5月31日-6月2日,2021全球技术转移大会在上海展览中心举行。本届大会由科学技术部成果转化与区域创新司、科学技术部火炬高技术产业开发中心、上海市科学技术委员会主办,由国家技术转移东部中心承办,《中国企业报》中企视讯提供全程特约媒体支持。
在中企视讯展区,来自上海中医药大学洪燕龙研究员及其项目团队,向参展的企业、投资机构推介了自主研发的“中药临方智能制造技术”。该项目技术作为中国高校院所技术转移的典型代表,受到了媒体、投资方等多方的广泛关注和重视。
智能化中药临方制剂生产需求
中医药是发源于我国的一种独特的文化资源,卫生资源和经济资源,在中国历史文明和社会发展中起到了重要的作用。人们逐渐意识到与西药相比中成药在某些疾病治疗方面有着显著的优势,尤其在慢性病、疑难病以及重大传染病防治领域中成药的作用不断彰显。中药临方制剂是指根据患者的特殊需求或医生“量体裁衣”开具的个性化中药处方,制成丸剂、颗粒剂等个性化制剂。传统临方制剂主要以手工生产为主,生产效率低,难以规模化生产。尽管有少数企业能够采用机械化的生产方式提升效率,但生产过程中辅料用量大,患者的服用量较大,且生产成本高。另一方面,现在的中医药患者对中医药服务也提出了新的需求。例如对于慢性病患等长期服药人群,需要采用长时间、大剂量、动态的中药服用方式。传统汤药制剂口感不佳,存储要求严格、不利于携带而且长期存放也会导致细菌滋生,让患者服药变得“苦不堪言”。此外,传统汤剂生产过程柔性差、效率低、过程不标准,制药时间长,质量难以保证。因此,目前市场亟需高效率和高质量的中药临方制剂生产技术。
中药临方智能制造新技术—打造“一人一方一剂”个性化临方丸剂加工服务
智能引领科技,创新改变未来。随着数字化、信息化、智能化技术的发展和应用,传统中药临方制剂面临的生产挑战和瓶颈迎来新的解决方案。秉承“推动产学研用,重塑创新价值链”这一理念,上海中医药大学洪燕龙研究员及其协同创新中心中药健康产品研究团队在国内率先先建立了临方丸剂的智能化制造技术体系,形成了系统化的中药临方制剂智能制造解决方案和技术服务产品,对于任何处方均能实现高载药量、高效、一次成型的加工方式,能够实现“一人一方一剂”的极致个性化医药服务体验。目前该项目及技术产品在业内已达到国内外领先水平,实现了中药临方制剂技术领域的“四个第一”重要成果,包括发表了第一篇临方制剂技术的综述文章;发表了第一篇临方制剂技术的研究性文章;在《中国中药杂志》发表了中药临方制剂的第一个专题系列文章(6篇);申请了国内第一个中药临方智能制造的专利。同时获得了国家自然基金、上海市自然基金、上海市卫计委、上海中医药大学杏林学者、上海中医药大学杏林学者跟踪等多项国内影响力较高的课题资助。
图 1 中药临方制剂智能制造技术
洪燕龙研究员通过展示其项目成果和应用案例,充分证明了本项目的技术优势。本项目核心技术主要包括三项:中药原料物理参数系统化表征体系构建、中药物料知识图谱构建以及临方制剂动态工艺优化建模;中药原料品类多,物理性质复杂,表征中药制剂原料的物性参数是对中药原料数据化描述的过程,是临方制剂智能化识别和生产的重要基础。本项目构建了系统化的多参数表征标准和方法,能够完整刻画出各种中药原料物理特性在数据空间的指纹。然后进一步建立中药物料分类的物性指纹库和特征物性与成型质量相关的知识图谱。从安全性、有效性、合理性等多个方面入手,多元构建了处方药味处理方式的17个子数据库及运行规则,合理、快速、拆分“药”与“辅”,实现系统临方丸剂的制剂处方工艺的智能决策。最后,如何控制中药制剂浓缩水丸的工艺控制点是智能化生产的关键一步。由于临方制剂具有很强的个性化特征,再加上工艺控制不佳会导致口感、药效变差等问题,精确寻找控制关键工艺参数是临方制剂智能化生产的关键难点。洪燕龙研究员及其团队通过自主研发的浓缩终点在线控制仪,能够精确控制关键工艺参数,实现99%的临方无需加入任何辅料,并达到丸药一次成型效果。与传统手工生产和机械化生产相比,本项目开发的智能化临方制剂生产方式具有智能决策、能够高效生产、提高载药量、缩短培训时间等技术优势,帮助中药制剂生产机构以及服用患者达到降本提质增效的目标。
图 2 中药临方制剂智能化生产与传统生产方法对比
“技术成果”已进入产业应用阶段并获得高度认可
目前,本项目与上海某公司达成合作,为该公司提供中药丸剂个性化制剂成型系统开发服务。仅2019年,基于本项目的技术成果已服务医疗机构58家,已累计加工丸剂18000方,产值达1200万元,利润180万元,产生较好的社会效益和经济效益。从市场需求方面来说,未来一两年中成药仅中国市场的规模就将近万亿,中药配方颗粒的市场销售额仅200多亿元。作为更加有效、安全、方便的临剂丸剂,它的未来市场需求将更加广阔。
图3 技术推广成果
中医药产业智能化创新、助力中国传统文化振兴
近年来,整个社会积极传承和发扬中国传统文化和保护非物质文化遗产。作为重要的非物质文化遗产之一,精湛的传统中药手工泛丸制作需要经历数代知识和经验的积累和传承,从药材选用、制作、加工、保存都具有特定的程序和严格的操作规范。借助数字化和智能化技术,大力推进中药智能制造产业,对传承传统中药非物质遗产有着重要作用。本项目采用的智能技术能够将传统工匠的经验和知识存储在数据库和知识图谱中,建立标准化、智能化在线控制工艺流程和调参方法,不用依赖具有不确定性的人工经验判断,精准严格的控制生产工艺,实现传统中医药文化和现代化智能制造的完美结合。
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