虛擬仿真技術(shù)在GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用*

程 純，劉 耀，劉 杰，曹國(guó)瓊，郭 玲，傅 建，張永萍，徐 劍，陳曉蘭

(貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550000)

《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)是藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本準(zhǔn)則，適用于藥品制劑生產(chǎn)的整個(gè)過程及原料藥在生產(chǎn)中影響成品質(zhì)量關(guān)鍵工序。推行藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，是為了最大限度地降低藥品在生產(chǎn)過程中的污染、交叉污以及混淆、差錯(cuò)等風(fēng)險(xiǎn)，確保持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合預(yù)定用途和注冊(cè)要求的藥品[1]。

GMP課程是高校培養(yǎng)藥學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門理論兼應(yīng)用型的課程，核心是藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的理念，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的制藥技術(shù)應(yīng)用型人才，十分注重實(shí)用性知識(shí)的傳遞和生產(chǎn)能力的培養(yǎng)[1]。

1 GMP教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

(1)GMP教學(xué)內(nèi)容涉及藥品生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)和較多設(shè)備、人員管理，包括：機(jī)構(gòu)與人員的原則要求、廠房設(shè)施設(shè)計(jì)與設(shè)備管理、物料與產(chǎn)品管理、文件與生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制與保證及確認(rèn)和驗(yàn)證等[2]。

(2)以往教學(xué)方式主要是以課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式，完全依靠教師課堂講授為主。學(xué)生的主要知識(shí)也來(lái)自于老師的傳授和書本的知識(shí)。而GMP教學(xué)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的藥品生產(chǎn)技能，為未來(lái)職業(yè)技能力提供基礎(chǔ)。GMP課程還涉及工程知識(shí)，包括設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理，要讓讓學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握復(fù)雜的制藥設(shè)備單純靠課堂講述效果不佳，應(yīng)以理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行GMP知識(shí)的傳授。

(3)“藥物制劑工程技術(shù)研究中心 ”GMP實(shí)訓(xùn)車間建設(shè)了天然藥物提取和藥物制劑小試、中試的配套設(shè)施前處理方面可承接提取干燥、純化的實(shí)驗(yàn)及小試、中試研究；制劑方面可承接片劑(包衣片)、硬膠囊、顆粒劑、口服液、乳膏的小試實(shí)驗(yàn)及中試研究。有藥用冷凍干燥機(jī)、噴霧干燥、微波真空干燥、純化水系統(tǒng)；制劑設(shè)備包含：片劑及包衣、硬膠囊、顆粒劑相關(guān)設(shè)備，但由于制藥技術(shù)工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜，涉及設(shè)備種類較多，還有一些劑型的設(shè)備未完善。且缺少操作和管理人員，以及學(xué)生在使用中的安全因素，在GMP的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，如果學(xué)生僅通過圖片或者到GMP實(shí)訓(xùn)車間短時(shí)間的參觀見習(xí)，學(xué)生很難了解儀器設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造及操作規(guī)程。

(4)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中怎樣實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合是最重要的關(guān)鍵，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教訓(xùn)中接觸到實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備可以加深對(duì)理論知識(shí)的理解，深入的理解工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生放大效應(yīng)的原因。實(shí)驗(yàn)室的小型儀器與藥廠大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)所使用的設(shè)備規(guī)模、結(jié)構(gòu)、操作規(guī)程有很大的差別，在實(shí)訓(xùn)中要向?qū)W生展示講解大規(guī)模生產(chǎn)的具體工作流程、設(shè)備GMP及車間GMP中的要點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。

(5)由于GMP廠房對(duì)進(jìn)入人員的嚴(yán)格要求，在正常的藥品生產(chǎn)過程中企業(yè)通常不允許大量的外來(lái)人員進(jìn)入GMP車間參觀見習(xí)。因此為了實(shí)現(xiàn)GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)，組織學(xué)生到企業(yè)GMP產(chǎn)房進(jìn)行參觀和操作，也較難實(shí)現(xiàn)。主要原因是GMP生產(chǎn)過程中對(duì)安全和潔凈度的高要求，藥品生產(chǎn)廠家很難開放GMP產(chǎn)房接待學(xué)生進(jìn)行參觀見習(xí)。面對(duì)這些困難，要保證學(xué)生GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果就要進(jìn)行改革創(chuàng)新。根據(jù)GMP的課程特點(diǎn)，我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中進(jìn)行了一些探索，在實(shí)踐課的授課過程中引入虛擬仿真技術(shù)，并取得了一定效果。

2 GMP虛擬仿真平臺(tái)

藥品生產(chǎn)GMP虛擬實(shí)訓(xùn)仿真平臺(tái)是以藥品生產(chǎn)實(shí)踐操作為主線，將2010新版藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(GMP)作為知識(shí)支撐，系統(tǒng)整合常用藥品生產(chǎn)工藝、GMP、藥物制劑設(shè)備、崗位標(biāo)準(zhǔn)化操作(SOP)及車間管理等內(nèi)容， 三維模擬制劑設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)場(chǎng)景。展現(xiàn)了各個(gè)崗位的生產(chǎn)實(shí)景，引導(dǎo)操作人員利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行藥品生產(chǎn)設(shè)備使用操作和藥品生產(chǎn)實(shí)踐等仿真互動(dòng)[3]。

2.1 課堂教學(xué)輔助

涉及2010新版藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(GMP)、GMP車間介紹、藥物制劑設(shè)備三維圖及操作方法，以及崗位生產(chǎn)流程錄像。

2.2 仿真實(shí)訓(xùn)

可在平臺(tái)中對(duì)藥品GMP實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬操作，平臺(tái)包含約20個(gè)崗位，操作者通過角色扮演從文件領(lǐng)取、人員衛(wèi)生、生產(chǎn)前檢查、原輔料準(zhǔn)備、藥品生產(chǎn)、設(shè)備操作、產(chǎn)品檢驗(yàn)到設(shè)備清洗等全過程進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，可直觀的體驗(yàn)藥品生產(chǎn)的過程[4]。

2.3 實(shí)訓(xùn)考核

操作者可在平臺(tái)中登陸考核模式，進(jìn)行某個(gè)崗位的考核和練習(xí)，檢驗(yàn)在仿真實(shí)訓(xùn)中的練習(xí)成效。

3 虛擬仿真技術(shù)在GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)教學(xué)內(nèi)容涉及藥品生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)和較多設(shè)備及人員管理，理論知識(shí)中規(guī)范條例較多且抽象枯燥，只依靠書本講解學(xué)生很難體會(huì)和掌握藥品生產(chǎn)的規(guī)范以及生產(chǎn)流程中需要注意的細(xì)節(jié)問題。利用虛擬仿真平臺(tái)，可以使學(xué)生直觀的體驗(yàn)藥品生產(chǎn)全過程，并深入到各崗位各環(huán)節(jié)對(duì)生產(chǎn)過程中的管理規(guī)范進(jìn)行具體的學(xué)習(xí)和了解，為高校培養(yǎng)藥學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才的職業(yè)技能提供基礎(chǔ)。

3.1 實(shí)施方法

3.1.1 理論教學(xué)輔助

首先利用平臺(tái)中的課堂輔助模塊，在課程伊始對(duì)現(xiàn)行版2010新版藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(GMP)從規(guī)范條例、車間的建設(shè)布局、人員管理要求及制劑設(shè)備進(jìn)行介紹，并觀看崗位生產(chǎn)流程錄像進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.1.2 仿真實(shí)訓(xùn)

通過理論學(xué)習(xí)后初步掌握GMP知識(shí)，參觀GMP實(shí)訓(xùn)車間，然后到仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中分崗位，讓學(xué)生通過角色扮演的方式在仿真實(shí)訓(xùn)模塊中進(jìn)行反復(fù)實(shí)訓(xùn)，GMP 虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬仿真崗位練習(xí)，有利于理論知識(shí)與實(shí)踐操作的結(jié)合。在實(shí)訓(xùn)中找到個(gè)人問題和疑點(diǎn)，教師在課后進(jìn)行難點(diǎn)和重點(diǎn)總結(jié)并解答。

3.1.3 GMP教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核

利用平臺(tái)模擬實(shí)訓(xùn)考核功能，對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)操作能力進(jìn)行考核。在平臺(tái)中的18個(gè)崗位中隨機(jī)選擇一個(gè)崗位進(jìn)行仿真操作考核，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分匯總統(tǒng)計(jì)考試成績(jī)。

4 虛擬仿真技術(shù)在GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用成效

4.1 提高教學(xué)效果

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)通過角色扮演的方式使學(xué)生生動(dòng)體會(huì)藥品生產(chǎn)過程中的管理辦法條例及操作流程等，因此讓學(xué)生理解掌握復(fù)雜的設(shè)備僅靠理論講述效果不佳，應(yīng)當(dāng)理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合。才能有效培養(yǎng)學(xué)生的藥品生產(chǎn)技能，對(duì)未來(lái)職業(yè)技能力提供基礎(chǔ)。

4.2 解決GMP實(shí)訓(xùn)車間缺少操作和管理人員等問題

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是在安裝了GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件的機(jī)房中進(jìn)行的，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中只需一名教師授課即可，無(wú)需像在GMP實(shí)訓(xùn)車間一般安排設(shè)備管理人員進(jìn)行設(shè)備操作和安全管理，虛擬仿真技術(shù)在GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用減少了人員設(shè)置的同時(shí)還提高了GMP實(shí)訓(xùn)的安全性。

4.3 提高實(shí)訓(xùn)考核的效率

在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)操作過程中，系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，詳細(xì)記錄學(xué)生實(shí)訓(xùn)中的每一步的錯(cuò)誤并自動(dòng)計(jì)分。通過軟件的智能考核模塊，教師對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的掌握情況進(jìn)行考核并評(píng)分，既簡(jiǎn)化了考核過程，也減少了考核所用時(shí)間，且考核成績(jī)公正客觀的，同事也減輕了教師工作量。實(shí)驗(yàn)過程通常一人一機(jī)， 在此平臺(tái)還教師還能通過服務(wù)器設(shè)定考卷、案例和場(chǎng)景，測(cè)驗(yàn)學(xué)生的理論與仿真操作，提高了GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效率[3]。

4.4 培養(yǎng)學(xué)生藥品生產(chǎn)的綜合能力

學(xué)生在GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中通過角色扮演從文件領(lǐng)取、人員衛(wèi)生、生產(chǎn)前檢查、原輔料準(zhǔn)備、藥品生產(chǎn)、設(shè)備操作、產(chǎn)品檢驗(yàn)到設(shè)備清洗等全過程進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，不僅能生動(dòng)的從崗位中學(xué)習(xí)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，還能直觀的體驗(yàn)藥品生產(chǎn)的過程。初步掌握藥品從人員到設(shè)備、從管理辦法到制備工藝的相關(guān)技能，培養(yǎng)學(xué)生藥品生產(chǎn)的綜合能力。

4.5 提高教師的綜合素質(zhì)

要做好GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，要求教師必須熟悉相應(yīng)設(shè)備的使用規(guī)程、操作要點(diǎn)，并對(duì)企業(yè)的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理工作有一定的經(jīng)驗(yàn)。軟件使用和運(yùn)行需要大量的基礎(chǔ)性材料，這些都要求教師具有較強(qiáng)的專業(yè)理論、實(shí)踐素質(zhì)及一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)和操作技能。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中既提高了教師的綜合素質(zhì)，又培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)能力[5]。

5 存在問題

目前虛擬仿真技術(shù)在GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用尚處于探索階段，缺乏與虛擬仿真平臺(tái)相配套的教材，今后可推進(jìn)GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教材的建設(shè)。目前本校GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)內(nèi)容主要以固體制劑和注射劑為主，缺少透皮制劑、靶向制劑及緩控釋制劑等新型制劑內(nèi)容，因不斷改進(jìn)和補(bǔ)充GMP虛擬仿真實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，與藥品實(shí)際發(fā)展緊密結(jié)合。

綜上所述，GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)藥學(xué)中藥學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才重要環(huán)節(jié)，為了提高學(xué)生的藥品生產(chǎn)技能，為未來(lái)職業(yè)技能力提供基礎(chǔ)，我們要正確認(rèn)識(shí)當(dāng)前GMP教學(xué)的不足之處。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于GMP實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，豐富實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高教學(xué)成效，并在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)不斷改進(jìn)和發(fā)展的同時(shí)，帶動(dòng)教師對(duì)GMP課程的改革和探索，提高教師的綜合素質(zhì)。