Bioloogiliste ravimite stabiilsusprobleemid ja lahendused tootmisprotsessis
Viimastel aastatel on biotehnoloogilised ravimid, eriti monoklonaalsed ravimid, muutunud järk-järgult uute ravimite uurimis- ja arendustegevuse peamiseks osaks. Siiski on valgubioloogilistel ainetel üldiselt probleemiks keeruline ja ebastabiilne struktuur, eriti mitmesugused ebastabiilsed tegurid tootmisprotsessis, mille tulemuseks on bioloogiliste ainete lagunemine ja inaktiveerimine. Bioloogiliste ravimite valmistamisprotsess on väga keeruline, sageli läbi biosünteesi (nt mikroobne fermentatsioon/rakukultuur), varude puhastamise ja rafineerimise (nagu kromatograafiline puhastamine, viiruse eemaldamine) ja valmistamisprotsessi (nt valmistamise konfiguratsioon, aseptiline filtreerimine, täitmine, külmutamine) -kuivatamine ja lampide kontroll) ja muud tootmis-, ladustamis-, transpordi- ja muud lingid. Seetõttu on nende ebastabiilsusprobleemide lahendamine võtmeks bioloogiliste ravimite edukaks rakendamiseks kliinilises praktikas. Käesolevas artiklis võeti kokku bioloogiliste ravimite tootmise lagunemisviisid ja pakuti välja vastavad lahendused.
Kuna bioloogiline tehnoloogia (nagu rekombinantne DNA tehnoloogia, lümfotsüütide hübridoomi tehnoloogia, faagide kuvamistehnoloogia) ja inimese genoomika areng, on järk-järgult muutunud peamiseks osaks biotehnoloogilised ravimid (bioloogiline meditsiin, bioteraapia, bioloogilised ravimid, biofarmatseutilised ravimid), eriti monoklonaalsed ravimid. uute ravimite uurimis- ja arendustegevusest. Bioloogilised ravimid moodustasid viimastel aastatel maailma enimmüüdud retseptiravimite esikümnest 80%, aasta-aastalt suureneb ka kogu farmaatsiavaldkonna osakaal. Võrreldes traditsiooniliste keemilisel sünteesil põhinevate väikesemolekuliliste ravimitega valmistatakse ja toodetakse bioloogilisi ravimeid peamiselt biotehnoloogiliste meetoditega, eriti rekombinantse DNA tehnoloogiaga, millel on kõrge aktiivsuse, kõrge spetsiifilisuse ja madala toksilisuse omadused ning mis lahendavad paljusid meditsiinilisi probleeme, mida traditsioonilised väikesed molekulid. ravimid ei suuda lahendada, seega on neil elude päästmisel ja patsientide elukvaliteedi parandamisel üha olulisem roll.
Kuid bioloogiliste ravimite väljatöötamine seisab silmitsi ka paljude tehniliste väljakutsetega. Esiteks on biofarmatseutilised ained väga keeruka struktuuri ja komponentidega biomakromolekulid (suhteline molekulmass on tavaliselt 5x103~2×105). Lisaks esmasele struktuurile ehk aminohapete järjestusele on bioloogilistel ravimitel tavaliselt keerukad kõrgetasemelised struktuurid (näiteks sekundaarsed, tertsiaarsed või isegi kvaternaarsed struktuurid), mis on nende bioloogilise aktiivsuse aluseks.
Samal ajal on tavalised bioloogilised ravimid selliste tegurite tõttu nagu translatsioonijärgne modifikatsioon, ensümaatiline hüdrolüüs ja keemiline lagunemine äärmiselt keerulised segud, mis sisaldavad miljoneid või rohkem molekule. Teiseks on bioloogilised ravimid ebastabiilsed ning kalduvad keemilisele ja füüsikalisele lagunemisele. Keemiline lagunemine hõlmab kovalentsete sidemete katkemist ja moodustumist, samas kui füüsikaline lagunemine on ainuomane bioloogilistele ravimitele ega hõlma kovalentsete sidemete muutusi, vaid peamiselt muutusi valkude kõrgetasemelises struktuuris, sealhulgas füüsikaline adsorptsioon (hüdrofoobsetele pindadele), denaturatsioon, depolümerisatsioon, agregatsioon ja sadestamine. See lagunemine ei mõjuta mitte ainult selle bioloogilist aktiivsust, vaid võib põhjustada ka palju ohutusprobleeme. Teiseks, erinevalt väikesemolekulilistest ravimitest on peaaegu kõigil bioloogilistel ravimitel potentsiaalne immunogeensus, st võime stimuleerida organismi spetsiifilisi antikehi moodustama või lümfotsüüte sensibiliseerima.
Immunogeensus on lisaks bioloogiliste ravimite endi struktuurile tihedalt seotud ka bioloogiliste ravimite stabiilsusega, eriti polümeeride ja valguosakeste stabiilsusega, mida on kerge stimuleerida organismis moodustama vastavaid antikehi ravimitest vabanemiseks, mõjutades ravimite efektiivsust ja isegi ristreaktiivsuse tõttu võib neutraliseerida endogeenseid valke inimkehas. Näiteks inimese erütropoetiini (EprexR) ravi kasutamisel tekkivad antikehad mitte ainult ei neutraliseeri valguravimeid, vaid seovad ka inimese endogeenseid valke, et neid inaktiveerida, mille tulemuseks on punaste vereliblede regenereerimise häired patsientidel. Immuunvastus võib vallandada ka ülitundlikkusreaktsioone, mis võivad rasketel juhtudel isegi ohustada patsiendi elu.
Mõningaid peeneid muutusi (nt konformatsiooni), mis ilmnevad bioloogiliste ravimite tootmisel, võib olla raske jälgida tootmisprotsessi või lühiajalise ladustamise ajal olemasolevate analüütiliste tehnoloogiate abil, kuid need võivad mõjutada pikaajalise ladustamisprotsessi stabiilsust, mistõttu võivad need olla raskesti jälgitavad. suurem mõju toote lõppkvaliteedile. Toodete kvaliteedile avaldab suurt mõju ka tootmisruumide, tooraine ja pakkematerjalide kvaliteet ning töötajate väljaõpe ja tegutsemine. Käesolevas artiklis võetakse kokku levinud probleemid, mis mõjutavad bioloogiliste ravimite stabiilsust tootmisprotsessis ja pakutakse välja vastavad lahendused.
01 Bioloogilise ravimi valmistamise protsess
Bioloogiliste ravimite valmistamise protsess on väga keeruline. Alates biosünteesist kuni lõpliku pakkimiseni kliinilisteks preparaatideks on tavaliselt vaja läbida erinevad tootmise, ladustamise ja transpordi etapid, sealhulgas biosüntees (nagu mikroobne fermentatsioon/rakukultuur), varude puhastamine, rafineerimine (nt kromatograafiline puhastamine, viiruse eemaldamine) ja valmistamine. protsess (nagu valmistamise konfiguratsioon, aseptiline filtreerimine, täitmine, külmkuivatamine ja lambi kontroll). Võttes näiteks kõige populaarsemate antikehade bioloogiliste ravimite näite, sisaldab tüüpiline tootmisprotseduur järgmisi etappe: Esiteks sulatatakse rakuliin ja seda järk-järgult laiendatakse mõistlikus kasvukeskkonnas, et lõpuks rahuldada tootmisvajadused.
In the cell culture process, the environment of biologic medicines including cells, various proteolytic enzymes, nutrients and dissolved oxygen, etc., usually need to be maintained at a relatively high temperature (>30 kraadi) ja neutraalsed pH-tingimused 10 päeva või rohkem kuni piisava valgu sünteesi ja ekstratsellulaarse sekretsioonini. Pärast bioloogilise ravimi sünteesi eemaldatakse lahustumatud rakujäägid tsentrifuugimise või filtreerimise teel ning seejärel puhastatakse bioloogilist ravimit sisaldav supernatant mitme kromatograafilise kolonniga, nagu afiinsusvalgu A kromatograafia (valgu A kromalograafia), katioonvahetuskromatograafia ja anioonivahetus. kromatograafia ning viirus eemaldatakse ja inaktiveeritakse.
Pärast puhastamist asendatakse bioloogilised ained ultrafiltrimise või perkolatsiooniga sobivasse puhvrisse ja säilitatakse ravimaines või lõpliku hulgi kujul, kui need lisatakse valmispreparaadi lõppkomponentidele. Valmistoode saadakse erinevate sisemiste pakkematerjalide täitmisel (konteineri sulgemine) või külmkuivatamise teel külmkuivatatud pulbriks. Kogu tootmisprotsessi jooksul mõjutavad valgud mitmesuguseid hävitavaid tegureid, nagu madal pH, kõrge soolasisaldus, külmutamine-sulatamine, valgus, võnkumised, nihked ja mitmesugused (hüdrofoobsed) pinnad, mis võivad põhjustada valgu struktuurseid muutusi või lagunemist. mõjutab bioloogilise ravimi kvaliteeti ja iga etappi saab optimeerida, et vältida või vähendada sellest tulenevat lagunemist.
02 Bioloogiliste ravimite lagunemine ja kontroll mikroobse fermentatsiooni/rakukultuuri käigus
Mikroobne fermentatsiooni/rakukultuuri protsess võib mõjutada selle poolt ekspresseeritud valguravimite stabiilsust, kuid bioloogiliste ravimite stabiilsuse kohta mikroobse fermentatsiooni/rakukultuuri protsessis on vähe teateid või pole sellele probleemile piisavalt tähelepanu pööratud. Selle nähtuse peamiseks põhjuseks võib olla see, et L-rakukultuuri mikroobse fermentatsiooni protsessis pööratakse rohkem tähelepanu mikroobide/rakkude kasvu ja ekspressioonikoguse jaoks sobivatele tingimustele ning osa lagunemissaadusi saab hilisema puhastamise teel eemaldada või lagunemisest põhjustatud valgukadu peetakse ebapiisava valgu ekspressiooni põhjuseks.
Kooskõlas bioloogilise meditsiini arendamise QbD põhimõttega ja asjakohaste juhistega, nagu FDA, on tootega seotud lisandid kõige paremini maha surutud tootmise esirinnas, millele järgneb puhastamine ja muud protsessid nende eemaldamiseks. Tõhusa eemaldamismeetodi puudumisel on vaja näidata, et lisand ei mõjuta oluliselt ravimi ohutust ja efektiivsust, kuid see nõuab palju täiendavaid uuringuid ja ebakindluse oht on ebaõige suunatud uuringud. Seega on eelistatud strateegia kaaluda nende lagunemiste pärssimist tekkekohas.
Mikroobse fermentatsiooni/rakukultuuri käigus valkude lagunemist põhjustavad paljud tegurid, esimene on keskkonnategurid, nagu kõrge temperatuur, neutraalne pH, lahustunud hapnik, soolaioonide tugevus jne. Rakukultuuri temperatuur on palju kõrgem kui tavapärasel säilitamisel. temperatuur (näiteks 2 kuni 8 kraadi) ja nagu enamiku keemiliste reaktsioonide puhul, mida kõrgem on temperatuur, seda kiirem on valkude lagunemine. Neutraalse pH juures on paljud valgud, sealhulgas monoklonaalsed antikehad, agregatsioonile ja deamidatsioonile kalduvamad. Lahustunud hapniku madalam kontsentratsioon võib põhjustada valgu disulfiidsideme mittetäieliku sidumise.
Lisaks mõjutavad keskkonna komponendid, nagu metalliioonid (nagu vaseoonid), aminohapped (nt tsüsteiin) jne, ka bioloogiliste ravimite kvaliteeti, eriti disulfiidsidemete moodustumist ja vahetust. Optimeeritud rakukultuuri tingimused võivad parandada valgu stabiilsust, kuid iga protsess peab olema nii tõhus kui ka toimiv. Kuna paljude valkude ekspressioonitingimused võivad olla vastuolus valkude stabiilsusega, võivad muutused mikroobse fermentatsiooni/rakukultuuri tingimustes mõjutada eelkõige sihtvalkude ekspressioonitasemeid, rakkude kasvu, protsessiga seotud lisandeid ja glükosüülimise taset. Sel ajal on vaja läbi viia igakülgne kaalumine ja optimeerimine.
03 Biokeemiliste ainete lagunemine ja kontroll puhastamise ja debakterialiseerimise/deviraliseerimise käigus
3.1 Puhastamine
The purification process is usually used to remove impurities and improve the purity of the medicine, but the conditions of some purification processes are relatively intense and the protein may be degraded. For example, protein A affinity chromatography used to purify monoclonal antibodies usually requires elution under acidic conditions (such as pH 3 to 4), however, some monoclonal antibodies are sensitive to acid, resulting in reduced or lost biologic activity. For example, the anti-CD52 monoclonal antibody alemtu-zumab (Campath) aggregated in >25% pärast puhastamist proteiin A kromatograafiaga. Nende happetundlike valkude puhul tuleb elueerimisaeg minimeerida ja elueerimine tuleb neutraliseerida õigeaegselt pärast elueerimist või elueerimist madalamatel temperatuuridel. Lisaks võib optimeeritud puhverdussüsteemide kasutamine (nagu arginiini lisamine) märkimisväärselt pärssida agregatsiooni teket ja parandada antikehade taastumist.
Ioonivahetuskromatograafias on sageli vaja kasutada suurema kontsentratsiooniga sooli (nagu naatriumkloriid ja naatriumatsetaat) ning reguleerida lahuse pH aniooni- või katioonvahetuskromatograafia jaoks sobivaks, tagades samas, et need tingimused vastavad. ei mõjuta valgu kvaliteeti. Mõned monoklonaalsed antikehad on kõrge soolasisalduse suhtes tundlikumad ja kipuvad moodustama valguagregaate, näiteks opalestsentsi ja osakesi. Leidsime, et elueerimine histidiiniga puhvrina kõrge soola asemel võib selliseid agregatsioonireaktsioone tõhusalt pärssida (andmeid ei ole avaldatud).
Hüdrofoobse vahetuskromatograafia korral eraldatakse valgud hüdrofoobse rühma ja liikuva faasi vahelise afiinsusega ning need adsorbeeruvad kergesti hüdrofoobsel pinnal denatureerimiseks. See on aga palju leebem kui pöördfaasikromatograafia, mis nõuab valkude elueerimist orgaaniliste lahustite abil. Valgu taastumise parandamiseks võib kasutada ka proovilahusele või mobiilsele faasile arginiini lisamise meetodit.
3.2 Viiruste steriliseerimine/eemaldamine
Kuna bioloogilisi ravimeid tuleb manustada süstimise teel, on ka steriliseerimine ja viiruse eemaldamine biofarmatseutiliste preparaatide jaoks vajalik protsess, mis hõlmab peamiselt füüsilist eemaldamist ja keemilist inaktiveerimist. Füüsiline eemaldamine on bakterite või viiruste eraldamine bioloogilistest ravimitest füüsikaliste vahenditega, peamised meetodid on membraanfiltratsioon/nanofiltratsioon ja kromatograafia. Keemiline inaktiveerimine on bakterite või viiruste inaktiveerimine keemiliste meetoditega, mis hõlmavad peamiselt pindaktiivsete ainete kasutamist, kuumutamist, happetöötlust ja UV-/Y-kiirgusega töötlemist.
Sterilization by heat treatment means that the solution is heated to 60 ℃ for 10 h. When sterilizing by heat treatment, it is necessary to pay attention to whether the target protein can withstand the conditions. If the melting temperature (Tm) of human blood albumin is close to 60 ℃, it is generally necessary to add some protective agents, such as sodium caprylate and acetyltryptophan, to raise the Tm to >70 kraadi enne kuumtöötlemise steriliseerimist. Samal ajal tuleks tähelepanu pöörata mõnede mitmesuguste valkude, eriti väikeste koguste mitmesuguste madala sulamistemperatuuriga valkude mõjule ning nende lisandite lagunemise järel moodustuvad osakesed muutuvad valkude agregatsiooni tuumadeks, mis kiirendavad valkude agregatsiooni. sihtvalgud. Kui lahus sisaldab sahharoosi, tuleb arvestada ka sellega, et sahharoos on altid hüdrolüüsile, moodustades kõrgel temperatuuril glükoosi ja fruktoosi, ning need kaks redutseeritud suhkrut reageerivad Maillardi reaktsioonil valkude vaba aminorühmaga, mille tulemuseks on valkude lagunemine. bioloogilised ravimid.
Kiirgussteriliseerimiseks on vaja pöörata tähelepanu vabade radikaalide poolt põhjustatud valkude keemilisele ja füüsikalisele lagunemisele ning tavaliselt on vaja valkude kaitseks lisada mõned vabade radikaalide püüdjad.
3.3 Külmutamine-sulatamine
Külmutamine-sulatamine on vajalik protsess bioloogiliste ravimite tootmisel, näiteks ooteprotsess tootmisprotsessi erinevates etappides või kohavahetus/ülekandmine, samuti on see levinud meetod põhilahuse pikaajaliseks säilitamiseks. . Lisaks võib valmistoote transportimisel või kodus kasutamisel põhjustada juhuslikku külmumist-sulamist. Mõned valgud on külmutamise-sulatamise suhtes väga tundlikud, eriti sobivate kaitsvate ainete puudumisel, mis võib kergesti põhjustada valkude inaktiveerumist. Seetõttu on külmutamise-sulatamise katse ka retseptide väljakirjutamise sõeluuringu oluline osa.
Valkude külmutamise-sulatamise hävitamise mehhanismid on järgmised: Esiteks on külmumisel tekkiv jäävee pind valgu denaturatsiooni oluline põhjus ning valgud kipuvad adsorbeerima nendele pindadele denatureerimiseks ja agregatsiooniks; Teiseks, pärast seda, kui külmutusprotsessi käigus muutub suur kogus vett jääks, suureneb järelejäänud lahustunud aine ja valgu enda kontsentratsioon järsult ning mida suurem on valgu kontsentratsioon, seda suurem on molekulidevahelise kokkupõrke tõenäosus ja seda tõsisem on moodustumine. liitmisest.
Vastavalt valkude lagunemise reaktsioonimehhanismile on külmutamise-sulatamise põhjustatud valgu lagunemise pärssimiseks erinevaid viise. Näiteks kaheksas jäävees sisalduv aine (nagu polüsorbaat 20, polüsorbaat 80), et pidurdada jäävee pinnast põhjustatud lagunemist. Termodünaamilist stabiilsust (valgu loomulikus olekus hoidmist) suurendab lahuse pH ja ioontugevuse reguleerimine ning abiainete/kaitseainete lisamine.
Bioloogiliste ravimite varu pikaajaliseks säilitamiseks on tavaliselt vaja hoida valku alla maksimaalse külmutatud kontsentraadi klaasistumistemperatuuri (T'), et tagada väga madal liikuvus (kineetiline stabiilsus). Näiteks valgulahus, mis sisaldab kaitseainena sahharoosi, kuna selle T' on umbes -30 kraadi, tuleb seda hoida temperatuuril -40 kraadi või isegi madalamal.
Külmutamise-sulatamise kiirus mõjutab ka bioloogiliste ravimite stabiilsust. Kui külmutamine on liiga aeglane, laguneb valk kõrgema kontsentratsiooniga olekus pikka aega kergemini. Vastupidi, väga kiiretes tingimustes (nagu -80 kraad ) võib tekkida suur hulk jääveepinda, mis põhjustab ka pinnast tingitud degradatsiooni. Väga oluline on ka sulamiskiirus, aeglane sulamine (nt 4 kraadi) põhjustab täiendavaid kahjustusi jäävee pinnal sulanud vee ümberkristallimisel. Seetõttu on tootmisprotsessis üldiselt soovitatav külmutatud tooteid võimalikult suurel kiirusel sulatada, näiteks kasutada sulamise kiirendamiseks voolavat vett.
Lisaks kristalliseeruvad külmutamise käigus mõned lahustunud ained jää moodustumise ja lahustuvuse vähenemise tõttu. Kõige tüüpilisem on naatriumfosfaatpuhver, võrreldes naatriumdivesinikfosfaadiga on naatriumdivesinikfosfaadi lahustuvus väga tundlik temperatuuri suhtes, madalatel temperatuuridel tekib esimene sade, mille tulemusel langeb lahuse pH kuni 3 kuni 4 ühikut, sel ajal on happetundlik valk kalduvus laguneda. Mõned mitme subühiku struktuuriga valgud, nagu aponeokartsinostatiin ja stafülokoki nukleaas, denatureerivad madalal temperatuuril, kuna alaühikute sidumise hüdrofoobne toime väheneb temperatuuri langusega.
3.4 Filtreerimine/ultrafiltreerimine
Valgulahuste jaoks on kolm peamist membraanfiltratsiooni tüüpi, nimelt steriilne filtreerimine, nanofiltreerimine ja ultrafiltreerimine/perkolatsioon. Bakteritsiidset filtreerimist kasutatakse peamiselt lahustumatute osakeste ja bakterite eemaldamiseks, mida kasutatakse tavaliselt enne lõpptoote täitmist; Nanofiltratsiooni kasutatakse peamiselt viiruste eemaldamiseks; Ultrafiltreerimist/perkolatsiooni kasutatakse peamiselt puhastatud proovi asendamiseks lõpppreparaadi puhvriga ja selle kontsentreerimiseks, vältides samal ajal tugeva leelise või tugeva happe otsest lisamist valgulahusele lahuse pH reguleerimiseks ja muude ainete lisamist. tahked abiained võivad põhjustada kohalikku soojuse vabanemist ja mõjutada valgu stabiilsust.
Membraanfiltratsioonil endal on aga teatud mõju valkudele ning valkude ja filtreerimismembraanide vaheline interaktsioon võib vähendada valkude kontsentratsiooni põhilahuses ja denatureerida valke, mis avaldab suuremat mõju madala valgukontsentratsiooniga ravimitele. Üldiselt saab valgu ja filtrimembraani ning valgu ja valgu vahelist koostoimet vähendada pindaktiivsete ainete lisamisega. Lisaks eraldavad mõned halva kvaliteediga filtrid ise osa osakesi ja muutuvad valkude agregatsiooni tuumapunktideks, kiirendades valkude agregatsiooni. Kvaliteetse filtrimembraani valimine on ülioluline.
Donnani efekti tuleb arvestada ka ultrafiltreerimise protsessis. Donnani efekt tähendab, et membraanfiltrimise käigus jääb polümeer (nt valgu makromolekulid) membraani kinni ja lahuses olev vastupidise laenguga elektrolüüt koguneb laengu vastastikuse külgetõmbe tõttu rohkem polümeeri ümber, nii et filtreerimismembraani ei saa ultrafiltrimise käigus täielikult läbi imbuda, mille tulemuseks on kontsentratsiooni suurenemine. Tavalised antikehad on ultrafiltraadis positiivselt laetud, nii et anioonne elektrolüüt rikastub antikehaga ja kontsentratsioon suureneb.
Üldiselt, mida madalam on algne puhvri kontsentratsioon ja kõrgem valgukontsentratsioon pärast ultrafiltreerimist, seda ilmsem on Daunani efekt ja seda olulisem on mõju puhvri pH-le. Histidiini sisaldava puhvri korral tõuseb pH väärtus, kui ultrafiltratsioonil kontsentreeritakse antikeha ravim, ja isegi preparaadi pH väärtus ületab kvaliteedikontrolli standardit ja muudab toote kvalifitseerimata.
04 Bioloogiliste ravimite lagunemine ja kontroll valmistoote valmistamise protsessis
4.1 Seadistamine ja segamine
Tootmisprotsessis muutuvad kasutatavate bioloogiliste ravimite suurte mõõtmete tõttu väga oluliseks valmistamise konfiguratsioon ja segamistoimingud, näiteks kohaliku valgu või abiaine kontsentratsioon on liiga kõrge või lahuse pH ja ioontugevuse muutus võib viia valgu denaturatsioonini. või sademed. Mehaanilise segisti tüüp, suurus, segamiskiirus ja aeg tootmise ajal võivad mõjutada bioloogilise ravimi stabiilsust, näiteks on segamiskiirus liiga kõrge, mille tulemuseks on valkude kiirenemine. Seetõttu on vaja neid parameetreid võimalikult palju optimeerida, et saavutada ühtlane segu.
4.2 Täitmine
Bioloogilised ravimid on täitmisprotsessi ajal altid denaturatsioonile ja agregatsioonile, peamiselt mehaaniliste jõudude, näiteks pumpamisprotsessis tekkivate nihkejõudude ja mõne sademe põhjustatud lagunemise tõttu. On teatatud, et kolbpumba roostevaba teras sadestab mõned nanoosakesed ja muutuvad antikehade agregatsiooni tuumapunktideks. Täitmise käigus tekkivad väikesed mullid võivad denatureerida valgu gaasi-vedeliku pinnal ning väikesed mullid tekitavad purunemisel vabu radikaale ja/või lokaalseid soojusmuutusi, mis võivad põhjustada valgu denatureerumist.
4.3 Külmkuivatamine
Bioloogilistes ravimites kasutatakse tavaliselt vedelaid preparaate, kuna vedelatel preparaatidel on lüofiliseeritud preparaatide ees märkimisväärsed eelised kulude, protsessi lihtsuse ja patsiendi mugavuse seisukohast. Mõned valgud on aga vesilahustes väga ebastabiilsed ja kui pärast preparaadi optimeerimist ei ole saavutatud piisavat stabiilsust, siis tuleks kaaluda lüofiliseeritud preparaatide kasutamist. Lüofiliseerimisprotsess moodustab palju hävitavaid tegureid, millest esimene on külmutamisprotsessi hävitavad tegurid, mida on eelnevalt üksikasjalikult kirjeldatud.
Lisaks võivad valgud kuivades tingimustes kokku puutuda ka lagunemisfaktoritega. Näiteks valkude pinnal olev hüdratatsioonikiht on väga oluline valkude stabiilsuse seisukohalt. Hageman pakkus välja, et valkude pind sisaldab umbes 7% vett, mis on valkude struktuuri säilitamiseks väga oluline ning veesisaldus pärast lüofiliseerimist jääb üldjuhul 1% ja 2% vahele, seega on vee rolli asendamiseks vaja teisi aineid. dehüdratsiooni ajal. Seetõttu on väga oluline valida õige retsepti- ja lüofiliseerimisprotsess. Üldiselt arvatakse, et disahhariidid, nagu sahharoos ja trehaloos, võivad mängida suhteliselt tõhusat rolli vesiniksideme doonoritena, samas kui polümeerühendid ei saa steerilise toime tõttu tõhusalt veeasendajate rolli mängida.
Lisaks võivad sahharoos ja trehaloos külmkuivatatud veesisalduse (nt 1–2%) kontrollimise eeldusel moodustada kõrge T-ga amorfse pulbri, nii et kogu süsteemi saab hoida tahkes olekus ja pärsivad füüsikalist ja keemilist lagunemist pikaajalisel ladustamisel. Kuid polüpeptiidsete bioloogiliste ravimite (nt glükagooni) puhul, kuna neil ei ole suhteliselt fikseeritud kõrgetasemelist struktuuri, võivad polümeersuhkrud, nagu hüdroksüetüültärklis, mis ei saa vesiniksideme rolli mängida, samuti omada tugevat kaitset nagu merevetikasuhkrud. Hiljuti on teatatud, et aminohapete kasutamist uue bioloogilise ravimina külmkuivatamise kaitsvaid aineid, eriti arginiini, saab kasutada üksi või segatuna sahharoosiga väga tõhusalt, et kaitsta valkude stabiilsust külmutus- ja külmkuivatustingimustes.
05 Bioloogiliste ravimite lagunemine ja kontroll ladustamise, transpordi ja kasutamise ajal
Ladustamise, transportimise ja kasutamise käigus kogevad valgud ka mitmesuguseid lagunemistingimusi, nagu lühiajalised temperatuurimuutused ladustamisel ja transportimisel, transpordivõnkumised või kerged kahjustused transportimise ja kasutamise ajal, mis võivad valgu kvaliteeti rohkem mõjutada. . Biofarmatseutiliste ravimite ja vaktsiinide puhul on külmahela transport võtmetegur toote kvaliteedi tagamisel. Viimastel aastatel on Hiinas toimunud mitmeid vaktsiiniohutusega seotud intsidente, nagu Shanxi vaktsiini juhtum 2010. aastal ja Shandongi ebaseadusliku vaktsiini juhtum 2016. aastal. Kõik need juhtumid hõlmasid vaktsiinide ebaõiget säilitamist ja transporti ning võimalikke ravimiohutuse riske, mida põhjustasid need on tekitanud suurt muret kogu ühiskonnas. Seetõttu on säilitamis-, transpordi- ja kasutusprotsessi juhtimise ja kontrolli tugevdamine oluline lüli bioloogiliste ravimite ohutu kasutamise tagamiseks.
06 Järeldus
Bioloogilised ravimid on väga õrnad molekulid ja nende toodete kvaliteet on tihedalt seotud tootmisprotsessiga. Tootmisprotsessis on lihtne esineda mitmesuguseid keemilisi ja füüsikalisi lagunemisi, eriti bioloogiliste ravimite makromolekulide füüsikalist lagunemist, mis võib toimuda erinevates füüsikalistes või mehaanilistes tingimustes, seega ei saa väikese molekuliga ravimite kogemusi bioloogiliste ravimite puhul otseselt rakendada.
Tootmisprotsessis tuleks vältida äärmuslikke tingimusi, näiteks bioloogilise ravimi lahuse segamist liiga suure segamiskiirusega segistiga, lahuse pH reguleerimiseks otse tugevate hapete või leeliste kasutamist või valgulahusele tahkete abiainete lisamist. lahustada. Kuigi see ei pruugi lühiajaliselt põhjustada tuvastatavaid toimeid, võis see mõjutada bioloogilise ravimi kohalikku normaalset peenstruktuuri ja need struktuurimuutused võimenduvad pikaajalise säilitamise ajal, mõjutades lõpuks toote kvaliteeti.
Vajadusel saab erinevate tootmisprotsesside või kaitsvate ainete võrdlevat hindamist kiirendada, kasutades laos või valmistootes kiirendatud ja sunnitud lagunemise stabiilsuskatseid. Nendele lagunemissaadustele tuleks puhastamise ja täitmise ajal pöörata erilist tähelepanu, kuna need jäävad lõpptootesse ja lõpuks kasutatakse neid patsientidel, mis tõstatab ohutuse, tõhususe ja immunogeensusega seotud probleeme.
Teatud mõttes määrab biofarmatseutiliste ravimite tootmisprotsess nende kvaliteedi, mis eeldab nende molekulide lagunemismehhanismi analüüsi ja nende võimaliku lagunemise pidurdamist kogu tootmisprotsessi vältel, et tagada lõpptoote ohutu ja tõhus rakendamine patsientidele.
Guidlingi kohta
Guidling Technology on riiklik kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis keskendub biofarmatseutikatele, rakukultuurile, biomeditsiini puhastamisele ja kontsentreerimisele, diagnostikale ja tööstuslikele vedelikele. Oleme edukalt välja töötanud tsentrifugaalfiltriseadmed, ultrafiltreerimis- ja mikrofiltreerimiskassetid, viirusfiltrid, TFF-süsteemid, sügavusfiltrid, õõneskiud jne. Mis vastavad täielikult biofarmatseutiliste preparaatide, rakukultuuri jne rakendusstsenaariumidele. Meie membraane ja membraanfiltreid kasutatakse laialdaselt eelfiltreerimise, mikrofiltreerimise, ultrafiltratsiooni ja nanofiltratsiooni kontsentreerimiseks, ekstraheerimiseks ja eraldamiseks. Meie paljud tootesarjad, alates väikesest ühekordselt kasutatavast laboratoorsest filtreerimisest kuni tootmise filtreerimissüsteemide, steriilsuse testimise, kääritamise, rakukultuuri ja muuni, vastavad testimise ja tootmise vajadustele. Guidling Technology ootab teiega koostööd!