Biyolojik İlaçların Üretim Sürecinde Stabilite Sorunları ve Çözümleri
Son yıllarda biyoteknolojik ilaçlar, özellikle monoklonal ilaçlar, yavaş yavaş yeni ilaç araştırma ve geliştirmesinin ana gövdesi haline geldi. Bununla birlikte, protein biyolojikleri genel olarak karmaşık ve kararsız yapı sorununa, özellikle de üretim sürecindeki çeşitli kararsız faktörlere sahiptir ve bu da biyolojiklerin bozulmasına ve etkisizleşmesine neden olur. Biyolojik ilaçların hazırlanma süreci, genellikle biyosentez (mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü gibi), stok saflaştırma ve rafine etme (kromatografik saflaştırma, virüsün uzaklaştırılması gibi) ve hazırlama süreci (hazırlama konfigürasyonu, aseptik filtrasyon, doldurma, dondurma gibi) yoluyla çok karmaşıktır. -kurutma ve lamba denetimi) ve diğer üretim, depolama, nakliye ve diğer bağlantılar. Bu nedenle bu dengesizlik problemlerinin çözülmesi, biyolojik ilaçların klinik uygulamada başarılı bir şekilde uygulanmasının anahtarıdır. Bu makalede biyolojik ilaç üretimindeki bozunma yolları özetlenmiş ve bunlara ilişkin çözümler ortaya konmuştur.
Biyolojik teknoloji (rekombinant DNA teknolojisi, lenfosit hibridoma teknolojisi, faj görüntüleme teknolojisi gibi) ve insan genomiğinin gelişmesiyle birlikte, biyoteknolojik ilaçlar (biyolojik tıp, biyoterapötikler, biyolojik ilaçlar, biyofarmasötikler) özellikle monoklonal ilaçlar giderek ana gövde haline gelmiştir. yeni ilaç araştırma ve geliştirme faaliyetleri. Son yıllarda dünyanın en çok satan 10 reçeteli ilacının %80'ini biyolojik ilaçlar oluşturuyor ve tüm farmasötik alanın payı da yıldan yıla artıyor. Kimyasal senteze dayalı geleneksel küçük moleküllü ilaçlarla karşılaştırıldığında, biyolojik ilaçlar esas olarak yüksek aktivite, yüksek özgüllük ve düşük toksisite özelliklerine sahip olan ve geleneksel küçük moleküllerin çözdüğü birçok tıbbi sorunu çözen biyoteknoloji yöntemleriyle, özellikle rekombinant DNA teknolojisiyle hazırlanır ve üretilir. ilaçlar çözemediği için hayat kurtarmada ve hastaların yaşam kalitesini iyileştirmede giderek daha önemli bir rol oynuyorlar.
Ancak biyolojik ilaçların geliştirilmesi aynı zamanda birçok teknik zorlukla da karşı karşıyadır. Birincisi, biyofarmasötikler çok karmaşık yapılara ve bileşenlere sahip biyomakromoleküllerdir (bağıl moleküler kütle genellikle 5x103~2x105'tir). Biyolojik ilaçlar, birincil yapıya, yani amino asit dizisine ek olarak, genellikle biyolojik aktivitelerinin temelini oluşturan karmaşık üst düzey yapılara (ikincil, üçüncül ve hatta dördüncül yapılar gibi) sahiptir.
Aynı zamanda translasyon sonrası modifikasyon, enzimatik hidroliz ve kimyasal bozunma gibi faktörler nedeniyle yaygın olarak kullanılan biyolojik ilaçlar, milyonlarca veya daha fazla molekül içeren son derece karmaşık karışımlardır. İkincisi, biyolojik ilaçlar kararsızdır ve kimyasal ve fiziksel bozulmaya yatkındır. Kimyasal bozunma, kovalent bağların kırılmasını ve oluşumunu içerirken, fiziksel bozunma biyolojik ilaçlara özgüdür ve kovalent bağ değişikliklerini içermez; ancak esas olarak, fiziksel adsorpsiyon (hidrofobik yüzeylere), denatürasyon, depolimerizasyon, agregasyon ve çökeltme. Bu bozulmalar sadece biyolojik aktivitesini etkilemekle kalmayacak, aynı zamanda birçok güvenlik sorununa da neden olabilecektir. İkincisi, küçük moleküllü ilaçların aksine, neredeyse tüm biyolojik ilaçlar potansiyel immünojeniteye, yani vücudu spesifik antikorlar oluşturması veya lenfositleri duyarlı hale getirmesi için uyarma yeteneğine sahiptir.
Biyolojik ilaçların kendi yapılarına ek olarak, immünojenite aynı zamanda biyolojik ilaçların, özellikle polimerlerin ve protein parçacıklarının stabilitesi ile de yakından ilişkilidir; bunlar, ilaçların etkinliğini etkileyen, ilaçları temizlemek için karşılık gelen antikorlar oluşturmak üzere vücudu uyarması kolaydır ve çapraz reaktivite nedeniyle bile insan vücudundaki endojen proteinleri nötralize edebilir. Örneğin, insan eritropoietin (EprexR) tedavisi kullanıldığında üretilen antikorlar, yalnızca protein ilaçlarını nötralize etmekle kalmayacak, aynı zamanda insan endojen proteinlerini de bağlayarak bunları etkisiz hale getirecek ve hastalarda saf kırmızı kan hücresi rejenerasyon bozukluklarına yol açacaktır. Bağışıklık tepkisi aşırı duyarlılık reaksiyonlarını da tetikleyebilir ve bu durum ciddi vakalarda hastanın hayatını bile tehlikeye atabilir.
Biyolojik ilaçların üretimi sırasında meydana gelen bazı ince değişikliklerin (konformasyon gibi), mevcut analitik teknolojiler aracılığıyla üretim süreci veya kısa süreli depolama sırasında gözlemlenmesi zor olabilir, ancak uzun süreli depolama sürecinin stabilitesini etkileyebilir, dolayısıyla Ürünün nihai kalitesi üzerinde daha büyük bir etki. Üretim tesislerinin, hammaddelerin ve ambalaj malzemelerinin kalitesinin yanı sıra çalışanların eğitimi ve işleyişi de ürün kalitesi üzerinde büyük etkiye sahip olacaktır. Bu makalede biyolojik ilaçların üretim sürecinde stabilitesini etkileyen yaygın sorunlar özetlenmiş ve bunlara ilişkin çözümler ortaya konmuştur.
01 Biyolojik ilaç hazırlama süreci
Biyolojik ilaçların hazırlanma süreci oldukça karmaşıktır. Biyosentezden son paketlemeye ve klinik preparatlara kadar genellikle biyosentez (mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü gibi), stok saflaştırma, rafinasyon (kromatografik saflaştırma, virüs uzaklaştırma gibi) ve hazırlama dahil olmak üzere çeşitli üretim, depolama ve taşıma adımlarından geçmek gerekir. proses (hazırlık konfigürasyonu, aseptik filtreleme, doldurma, dondurarak kurutma ve lamba muayenesi gibi). En popüler antikor biyolojik ilaçlarını örnek alırsak, tipik bir üretim prosedürü aşağıdaki adımları içerir: İlk olarak hücre dizisi eritilir ve sonunda üretim ihtiyaçlarını karşılamak üzere makul bir büyüme ortamında kademeli olarak genişletilir.
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 derece) ve nötr pH koşullarında yeterli protein sentezi ve hücre dışı salgılanmasına kadar 10 gün veya daha fazla süre beklenir. Biyolojik ilaç sentezinden sonra, çözünmeyen hücre kalıntısı santrifüj veya filtrasyon yoluyla uzaklaştırılır ve daha sonra biyolojik ilacı içeren süpernatan, afinite protein A kromatografisi (protein A kromalografisi), katyon değişim kromatografisi ve anyon değişimi gibi çeşitli kromatografik kolonlarla saflaştırılır. Kromatografi ile virüs uzaklaştırılır ve etkisiz hale getirilir.
Saflaştırmanın ardından biyolojikler, ultrafiltrasyon veya süzme yoluyla uygun tamponun içine yerleştirilir ve ilaç maddesi içinde veya son preparat bileşenlerine eklendiğinde nihai yığın halinde depolanır. Bitmiş ürün, farklı iç ambalaj malzemelerine (kap-kapalı) doldurularak veya dondurarak kurutma işlemiyle dondurularak kurutulmuş toz haline getirilerek elde edilir. Üretim süreci boyunca proteinler, düşük pH, yüksek tuz, donma-çözülme, ışık, salınımlar, kesilmeler ve çeşitli (hidrofobik) yüzeyler gibi çeşitli yıkıcı faktörlere maruz kalır ve bu faktörler proteinde yapısal değişikliklere veya bozulmaya neden olabilir. biyolojik ilacın kalitesini etkiler ve sonuçta ortaya çıkan bozulmayı önlemek veya azaltmak için her adım optimize edilebilir.
02 Mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü sırasında biyolojik ilaçların bozunması ve kontrolü
Mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü süreci, kendisi tarafından ifade edilen protein ilaçlarının stabilitesini etkileyebilir, ancak biyolojik ilaçların mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü sürecindeki stabilitesine ilişkin az sayıda rapor vardır veya bu konu yeterince ilgi görmemiştir. Bu olgunun ana nedeni, mikrobiyal fermantasyon L hücre kültürü sürecinde mikrobiyal/hücre büyümesi ve ekspresyon miktarı için uygun koşullara daha fazla dikkat edilmesi ve bazı bozunma ürünlerinin daha sonraki saflaştırmayla giderilebilmesi veya Bozunmanın neden olduğu protein kaybının, yetersiz protein ekspresyonundan kaynaklandığı düşünülmektedir.
Biyolojik ilaç geliştirmenin QbD prensibine ve FDA gibi ilgili yönergelere uygun olarak, ürünle ilgili safsızlıklar en iyi şekilde üretimin ön saflarında bastırılır, ardından saflaştırma ve ortadan kaldırılacak diğer işlemler yapılır. Etkili bir uzaklaştırma yönteminin yokluğunda, safsızlığın ilacın güvenliğini ve etkinliğini önemli ölçüde etkilemediğini göstermek gerekir, ancak bu çok sayıda ek araştırma gerektirecektir ve yetersiz ilaç kullanımı nedeniyle bazı belirsizliklerin ortaya çıkma riski vardır. hedeflenen çalışmalar. Dolayısıyla tercih edilen strateji, bu bozulmaların kaynağında engellenmesini düşünmektir.
Mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü sırasında protein bozulmasına neden olan birçok faktör vardır; bunlardan ilki, yüksek sıcaklık, nötr pH, çözünmüş oksijen, tuz iyonu kuvveti vb. gibi çevresel faktörlerdir. Hücre kültürünün sıcaklığı, olağan depolamadan çok daha yüksektir. sıcaklık (2 ila 8 derece gibi) ve çoğu kimyasal reaksiyonda olduğu gibi, sıcaklık ne kadar yüksek olursa proteinin parçalanması da o kadar hızlı olur. Nötr pH'ta, monoklonal antikorlar da dahil olmak üzere birçok protein, toplanmaya ve deamidasyona daha yatkındır. Daha düşük çözünmüş oksijen konsantrasyonları, eksik protein disülfür bağ eşleşmesine neden olabilir.
Ayrıca ortamın metal iyonları (bakır iyonları gibi), amino asitler (sistein gibi) vb. gibi bileşenleri de biyolojik ilaçların kalitesini, özellikle disülfid bağlarının oluşumunu ve değişimini etkileyecektir. Optimize edilmiş hücre kültürü koşulları, protein stabilitesini artırabilir, ancak herhangi bir prosesin hem etkili hem de çalıştırılabilir olması gerekir. Birçok proteinin ekspresyon koşulları, proteinlerin stabilitesi ile çatışabileceğinden, özellikle mikrobiyal fermantasyon/hücre kültürü koşullarındaki değişiklikler, hedef proteinlerin ekspresyon seviyelerini, hücre büyümesini, prosesle ilişkili safsızlıkları ve glikosilasyon seviyelerini etkileyebilir. Şu anda kapsamlı değerlendirme ve optimizasyon yapılması gerekmektedir.
03 Saflaştırma ve bakteriden arındırma/viralizasyon sırasında biyokimyasal ajanların bozunması ve kontrolü
3.1 Saflaştırma
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 >Protein A kromatografisi ile saflaştırıldıktan sonra %25. Bu aside duyarlı proteinler için, elüsyon süresinin en aza indirilmesi gerekir ve elüsyonun, elüsyondan veya daha düşük sıcaklıklarda elüsyondan sonraki sürede nötrleştirilmesi gerekir. Ek olarak, optimize edilmiş tamponlama sistemlerinin kullanımı (arjinin eklenmesi gibi) agregasyon oluşumunu önemli ölçüde engelleyebilir ve antikorların geri kazanımını iyileştirebilir.
İyon değiştirme kromatografisinde, genellikle daha yüksek konsantrasyonda tuzların (sodyum klorür ve sodyum asetat gibi) kullanılması ve çözeltinin pH'ının anyon veya katyon değiştirme kromatografisine uygun olacak şekilde ayarlanması ve bu koşulların sağlanması gerekir. proteinin kalitesini etkilemez. Bazı monoklonal antikorlar yüksek tuza karşı daha duyarlıdır ve opaklık ve parçacıklar gibi protein agregatları oluşturma eğilimindedir. Yüksek tuz yerine tampon olarak histidin ile elüsyonun bu tür toplanma reaksiyonlarını etkili bir şekilde engelleyebileceğini bulduk (veriler yayınlanmamıştır).
Hidrofobik değişim kromatografisinde proteinler, hidrofobik grup ile mobil faz arasındaki afiniteye göre ayrılır ve denatüre olmak üzere hidrofobik yüzey üzerinde kolayca adsorbe edilir. Bununla birlikte, proteinlerin organik çözücüler kullanılarak elüsyonunu gerektiren ters faz kromatografisinden çok daha hafiftir. Numune çözeltisine veya mobil faza arjinin ekleme yöntemi de proteinin geri kazanımını iyileştirmek için kullanılabilir.
3.2 Sterilizasyon/virüslerin uzaklaştırılması
Biyolojik ilaçların enjeksiyon yoluyla uygulanması gerektiğinden, sterilizasyon ve viral temizleme de biyofarmasötikler için temel olarak fiziksel uzaklaştırma ve kimyasal inaktivasyonu içeren gerekli bir süreçtir. Fiziksel uzaklaştırma, bakteri veya virüslerin biyolojik ilaçlardan fiziksel yollarla ayrılmasıdır; ana yöntemler membran filtrasyonu/nanofiltrasyon ve kromatografidir. Kimyasal inaktivasyon, bakterilerin veya virüslerin, esas olarak yüzey aktif maddelerin kullanımı, ısıtma, asit muamelesi ve UV/Y-ışını muamelesini içeren kimyasal yöntemlerle etkisizleştirilmesidir.
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 >Isıl işlem sterilizasyonundan önce 70 derece. Aynı zamanda, bazı muhtelif proteinlerin, özellikle eser miktardaki düşük erime sıcaklığına sahip muhtelif proteinlerin etkisine de dikkat edilmelidir ve bu safsızlıkların bozunmasından sonra oluşan parçacıklar, protein agregasyonu için çekirdeklenme bölgeleri haline gelerek protein agregasyonunun hızlanmasını sağlayacaktır. proteinleri hedef alır. Solüsyon sakkaroz içeriyorsa, sükrozun yüksek sıcaklık koşulları altında glikoz ve fruktoz oluşturmak üzere hidrolize eğilimli olduğu ve bu iki indirgenmiş şekerin, proteinlerin serbest amino grubu ile Maillard reaksiyonuna gireceği ve bunun da bozunmaya yol açacağı da dikkate alınmalıdır. biyolojik ilaçlar.
Radyasyonla sterilize etmek için, serbest radikallerin neden olduğu proteinlerin kimyasal ve fiziksel bozunmasına dikkat etmek gerekir ve genellikle proteinleri korumak için bazı serbest radikal temizleyicilerin eklenmesi gerekir.
3.3 Donma-Çözülme
Donma-çözülme, biyolojik ilaçların üretiminde, üretim sürecinin farklı aşamalarındaki bekleme süreci veya yer değişikliği/transfer gibi gerekli bir süreç olup aynı zamanda stok çözeltinin uzun süreli saklanması için de yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. . Ayrıca bitmiş ürünün taşınması veya hastanın evde kullanması sırasında da kazara donma-çözülme meydana gelebilir. Bazı proteinler, özellikle uygun koruyucu ajanların yokluğunda donma-çözülmeye karşı çok hassastır ve bu da kolayca protein inaktivasyonuna neden olabilir. Bu nedenle donma-çözülme deneyi aynı zamanda formülasyon reçetesi taramasının da önemli bir parçasıdır.
Protein donma-çözülme yıkımının mekanizmaları şu şekildedir: Birincisi, donma sırasında oluşan buzlu su yüzeyi, protein denatürasyonunun önemli bir nedenidir ve proteinler, denatürasyon ve agregasyon için bu yüzeylere adsorbe olma eğilimindedir; İkincisi, dondurma işlemi sırasında büyük miktarda su buz haline geldikten sonra, kalan çözünen maddenin ve proteinin konsantrasyonu keskin bir şekilde artacaktır ve protein konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, moleküller arası çarpışma olasılığı o kadar fazla olur ve oluşum o kadar ciddi olur. toplama.
Protein bozunmasının reaksiyon mekanizmasına göre, donma-çözülmeden kaynaklanan protein bozunmasını engellemenin farklı yolları vardır. Örneğin buzlu sudaki sekizinci ajan (polisorbat 20, polisorbat 80 gibi) buzlu suyun yüzeyinden kaynaklanan bozulmayı engeller. Termodinamik stabilite (proteinin doğal halinde tutulması), çözeltinin pH'ı ve iyonik kuvveti ayarlanarak ve yardımcı maddeler/koruyucular eklenerek arttırılır.
Biyolojik ilaç stoğunun uzun süreli depolanması için, çok düşük hareketlilik (kinetik stabilite) sağlamak amacıyla genellikle proteinin maksimum donmuş konsantrenin cam geçiş sıcaklığının (T') altında tutulması gerekir. Örneğin, koruyucu madde olarak sükroz içeren bir protein çözeltisinin T' değeri yaklaşık -30 derece olduğundan, -40 derece veya daha düşük bir sıcaklıkta tutulması gerekir.
Donma-çözülme hızı biyolojik ilaçların stabilitesini de etkiler. Dondurma çok yavaş olursa, protein daha yüksek konsantrasyonda uzun süre daha kolay parçalanacaktır. Tam tersi çok hızlı şartlarda (-80 derece gibi) büyük miktarda buzlu su yüzeyi oluşabiliyor ve bu da yüzeyden dolayı bozulmaya neden oluyor. Yavaş erime (örneğin 4 derece), buzlu suyun yüzeyinde eriyen suyun yeniden kristalleşmesiyle daha fazla hasara neden olduğundan erime hızı da çok önemlidir. Bu nedenle üretim sürecinde genellikle donmuş ürünlerin mümkün olduğunca hızlı eritilmesi, örneğin erimeyi hızlandırmak için akan suyun kullanılması tavsiye edilir.
Ayrıca dondurma işlemi sırasında buz oluşumu ve çözünürlüğün azalması nedeniyle bazı çözünenler kristalleşecektir. En tipik olanı, sodyum dihidrojen fosfatla karşılaştırıldığında sodyum fosfat tamponudur, sodyum dihidrojen fosfatın çözünürlüğü sıcaklığa çok duyarlıdır, düşük sıcaklık koşullarında ilk çökelme olacak ve çözeltinin pH'ında 3 ila 3'e kadar bir düşüşe neden olacaktır. 4 birim, bu sırada aside duyarlı protein bozulmaya eğilimlidir. Aponeokarzinostatin ve stafilokokal nükleaz gibi çoklu alt birim yapısına sahip bazı proteinler, azalan sıcaklıkla birlikte alt birimleri birbirine bağlayan hidrofobik etkinin azalması nedeniyle düşük sıcaklıkta denatürasyona sahiptir.
3.4 Filtreleme/ultrafiltrasyon
Protein çözeltileri için üç ana membran filtrasyon türü vardır: steril filtrasyon, nano-filtrasyon ve ultrafiltrasyon/süzülme. Bakterisidal filtrasyon esas olarak çözünmeyen partikülleri ve bakterileri uzaklaştırmak için kullanılır ve genellikle son ürün dolumundan önce kullanılır; Nanofiltrasyon esas olarak virüsleri uzaklaştırmak için kullanılır; Ultrafiltrasyon/süzme esas olarak saflaştırılmış numuneyi son preparatın tamponuna yerleştirmek ve konsantre etmek için kullanılır; bu arada, çözeltinin pH'ını ayarlamak için protein çözeltisine doğrudan güçlü alkali veya güçlü asit eklenmesinden ve diğerlerinin eklenmesinden kaçınılır. katı yardımcı maddeler lokal ısı salınımına neden olabilir ve proteinin stabilitesini etkileyebilir.
Bununla birlikte, membran filtrasyonunun kendisinin proteinler üzerinde bazı etkileri olacaktır ve proteinler ile filtrasyon membranları arasındaki etkileşim, stok solüsyondaki proteinlerin konsantrasyonunu azaltabilir ve proteinleri denatüre edebilir; bu da düşük protein konsantrasyonuna sahip ilaçlar üzerinde daha önemli bir etkiye sahiptir. Genel olarak, protein ile filtre membranı arasındaki ve protein ile protein arasındaki etkileşim, yüzey aktif maddelerin eklenmesiyle azaltılabilir. Ek olarak, bazı düşük kaliteli filtrelerin kendisi de bazı partikülleri dökecek ve protein toplanması için çekirdeklenme noktaları haline gelerek protein toplanmasını hızlandıracaktır. Yüksek kaliteli bir filtre membranının seçilmesi kritik öneme sahiptir.
Ultrafiltrasyon işleminde Donnan etkisinin de dikkate alınması gerekir. Donnan etkisi, membran filtrasyon işlemi sırasında polimerin (protein makromolekülleri gibi) membranda hapsolması ve çözeltideki zıt yüke sahip elektrolitin, karşılıklı yük çekimi nedeniyle polimer etrafında daha fazla toplanması anlamına gelir. Ultrafiltrasyon işlemi sırasında filtrasyon membranına tamamen nüfuz edilemez, bu da konsantrasyonun artmasına neden olur. Ultrafiltratta geleneksel antikorlar pozitif yüklü olduğundan anyonik elektrolit antikorla zenginleşecek ve konsantrasyon artacaktır.
Genel olarak, başlangıç tampon konsantrasyonu ne kadar düşükse ve ultrafiltrasyondan sonra protein konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, Daunan etkisi o kadar belirgin olur ve tamponun pH'ı üzerindeki etki de o kadar belirgin olur. Tampon histidin içeriyorsa, ultrafiltrasyon antikor ilacını konsantre ettiğinde pH değeri yükselecek, hatta preparatın pH değeri kalite kontrol standardını aşarak ürünü niteliksiz hale getirecektir.
04 Bitmiş ürün hazırlama sürecinde biyolojik ilaçların bozunması ve kontrolü
4.1 Yapılandırma ve Karıştırma
Üretim sürecinde, ilgili biyolojik ilaçların büyüklüğü nedeniyle, hazırlama konfigürasyonu ve karıştırma işlemleri çok önemli hale gelir; örneğin yerel protein veya yardımcı madde konsantrasyonunun çok yüksek olması veya çözelti pH'ındaki ve iyonik güçteki değişikliğin protein denatürasyonuna yol açabilmesi veya yağış. Mekanik karıştırıcının üretim sırasındaki türü, boyutu, karıştırma hızı ve süresi biyolojik ilacın stabilitesini etkileyebilir, örneğin karıştırma hızının çok yüksek olması protein agregasyonunun hızlanmasına neden olabilir. Bu nedenle, düzgün bir karışım elde etme öncülü altında bu parametrelerin mümkün olduğu kadar optimize edilmesi gerekmektedir.
4.2 Doldurma
Biyolojik ilaçlar, esas olarak pompalama işlemi tarafından oluşturulan kesme kuvvetleri gibi mekanik kuvvetler ve bazı çökeltilerin neden olduğu bozunma nedeniyle doldurma işlemi sırasında denatürasyona ve agregasyona eğilimlidir. Pistonlu pompanın paslanmaz çeliğinin bazı nanopartikülleri çökelteceği ve antikor toplanması için çekirdeklenme noktaları haline geleceği bildirildi. Doldurma işlemi sırasında oluşan küçük kabarcıklar, gaz-sıvı yüzeyindeki proteini denatüre edebilir ve küçük kabarcıklar kırıldığında serbest radikaller ve/veya lokal ısı değişiklikleri üreterek proteinin denatüre olmasına neden olabilir.
4.3 Dondurarak kurutma
Biyolojik ilaçlar sıvı formülasyonları kullanma eğilimindedir çünkü sıvı formülasyonlar, maliyet, işlem basitliği ve hastaya uygunluk açısından liyofilize formülasyonlara göre önemli avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, bazı proteinler sulu çözeltilerde çok kararsızdır ve preparat optimizasyonundan sonra yeterli stabilite sağlanamamışsa liyofilize preparatların kullanımı düşünülmelidir. Liyofilizasyon işlemi birçok yıkıcı faktör oluşturacaktır, ilki daha önce ayrıntılı olarak açıklanan dondurma işlemindeki yıkıcı faktörlerdir.
Ayrıca proteinler kuru koşullar altında bozunma faktörleriyle de karşılaşabilirler. Örneğin proteinlerin yüzeyindeki hidrasyon tabakası proteinlerin stabilitesi açısından çok önemlidir. Hageman, proteinlerin yüzeyinin yaklaşık %7 oranında su içerdiğini, bunun proteinlerin yapısını korumak için çok önemli olduğunu ve liyofilizasyon sonrası su içeriğinin genellikle %1 ila %2 arasında olduğunu, dolayısıyla suyun rolünün yerini alacak başka maddelere ihtiyaç duyulduğunu öne sürdü. dehidrasyon sırasında. Bu nedenle doğru reçete ve liyofilizasyon işleminin seçilmesi çok önemlidir. Genellikle sükroz ve trehaloz gibi disakkaritlerin hidrojen bağı donörleri olarak nispeten etkili bir rol oynayabileceğine inanılırken, polimer bileşikleri sterik etki nedeniyle su ikameleri rolünü etkili bir şekilde oynayamaz.
Ek olarak, dondurularak kurutulmuş su içeriğinin (%1 ila %2 gibi) kontrol edilmesi öncülü altında, sükroz ve trehaloz, yüksek T'ye sahip amorf bir toz oluşturabilir, böylece tüm sistem katı halde tutulabilir ve Uzun süreli depolama sırasında fiziksel ve kimyasal bozulmayı engeller. Ancak polipeptit biyolojik ilaçlar için (glukagon gibi), nispeten sabit yüksek seviyeli bir yapıya sahip olmadıkları için, hidrojen bağı rolü oynayamayan hidroksietil nişasta gibi polimer şekerler, deniz yosunu şekerleri gibi yüksek koruyucu etki de oynayabilir. Son zamanlarda, amino asitlerin yeni bir biyolojik ilaç olarak kullanılmasıyla, dondurarak kurutma koruyucularının, özellikle arginin'in, donma ve dondurarak kurutma koşulları altında proteinlerin stabilitesini korumak için tek başına veya sakkarozla karıştırılarak çok etkili bir şekilde kullanılabileceği rapor edilmiştir.
05 Biyolojik ilaçların depolama, taşıma ve kullanım sırasında bozunması ve kontrolü
Depolama, taşıma ve kullanım sürecinde proteinler aynı zamanda depolama ve taşıma sırasında kısa süreli sıcaklık değişimleri, taşıma salınımları veya taşıma ve kullanım sırasında hafif hasarlar gibi çeşitli bozunma koşullarına da maruz kalacaklardır ve bu durum protein kalitesi üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olabilir. . Biyofarmasötikler ve aşılar için soğuk zincir taşımacılığı, ürün kalitesinin sağlanmasında önemli bir faktördür. Son yıllarda Çin'de, 2010'daki Shanxi aşı vakası ve 2016'daki Shandong yasa dışı aşı vakası gibi çeşitli aşı güvenliği vakaları yaşandı. Bu vakaların tümü, aşıların uygunsuz depolanması ve taşınmasını ve aşıların yol açtığı potansiyel ilaç güvenliği risklerini içeriyordu. bunlar tüm toplumda büyük endişe uyandırdı. Bu nedenle depolama, taşıma ve kullanım süreçlerinde yönetim ve kontrolün güçlendirilmesi biyolojik ilaçların güvenli bir şekilde uygulanmasının sağlanmasında önemli bir halkadır.
06 Sonuç
Biyolojik ilaçlar oldukça kırılgan moleküllerdir ve ürünlerinin kalitesi üretim süreciyle yakından ilgilidir. Üretim sürecinde çeşitli kimyasal ve fiziksel bozunmaların meydana gelmesi kolaydır, özellikle biyolojik ilaç makromoleküllerinin çeşitli fiziksel veya mekanik koşullar altında meydana gelebilen fiziksel bozunması, bu nedenle küçük moleküllü ilaçlarla ilgili deneyimler doğrudan biyolojik ilaçlara uygulanamaz.
Üretim sürecinde biyolojik ilaç çözeltisinin çok yüksek karıştırma hızına sahip bir karıştırıcıyla karıştırılması, çözeltinin pH'ını ayarlamak için doğrudan güçlü asitler veya alkali kullanılması veya protein çözeltisine katı yardımcı maddelerin doğrudan eklenmesi gibi aşırı koşullardan kaçınılmalıdır. çözün. Kısa vadede tespit edilebilir etkilere neden olmasa da biyolojik ilacın lokal normal ince yapısını etkilemiş olabilir ve bu yapısal değişiklikler uzun süreli depolama sırasında artarak sonuçta ürünün kalitesini etkileyecektir.
Gerektiğinde farklı üretim süreçlerinin veya koruyucu maddelerin karşılaştırmalı değerlendirmesi, stok veya bitmiş ürün üzerinde hızlandırılmış ve zorlanmış bozunma stabilite testleri kullanılarak hızlandırılabilir. Saflaştırma ve doldurma sırasında bu bozunma ürünlerine özellikle dikkat edilmelidir; çünkü bunlar bitmiş üründe kalacak ve sonuçta hastalarda kullanılacak ve güvenlik, etkinlik ve immünojenisite sorunlarını artıracaktır.
Bir anlamda biyofarmasötiklerin üretim süreci onların kalitesini belirler; bu da nihai ürünün hastalara güvenli ve etkili bir şekilde uygulanabilmesini sağlamak için bu moleküllerin bozunma mekanizmasının analizini ve üretim süreci boyunca olası bozunmaların engellenmesini gerektirir.
Rehberlik Hakkında
Guidling Technology, biyofarmasötikler, hücre kültürü, biyomedikalin saflaştırılması ve konsantrasyonu, teşhis ve endüstriyel sıvılara odaklanan ulusal bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Biyofarmasötikler, hücre kültürü vb. uygulama senaryolarını tam olarak karşılayan santrifüj filtre cihazlarını, ultrafiltrasyon ve mikrofiltrasyon kasetlerini, virüs filtresini, TFF sistemini, derinlik filtresini, içi boş fiberi vb. başarıyla geliştirdik. Membranlarımız ve membran filtrelerimiz, ön filtreleme, mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyonun konsantrasyonu, ekstraksiyonu ve ayrılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Küçük, tek kullanımlık laboratuvar filtrelemesinden üretim filtreleme sistemlerine, sterilite testlerine, fermantasyona, hücre kültürüne ve daha fazlasına kadar birçok ürün grubumuz, test ve üretim ihtiyaçlarını karşılar. Guidling Technology sizinle işbirliği yapmayı dört gözle bekliyor!
