化学合成药物的弊病日益突出，结果导致西医西药与人类健康需求的距离日趋增加，迫使人们产生了“回归自然”的强烈愿望；开发周期长、成功率低、难度大、费用高；毒副作用较大，药源性疾患日益增多、容易产生抗药性，对一些世界性的疑难病症显得力不从心；新药成本增加、价格昂贵、效益期缩短；
2、人类生活条件、生存环境的变化，必然会导致疾病谱的改变和生物医学模式的转变，因此人类生存的客观也需要不断研究和提供更有效的治疗手段；
3、人类出于提高生活水平、改善生存质量的基本需求，对药物有效性、安全性的要求亦日益提高。
× 国际天然药物的市场需求现状
据统计，在全世界药品市场中，由天然物质制成的药品已占大约30%，国际植物药市场份额1996年已达到约690亿美元，据国际权威机构预测到2000年，世界天然药物的销售额将达到1500－2000亿美元，人类对中草药和中药制剂的需求正迅速增大；欧共体国家在92年，天然植物药的销售额已达到17.6亿美元，五年内平均上升了30%以上；德国、法国、英国是西欧国家中天然药物最大的消费国，据英国国际管理咨询公司（MTW）植物药分公司统计，1993年西欧国家年销售额已达22亿美元，相当于195亿人民币；欧洲生产植物药企业已达2000家，近几年来欧共体"草药 "市场的发展要快于化学药品，英国自1987年以来天然植物药的购买力上升了70%，法国亦上升了50%，而美国市场年亦以高于20%的速度在增长；美国天然植物药年销售8.95亿美元，人均约3.6美元，西德人均36.55美元，丹麦人均26.66美元。日本是中药制剂（汉方制剂）的主要生产国，从90年开始每年都以15%以上的速度增长，93年销售额已达2500亿日元，在日本汉方药使用需医生处方，可在国民健康金中报销。多种汉方药不仅在东南亚国家畅销，也在我国市场上不断提高占有率。
附表：
世界主要地区天然药物产销比较表
地区与国名 单 位 1991年 1992年 1993年
日本汉方药 亿美元 16.8 19.7 22.3
中国中成药 亿美元 11.4 14.2 17.5
欧共体天然药物 亿美元 12.0 17.6 22.0
× 世界生物医药产业发展的大趋势
WHO
29届世界卫生大会首次将传统医学列入议程
31届世界卫生大会形成了培训医学人才和开展传统医学的两个决议，同时WHO总部成立了“传统医学规划暑”，以联络、支持、促进各国传统医学的发展。
80年代初，“传统医学规划暑”在联合国开发计划署的协同下，在五大洲建立了26个合作中心，其中中国有7个。西方国家约有40个植物药研究机构，已开展有关天然药物的约500余个研究项目；
美国
1992年，美国会批准在国立卫生院成立替代医学办公室，把研究传统医学的费用正式纳入政府财政预算；1994年10月，参众两院分别通过一项把草药列入“食品补充剂”而非“食品添加剂”的法案，此法案规定这类补充剂接近药类，在产品说明中可以提及此产品有防病治病和改善人体机能的作用；1996年，FDA起草“植物药在美上市批准法”，并已于1997年初提交国会进入立法审批程序；
法国和澳大利亚药品管理部门审核合格后，已批准约50种中药进口销售；新加坡于1996年底，也已开始接受中药注册申请。
结论
世界性的传统医学与现代医学并存的局面形成；西方发达国家如美、日、德、法、澳、加、韩等国纷纷投入巨资，竞相开发天然药物；约占世界人口20%左右的人已经在使用天然药物和保健品来防病治病，天然植物中的药物成份也越来越多的进入导常百姓的日常生活圈；人类对天然药物的巨额需求正在急速增长；“回归自然”不仅是国际医药科学和医药产业发展的新趋势，也是人类历史发展的一种必然，更是世界生物医药科学发展的必然。
× 国内背景
中国发展中医药的科学基础
1、资源丰富
中国是中药的发源地和最大的生产使用国，在“以经验为根据的药物方面，中国为世界之冠”，据统计，我国已知有35000种高等植物，中药资源有12807种，其中药用植物1146种，药用动物1581种，常用中药有1200种，民族药4000余种，民间用药7000多种，据信中国是世界上天然药用资源和传统药品种、数量最丰富的国家之一。
2、经验丰富
中医中药已有几千年的历史和大量的临床实践，积累了丰富的经验，形成了完备、独特的理论体系。中医药典籍卷轶浩瀚，数以万计的秘方、验方被国际上称为人种药理学的原始资料（国内已收集300000余项），从成书于公元前475－221年《皇帝内经》中所载的成药方剂13首到明代《普济方》中的载方61739首，延续至今还保留有十几万首，《中国药典》90版收载中药材509种，收载中成药275种。
3、基础坚实
中国近四十年来对中药材、炮制、制剂工艺和质量标准、药理、毒理及临床等方面的研究，积累了大量的科学资料，为进一步研究开发高效优质的中药新药奠定了坚实的基础。
中国自1985年颁布实施《新药审批办法》以来，中药新药研制水平在不断的提高，经验日益丰富，截止1996年第一季度末，已有509种中药新药通过审批，还有几十种中药单体达到较高的临床治疗水平，如青蒿素、靛玉红。许多新药投资后都取得了较为显著的经济和社会效益。
十年来中国还培养了一大批科研人员，形成了中西医结合和生药、制剂、药理、毒理及临床等多学科相互渗透的高水平的科技梯队，其中很多为出国留学归国的博士、硕士，掌握了大量的先进高新技术的有关知识。据统计，中国已有53所独立的医药科研机构和上百个新产品开发机构，专业技术人员达5500多人。中国已初步形成了科研、设计、生产相结合的学科齐全、层次丰富、相互连接的中药研究体系。
特别是近5年，中国中药新药研制水平明显提高。随着国际交流合作的开展，已有一些新药研制单位与日、美、德、法、澳、加、韩、港、台地区的相应研究机构建立了不同形式的合作关系，为中药新药走向世界与国际接轨创造了条件。
中国目前共有中成药厂1000余家，1996年产值达196亿元，生产中药成药制剂品种4,000余种。一批骨干中药成药制造企业的仪器设备、生产条件、技术水平正在接近国际水平。
4、巨大的国内市场需求
中国的医药消费需求正处于跃变期。随着中国经济的迅猛增长的势头，中国人民在已经普遍解决了温饱问题以后，不再满足对生活的简单需求，开始注意生活质量和生存质量的提高，尤其关注与生命健康有关的医疗和保健消费。我国现有12亿人口，约占世界人口的1/5而且不断增长，预测2030年将增至16亿而达到高峰，中国在下世纪初，不仅将成为世界上最大的经济实体之一，而且也是一个广阔的现实市场和巨大的潜在市场。据统计，我国人均医药消费水平占人均国民收入的比重近几年基本稳定于2%左右，并随二者绝对值增长而略有上升，1990年人均医药消费23.84元，占人均国民收入的1.89%。我国城镇人口仅占全国人口1/4，医药消费占3/4，用药水平接近发达国家水平。此外，老年人用药水平与其它人相比为4:1，我国预计从2000年起将逐步迈入老龄化国家。随着我国人口自然增长，人口老龄化，独生子女比例增加，特别是经济发展后，人民生活水平的逐步提高和健康意识增强，国内医药市场正在急速开发和扩大，而且8亿农村人口的潜在市场正在逐步转为现实市场。据联合国工业发展组织（UNIDO）的资料分析，若以80年代的用药水平为基数，到2000年发展中国家药品消费将增加9倍，“中国可能超过美国而一跃成为世界上最大的医疗用品市场。”但中国医药工业目前的现状尚远不能满足人们对医疗保健的需求，其间的差距和发展空间都还相当大。
1994年中国中成药产值为人民币138.5亿元，占整个中药市场销售比重65%以上。安全、有效的中药新药和中药保健品将是中国人民防病治疗，医疗保健的主要选择之一。
中国对外贸易的不断增长是中国复关已势在必行，中国经济已逐步融入世界经济合作与竞争之中，在这种世界日益趋向经济一体化、知识产权保护国际化和我国即将加入世界贸易组织（WTO）的新形势下，我国长期以仿制为主开发新药的历史形将结束，中国十二亿人 吃国药难、吃好药更难的问题现实地摆在眼前。另一方面，在中药国际市场迅速扩大的同时，市场竞争亦日趋激烈。日本、韩国凭借技术开发研究和工程技术的优势，通过输入我国中药材原料深加工后出口，已垄断了90%的国际植物药市场份额。美国、德国等国家也加强了竞争。而作为中药传统出口大国，我国目前中药每年经海关登记的出口额不足5亿美元，加上其它途径出口及中药保健品出口总计仅约10亿美元。而且我国出口的中药以原料药材为主，其平均价格几乎逐年下降，其中中成药比例低于25%，且单品种出口不成规模。在市场值近50亿美元的西方草药市场上，尽管不少中药制剂如人参、大蒜、银杏叶制剂等已上市多年且销售额很大，但我国产品的占有率几乎为零。
激烈的国际竞争，更要求中国中药制造业讯速地接近和达到国际天然药物的先进制造水平，否则中药很难在国际市场上竞争，中国的国内市场也可能在国际竞争中被挤占和瓜分。
洋中药进军中国中药市场。中国即将加入世界贸易组织(WTO)，医药方面的研究、开发、生产、销售等将逐渐与国际规范接轨。关税的降低，面向世界市场的进一步开放，给外国药品进入中国市场创造了条件。自1989年实行进口药品注册以来，已有十多个国家和地区的近40个品种的天然药物在我国注册，欧美以及日、韩的传统药物已批量进入中国市场，中国每年进口“洋中药”已近亿美元，而值得注意的是，有一些洋中药是国外（如日、韩、加、德）利用中国低价进口的药材或中药提取物进行深加工后高价返销到我国的。此外，一些大的跨国制药集团已在几个大城市(北京、上海、广州分设办事机构，以作为进一步进入中国市场的先遣。德国Hoesbst公司，瑞士的Roche及Ciba公司等均已提出进军中国的战略性发展计划，这样的一些跨国制药集团及其植物药产品将在“九•五”期间真正进入中国市场。
× 横向比较
韩国1990年仅高丽参一项创汇1.75美元
日本1990年仅救心丸一项创汇1亿美元
欧洲一个银杏制剂销售达5亿美元
1988年中国实行进口药品注册以来，已有10多个国家和地区的近40个天然药物在中国注册每年进口销售的植物药已逾1亿美金，正在与出口中药额度相持平。面对激烈的国际竞争，我国发展先进中药制造技术已刻不容缓。
× 国家行为──中药现代化
为了顺应世界性的“回归自然”大潮，使中药能够为全人类的繁衍昌盛作出应有的贡献，中国政府继70年代初组织实施中药机械化计划之后，又于最近组织实施了全国性的中药现代化科技计划。
“七五”、“八五”期间，国家实施的一批重点科技项目，获得了一些重大的中医药科技成果，为中药现代化提供了重要的科技基础，一些成果可成为中药现代化工程技术研究的目标项目。“九五”期间国家已将常用中药材质量标准的研究和中药复方标准化（范例）研究列入重大科技计划，有关推动医药产业发展的1035工程等一批重中之重的科技计划也已做为国家行为开始组织实施，此外，由国家十二个部委共同组成的“国家新药研究与开发协调领导小组”更在近期推出了中药现代化科技计划，并将做为一项“九五”期间国家科技领域的重大国家科技战略行动，动员和组织全国多方面科技经济力量共同攻关，为中药现代化、国际化的发展提供了强有力的政策和资金支持，营造了一个前所未有的发展环境，而且也引起了国际生物医学界的广泛关注。
结论
传统中医药不仅是我国的国粹，它以其完整的理论体系，独特的疗效，屹立于世界医学之林；而且，传统中医药正面临前所未有的跨世纪挑战与机遇，是中国最有可能为全人类作出突出贡献的重大领域之一；传统中医药也是最有条件、也是最有可能在新世纪进入国际市场的重点支柱产业之一；中国医药产业要在世界医药产业之林占有一席之地，必须依靠传统中药；发展中药产业，造福于全人类，这一跨世纪的战略机遇，是全世界共同的科学选择，更是世界的机会，中国的机会，当然也是香港的机会。
× 现状
中药产业发展所面临的困难
一直以来，中国在中药的继乘、发扬以及研究和发展等方面都作出了世所瞩目的长期努力，特别是近年来在建立中药的专业规范如GLP、GCP、GMP、GSP等方面以及进行规范化的新药开发方面也进行了十分有益的积极探索，但是与天然药物的国际水平相比较，仍然有一定的距离。这种距离主要表现在中药在药效评价、生产工艺、质量标准、制剂技术、临床规范化研究等方面长期滞后，中药产品至今基本仍处于“粗、大、黑”的低水平，高效、速效、长效、副作用少、体积小、单剂量小以及贮存、携带、服用方便的优质品种寥寥无几，严重的影响着中药产品进入国际市场，为更多的病患者服务。
其主要原因除了基础研究薄弱外，还在于中药现代化、国际化工程技术研究水平明显滞后，其主要表现在手段、工具以及标准、规范等方面与国际先进水平差距较大；加之东西方文化差异以及中西医药等在哲学思维、医学模式乃至研究方法、研究对象等方面存在诸多不同，也造成了中药研究自身特有的难度；因此，集中解决制剂工艺和质量控制两大直接影响中药现代化"瓶颈"问题，逐步改善中药产品“粗、大、黑”的现状，以全面提高中药产品在国际市场的竞争力已经成为加速中国中药现代化的一项紧迫的战略任务。
× 中药工程技术纵向轨迹的回顾及现状简介
以下主要从工程装备方面介绍和论述中药制造工程技术的现状。
中药制造工程技术主要包括了制药机械技术和中药制造技术，其主要内容可以区为工艺技术和工程装备，这是一们边缘科学，综合科学，系统科学；制药机械是机械行业的终产品，同时也是制药行业的母机，因此，中药工程技术是一们涉及到多学科的现代化制造技术。
70年代以前
非压力容器，完全是放大了的煎煮锅
70年代进行中药机械化以后
第一代 静态多能提取罐（可进行常压、微压、真空条件下的水煎、温浸、热回流、强制循环渗漉、芳香油提取及有机溶媒回收、罐组式顺流或逆流提取）特点：外加热，长径比较小，静态提取，单罐操作，两次提取。
第二代 外循环式动态提取罐
特点：外加热，长径比较大，外循环溶液动态，排渣口有滤网、滤板，可自身过滤，具多能功能，可单罐提取，罐组顺流、逆流提取。其中罐组逆流提取工艺中国在90年代初已开始应用，比国外大概要早五至十年。
第三代 双向加热式外循环动态提取罐
特点：96年开始应用，除和无锥式外循环动态提取罐特征一样外，还有以下几个特点：在罐体中央有一个圆柱式内加热器，外夹层分上下两段，蜂窝焊接；循环泵流量大，扬程低。
此外，国内近年还开发了斜卧式逆流连续浸出机和搅拌式动态提取设备、高效节能SCT微机程控提取装置，槽式逆流连续逆流浸出机。
在研究中或已有应用的技术主要还有：
加酶提取技术
澄清剂技术
大孔树脂吸附技术
超临界萃取技术
超临界吸附技术
计算机仿真提取技术
超声波提取技术
微波提取技术
据资料介绍，国外提取天然药物常用的工程装备主要有：U型拖链式、肯尼迪式、平转式、鲁奇式、千代田连续浸取器，以及使用高速离心机，多台组合式逆流萃取分离设备等，还有采用电磁、脉冲、超声波等手段进行强化以加速浸取过程。
浓缩、干燥
中药中有许多有效成分是热敏性、挥发性强的物质，因此在浓缩、干燥时应尽量避免长期的高温处理。目前，用于中药提取液蒸发浓缩的设备主要有真空浓缩锅、单效、双效升膜蒸发器，三效蒸发器，还有少数强制循环型等，浓缩过程多采用二级（初浓缩及终浓缩）来完成的，初浓缩多采用薄膜蒸发，包括升膜式、降膜式和离心薄膜，少数采用双效式或三效薄膜蒸发；终浓缩以减速压浓缩罐为主，少数用刮板浓缩。干燥以箱式（减压或常压热风循环式）为主，有部分为喷雾干燥，少量为冷冻干燥或载体干燥，应大力推广的是三效薄膜蒸发、喷雾干燥，对热特别敏感的则应推荐采用冷冻干燥。
膜分离技术（MST）已被国际上公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前途的一项重大生产技术，在我国也得到了迅速推广使用，其优点是过程不发生相的变化、能耗低、原材料消耗少、操作方便、不产生二次污染、易实现连续化、自动化。同时因除去了提取液的许多杂质能明显提高产品的质量（澄明度、稳定性）。由于是在常温下进行，故尤适合对热敏感物质的分离、分级、浓缩和富集。
近年来，在中药制造工程技术的发展中 ，应用计算机技术方面也已有长足的进展，中国中药制造工程技术正在向符合GMP规范、多功能、连续化、自动化方向发展。
× 中药制造工程技术与世界先进制造技术等相关学科的横向比较
作为制造工程技术，中药工程技术有其许多不可替代的特点，近年来也取得了许多令世人瞩目的进展，但是，与国际先进制造技术的飞速发展相比，则显得尚有不少的距离，通过这种横向比较，有助于进一步促进中药制造工程技术的全面发展。
70年代后由于微电子、计算机技术的发展，为设计、制造、行销过程的信息管理与计算机的辅助技术设计制造创造了前所未有的条件，也积累了现代工艺和管理的文明，现代制造技术及其自动化的发展为先进制造技术的发展奠定了基础，运筹学、专家系统、虚拟建设技术、人工智能等发展为制造技术走向智能化创造了技术前提，先进的工艺，比如精密成型、超精密加工、精细焊接、表面技术、在线检测等技术的发展，为制造技术提供了新的工艺基础。到80年代，世界制造技术已走过了起步、发展与成熟期，进入了以人机一体智能化为特征的后发展时期。
× 现代设计理论与方法
并行工程：销售分析、产品设计、工艺设计、生产计划与加工过程、质量保证、检测等同步规划；产品设计、开发、行销平行实施，动态优化；市场、技术、生产、经营管理集成；
核心技术：数控技术、CAD、CAM、CAT、CMIS、MIS等；
辅助技术
信息技术
接口和通讯
数据库技术
集成框架
软件工程
人工智能、专家系统和神经网络
决策支持系统
标准和框架
数据标准
产品定义标准
工艺标准
质量标准
检验标准
生产计划与组织
市场分析
用户与员工培训
精益生产
准时生产
成组技术
全面质量管理
并行工程＋整体优化
最佳效益
敏捷制造
柔性生产
动态组织结构
企业向网络集成
虚拟工厂──社会化制造体系
显而易见，明天的中药制造工程技术已不仅是要满足GMP规范，而是要在科学管理模式和机算机辅助管理体系的基础上，逐步实现优质、高效、低耗、清洁、柔性生产。
× 结论
中药工程技术与国际先进水平在材料工业，机械加工水平，机电一体化等方面有一定距离；作为一种工业制造业，中药制造工程技术亟待借助现代制造技术的理论和方法，迅速建立新的技术手段，在一个全新的水平上有所发展。
× 对策与建议
努力实现中药工业现代化，全面推进中药工程技术的科技进步，尽早推出具有国际先进水平的、适合中药技术特点的中国新一代具有国际先进水平的中药工艺技术及工程技术装备；多学科、多方面协同攻关，采用技术集成、优化、提高等方法，集中解决中药工程技术明显滞后的问题；加强中药基础科学研究和工程技术研究，吸取相关学科的最新研究进展，特别是先进制造技术的系统化思想和方法，全面采用科学管理模式和计算机信息管理技术和计算机辅助设计技术，结合具有国际先进水平的GMP规范，同时兼顾中药特色和中国国情，设计、创制全新一代的中药制造工程技术及装备。 |
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