Masalah Kestabilan Dan Penyelesaian Ubat Biologi Dalam Proses Pengeluaran
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, ubat bioteknologi, terutamanya ubat monoklonal, secara beransur-ansur menjadi badan utama penyelidikan dan pembangunan perubatan baharu. Walau bagaimanapun, biologi protein secara amnya mempunyai masalah struktur yang kompleks dan tidak stabil, terutamanya pelbagai faktor yang tidak stabil dalam proses pengeluaran, yang mengakibatkan degradasi dan ketidakaktifan biologi. Proses penyediaan ubat biologi adalah sangat kompleks, selalunya melalui biosintesis (seperti penapaian mikrob/kultur sel) penulenan dan penapisan stok (seperti penulenan kromatografi, penyingkiran virus) dan proses penyediaan (seperti konfigurasi penyediaan, penapisan aseptik, pengisian, pembekuan. -pengeringan dan pemeriksaan lampu) dan pengeluaran lain, penyimpanan, pengangkutan dan pautan lain. Oleh itu, menyelesaikan masalah ketidakstabilan ini adalah kunci kepada kejayaan aplikasi ubat biologi dalam amalan klinikal. Dalam artikel ini, cara degradasi dalam pengeluaran ubat biologi diringkaskan dan penyelesaian yang sepadan dikemukakan.
Oleh kerana teknologi biologi (seperti teknologi DNA rekombinan, teknologi hibridoma limfosit, teknologi paparan phage) dan pembangunan genomik manusia, ubat bioteknologi (perubatan biologi, bioterapeutik, biolog-ics, biofarmaseutikal) terutamanya ubat monoklonal, telah beransur-ansur menjadi badan utama. penyelidikan dan pembangunan perubatan baharu. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ubat biologi menyumbang 80% daripada 10 ubat preskripsi terlaris di dunia, dan perkadaran keseluruhan bidang farmaseutikal juga meningkat dari tahun ke tahun. Berbanding dengan ubat molekul kecil tradisional berdasarkan sintesis kimia, ubat biologi terutamanya disediakan dan dihasilkan melalui kaedah bioteknologi, terutamanya teknologi DNA rekombinan, yang mempunyai ciri-ciri aktiviti tinggi, kekhususan tinggi dan ketoksikan yang rendah, dan menyelesaikan banyak masalah perubatan yang molekul kecil tradisional. ubat-ubatan tidak dapat menyelesaikannya, jadi mereka memainkan peranan yang semakin penting dalam menyelamatkan nyawa dan meningkatkan kualiti hidup pesakit.
Walau bagaimanapun, pembangunan ubat biologi juga menghadapi banyak cabaran teknikal. Pertama, biofarmaseutikal ialah biomakromolekul (jisim molekul relatif biasanya 5x103~2x105) dengan struktur dan komponen yang sangat kompleks. Sebagai tambahan kepada struktur primer, iaitu, urutan asid amino, ubat biologi biasanya mempunyai struktur peringkat tinggi yang kompleks (seperti struktur sekunder, tertiari atau bahkan kuaternari), yang merupakan asas aktiviti biologinya.
Pada masa yang sama, disebabkan oleh faktor seperti pengubahsuaian pasca translasi, hidrolisis enzimatik dan degradasi kimia, ubat biologi biasa adalah campuran yang sangat kompleks yang mengandungi berjuta-juta atau lebih molekul. Kedua, ubat biologi tidak stabil dan terdedah kepada degradasi kimia dan fizikal. Degradasi kimia melibatkan pemecahan dan pembentukan ikatan kovalen, manakala degradasi fizikal adalah unik untuk ubat biologi dan tidak melibatkan perubahan ikatan kovalen, tetapi terutamanya perubahan dalam struktur tahap tinggi protein, termasuk penjerapan fizikal (ke permukaan hidrofobik), denaturasi, penyahpolimeran, pengagregatan, dan pemendakan. Degradasi ini bukan sahaja akan menjejaskan aktiviti biologinya, tetapi juga boleh menyebabkan banyak masalah keselamatan. Kedua, tidak seperti ubat molekul kecil, hampir semua ubat biologi mempunyai potensi imunogenik, iaitu, keupayaan untuk merangsang badan untuk membentuk antibodi tertentu atau pemekaan limfosit.
Sebagai tambahan kepada struktur ubat biologi itu sendiri, imunogenisitas juga berkait rapat dengan kestabilan ubat biologi, terutamanya polimer dan zarah protein, yang mudah untuk merangsang badan untuk membentuk antibodi yang sepadan untuk membersihkan ubat, menjejaskan keberkesanan ubat, dan walaupun disebabkan kereaktifan silang boleh meneutralkan protein endogen dalam badan manusia. Sebagai contoh, antibodi yang dihasilkan apabila menggunakan rawatan erythropoietin manusia (EprexR) bukan sahaja akan meneutralkan ubat protein, tetapi juga mengikat protein endogen manusia untuk menyahaktifkannya, mengakibatkan gangguan penjanaan semula sel darah merah tulen pada pesakit. Tindak balas imun juga boleh mencetuskan tindak balas hipersensitiviti, yang bahkan boleh membahayakan nyawa pesakit dalam kes yang teruk.
Beberapa perubahan halus (seperti konformasi) yang berlaku semasa pengeluaran ubat biologi mungkin sukar diperhatikan semasa proses pengeluaran atau penyimpanan jangka pendek melalui teknologi analisis sedia ada, tetapi boleh menjejaskan kestabilan proses penyimpanan jangka panjang, lantas mempunyai kesan yang lebih besar terhadap kualiti akhir produk. Kualiti kemudahan pengeluaran, bahan mentah dan bahan pembungkusan, serta latihan dan operasi pekerja juga akan memberi impak yang besar terhadap kualiti produk. Dalam artikel ini, masalah biasa yang menjejaskan kestabilan ubat biologi dalam proses pengeluaran diringkaskan dan penyelesaian yang sepadan dikemukakan.
01 Proses penyediaan ubat biologi
Proses penyediaan ubat biologi adalah sangat rumit. Daripada biosintesis kepada pembungkusan akhir kepada penyediaan klinikal, biasanya perlu melalui pelbagai langkah pengeluaran, penyimpanan dan pengangkutan termasuk biosintesis (seperti penapaian mikrob/kultur sel), penulenan stok, penapisan (seperti penulenan kromatografi, penyingkiran virus) dan penyediaan proses (seperti konfigurasi penyediaan, penapisan aseptik, pengisian, pengeringan beku dan pemeriksaan lampu). Mengambil ubat biologi antibodi yang paling popular sebagai contoh, prosedur pengeluaran biasa termasuk langkah-langkah berikut: Pertama, garisan sel dicairkan dan secara beransur-ansur berkembang dalam persekitaran pertumbuhan yang munasabah untuk akhirnya memenuhi keperluan pengeluaran.
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 darjah ) dan keadaan pH neutral selama Lebih daripada atau sama dengan 10 hari sehingga sintesis dan rembesan protein mencukupi kepada ekstrasel setakat ini. Selepas sintesis ubat biologi, sisa sel tidak larut dikeluarkan melalui sentrifugasi atau penapisan, dan kemudian supernatan yang mengandungi ubat biologi disucikan oleh beberapa lajur kromatografi seperti kromatografi protein afiniti (kromatografi protein A), kromatografi pertukaran kation dan pertukaran anion. kromatografi, dan virus dikeluarkan dan dinyahaktifkan.
Selepas penulenan, biologi digantikan ke dalam penimbal yang sesuai dengan ultrafiltrasi atau perkolasi, dan disimpan dalam bahan ubat, atau dalam bentuk pukal akhir apabila ditambah kepada komponen penyediaan akhir. Produk siap diperolehi dengan mengisi ke dalam bahan pembungkusan dalaman yang berbeza (kontena-tutup-pasti), atau selanjutnya disediakan ke dalam serbuk kering beku dengan rawatan pengeringan beku. Sepanjang proses pengeluaran, protein mengalami pelbagai faktor pemusnah, seperti pH rendah, garam tinggi, pencairan beku, cahaya, ayunan, ricih, dan pelbagai permukaan (hidrofobik), yang boleh menyebabkan perubahan struktur atau degradasi protein, dengan itu. menjejaskan kualiti perubatan biologi, dan setiap langkah boleh dioptimumkan untuk mengelakkan atau mengurangkan kemerosotan yang terhasil.
02 Degradasi dan kawalan ubat biologi semasa penapaian mikrob/kultur sel
Penapaian mikrob/proses kultur sel boleh menjejaskan kestabilan ubat protein yang dinyatakan olehnya, tetapi terdapat beberapa laporan tentang kestabilan ubat biologi dalam proses penapaian mikrob/kultur sel, atau isu ini tidak mendapat perhatian yang mencukupi. Sebab utama fenomena ini mungkin adalah bahawa dalam proses penapaian mikrob kultur sel L, lebih banyak perhatian diberikan kepada keadaan yang sesuai untuk pertumbuhan mikrob/sel dan kuantiti ekspresi, dan beberapa produk degradasi boleh dikeluarkan oleh penulenan kemudian, atau kehilangan protein yang disebabkan oleh degradasi dianggap disebabkan oleh ekspresi protein yang tidak mencukupi.
Selaras dengan prinsip QbD pembangunan perubatan biologi dan garis panduan yang berkaitan seperti FDA, kekotoran berkaitan produk paling baik ditindas di barisan hadapan pengeluaran, diikuti dengan penulenan dan proses lain untuk dibuang. Sekiranya tiada kaedah penyingkiran yang berkesan, adalah perlu untuk menunjukkan bahawa kekotoran tidak menjejaskan keselamatan dan keberkesanan ubat dengan ketara, tetapi ini akan memerlukan banyak penyelidikan tambahan, dan terdapat risiko beberapa ketidakpastian disebabkan oleh ketidakpastian. kajian yang disasarkan. Jadi strategi pilihan adalah untuk mempertimbangkan untuk menghalang degradasi ini pada sumber.
Terdapat banyak faktor yang menyebabkan degradasi protein semasa penapaian mikrob/kultur sel, yang pertama adalah faktor persekitaran, seperti suhu tinggi, pH neutral, oksigen terlarut, kekuatan ion garam, dan lain-lain. Suhu kultur sel jauh lebih tinggi daripada simpanan biasa. suhu (seperti 2 hingga 8 darjah ), dan seperti kebanyakan tindak balas kimia, semakin tinggi suhu, semakin cepat degradasi protein. Pada pH neutral, banyak protein, termasuk antibodi monoklonal, lebih terdedah kepada pengagregatan dan deamidasi. Kepekatan oksigen terlarut yang lebih rendah boleh mengakibatkan pasangan ikatan disulfida protein tidak lengkap.
Di samping itu, komponen medium seperti ion logam (seperti ion kuprum), asid amino (seperti sistein), dan lain-lain, juga akan menjejaskan kualiti ubat biologi, terutamanya pembentukan dan pertukaran ikatan disulfida. Keadaan kultur sel yang dioptimumkan boleh meningkatkan kestabilan protein, tetapi sebarang proses mestilah berkesan dan boleh dikendalikan. Memandangkan keadaan ekspresi banyak protein mungkin bercanggah dengan kestabilan protein, perubahan dalam keadaan penapaian mikrob/kultur sel khususnya boleh menjejaskan tahap ekspresi protein sasaran, pertumbuhan sel, kekotoran berkaitan proses dan tahap glikosilasi. Pada masa ini, adalah perlu untuk menjalankan pertimbangan dan pengoptimuman yang komprehensif.
03 Degradasi dan kawalan agen biokimia semasa penulenan dan penyahbakteriaan/deviralisasi
3.1 Pemurnian
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% selepas penulenan oleh kromatografi protein A. Untuk protein sensitif asid ini, masa elusi perlu diminimumkan, dan elusi harus dineutralkan dalam masa selepas elusi, atau elusi pada suhu yang lebih rendah. Di samping itu, penggunaan sistem penimbalan yang dioptimumkan (seperti penambahan arginin) boleh menghalang penjanaan pengagregatan dan meningkatkan pemulihan antibodi dengan ketara.
Dalam kromatografi pertukaran ion, selalunya perlu menggunakan kepekatan garam yang lebih tinggi (seperti natrium klorida dan natrium asetat), dan melaraskan pH larutan agar sesuai untuk kromatografi pertukaran anion atau kation, sambil memastikan keadaan ini berlaku. tidak menjejaskan kualiti protein. Sesetengah antibodi monoklonal lebih sensitif kepada garam yang tinggi dan cenderung untuk membentuk agregat protein seperti opalescence dan zarah. Kami mendapati bahawa elusi dengan histidin sebagai penimbal dan bukannya garam tinggi boleh menghalang tindak balas pengagregatan sedemikian dengan berkesan (data tidak diterbitkan).
Dalam kromatografi pertukaran hidrofobik, protein dipisahkan oleh pertalian antara kumpulan hidrofobik dan fasa bergerak, dan mudah diserap pada permukaan hidrofobik untuk denatur. Walau bagaimanapun, ia adalah lebih ringan daripada kromatografi fasa terbalik, yang memerlukan elusi protein menggunakan pelarut organik. Kaedah menambah arginin ke dalam larutan sampel atau fasa mudah alih juga boleh digunakan untuk meningkatkan pemulihan protein.
3.2 Pensterilan/penyingkiran virus
Memandangkan ubat biologi perlu diberikan melalui laluan suntikan, pensterilan dan pembersihan virus juga merupakan proses yang diperlukan untuk biofarmaseutikal, terutamanya termasuk penyingkiran fizikal dan penyahaktifan kimia. Penyingkiran fizikal ialah pengasingan bakteria atau virus daripada ubat biologi dengan cara fizikal, kaedah utama ialah penapisan membran/nanofiltrasi dan kromatografi. Penyahaktifan kimia ialah penyahaktifan bakteria atau virus melalui kaedah kimia, terutamanya termasuk penggunaan surfaktan, pemanasan, rawatan asid dan rawatan UV/Y-ray.
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 darjah sebelum pensterilan rawatan haba. Pada masa yang sama, perhatian harus diberikan kepada kesan beberapa protein pelbagai, terutamanya jumlah surih pelbagai protein dengan suhu lebur yang rendah, dan zarah-zarah yang terbentuk selepas degradasi kekotoran ini akan menjadi tapak nukleasi untuk pengagregatan protein, mempercepatkan pengagregatan protein. protein sasaran. Jika larutan mengandungi sukrosa, ia juga harus dipertimbangkan bahawa sukrosa terdedah kepada hidrolisis untuk membentuk glukosa dan fruktosa di bawah keadaan suhu tinggi, dan kedua-dua gula terkurang ini akan mempunyai tindak balas Maillard dengan kumpulan amino bebas protein, mengakibatkan degradasi ubat biologi.
Untuk mensterilkan dengan sinaran, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada kemerosotan kimia dan fizikal protein yang disebabkan oleh radikal bebas, dan biasanya perlu menambah beberapa pemusnah radikal bebas untuk melindungi protein.
3.3 Pembekuan-Cairan
Pencairan beku ialah proses yang diperlukan dalam pengeluaran ubat biologi, seperti proses menunggu dalam langkah proses pengeluaran yang berbeza, atau perubahan tapak/pemindahan, dan juga merupakan kaedah biasa untuk penyimpanan jangka panjang larutan stok . Selain itu, pencairan beku yang tidak disengajakan juga mungkin disebabkan apabila produk siap diangkut atau pesakit menggunakannya di rumah. Sesetengah protein sangat sensitif terhadap beku-cair, terutamanya jika tiada agen pelindung yang sesuai, yang boleh menyebabkan ketidakaktifan protein dengan mudah. Oleh itu, eksperimen beku-cair juga merupakan bahagian penting dalam pemeriksaan preskripsi formulasi.
Mekanisme pemusnahan pembekuan-cairan protein adalah seperti berikut: Pertama, permukaan air ais yang terbentuk semasa pembekuan merupakan punca penting denaturasi protein, dan protein cenderung diserap ke permukaan ini untuk denaturasi dan pengagregatan; Kedua, selepas sejumlah besar air menjadi ais semasa proses pembekuan, kepekatan sisa terlarut dan protein itu sendiri akan meningkat dengan mendadak, dan semakin tinggi kepekatan protein, semakin banyak kemungkinan perlanggaran antara molekul berlaku, dan semakin serius pembentukannya. daripada pengagregatan.
Menurut mekanisme tindak balas degradasi protein, terdapat cara yang berbeza untuk menghalang degradasi protein yang disebabkan oleh beku-cair. Sebagai contoh, yang kelapan dalam ejen air ais (seperti polysorbate 20, polysorbate 80) untuk menghalang degradasi yang disebabkan oleh permukaan air ais. Kestabilan termodinamik (mengekalkan protein dalam keadaan semula jadi) ditingkatkan dengan melaraskan pH dan kekuatan ionik larutan dan dengan menambah bahan bantu/pelindung.
Untuk penyimpanan jangka panjang stok ubat biologi, biasanya perlu mengekalkan protein di bawah suhu peralihan kaca (T') daripada pekat beku maksimum untuk memastikan motilitas yang sangat rendah (kestabilan kinetik). Contohnya, larutan protein yang mengandungi sukrosa sebagai agen pelindung, memandangkan T'nya ialah kira-kira -30 darjah , ia perlu disimpan pada suhu -40 darjah atau lebih rendah.
Kadar pencairan beku juga menjejaskan kestabilan ubat biologi. Jika pembekuan terlalu perlahan, protein akan terdegradasi dengan lebih mudah dalam keadaan kepekatan yang lebih tinggi untuk jangka masa yang lama. Sebaliknya, dalam keadaan yang sangat pantas (seperti -80 darjah ), sejumlah besar permukaan air ais mungkin terbentuk, yang turut menyebabkan kemerosotan akibat permukaan. Kadar lebur juga sangat penting, dengan lebur yang perlahan (cth 4 darjah ) menyebabkan kerosakan selanjutnya oleh penghabluran semula air yang telah cair di permukaan air ais. Oleh itu, dalam proses pengeluaran, secara amnya disyorkan untuk mencairkan produk beku pada kelajuan yang lebih cepat sejauh mungkin, seperti menggunakan air yang mengalir untuk mempercepatkan lebur.
Di samping itu, semasa proses pembekuan, beberapa bahan terlarut akan menghablur kerana pembentukan ais dan pengurangan keterlarutan. Yang paling tipikal ialah penampan natrium fosfat, berbanding dengan natrium dihidrogen fosfat, keterlarutan natrium dihidrogen fosfat sangat sensitif terhadap suhu, pada keadaan suhu rendah akan menjadi pemendakan pertama, mengakibatkan penurunan pH larutan sehingga 3 hingga 4 unit, pada masa ini protein sensitif asid terdedah kepada degradasi. Sesetengah protein dengan struktur subunit berbilang, seperti aponeocarzinostatin dan staphylococcal nuclease, mempunyai denaturasi suhu rendah akibat penurunan tindakan hidrofobik yang menghubungkan subunit dengan penurunan suhu.
3.4 Penapisan/ultrafiltrasi
Terdapat tiga jenis penapisan membran utama untuk larutan protein, iaitu penapisan steril, penapisan nano dan ultraturasan/perkolasi. Penapisan bakteria digunakan terutamanya untuk mengeluarkan zarah dan bakteria yang tidak larut, biasanya digunakan sebelum pengisian produk akhir; Penapisan nano digunakan terutamanya untuk membuang virus; Ultrafiltration/percolation digunakan terutamanya untuk menggantikan sampel yang telah disucikan ke dalam penampan penyediaan akhir dan menumpukan ia, sambil mengelakkan penambahan langsung alkali kuat atau asid kuat kepada larutan protein untuk menyesuaikan pH larutan, dan penambahan lain-lain. eksipien pepejal boleh menyebabkan pembebasan haba tempatan dan menjejaskan kestabilan protein.
Walau bagaimanapun, penapisan membran itu sendiri akan mempunyai beberapa kesan ke atas protein, dan interaksi antara protein dan membran penapisan boleh mengurangkan kepekatan protein dalam larutan stok dan menyahtukarkan protein, yang mempunyai kesan yang lebih ketara ke atas ubat-ubatan dengan kepekatan protein yang rendah. Secara amnya, interaksi antara protein dan membran penapis, dan antara protein dan protein boleh dikurangkan dengan menambah surfaktan. Di samping itu, beberapa penapis berkualiti rendah sendiri akan menumpahkan beberapa zarah dan menjadi titik nukleasi untuk pengagregatan protein, mempercepatkan pengagregatan protein. Memilih membran penapis berkualiti tinggi adalah penting.
Kesan Donnan juga perlu dipertimbangkan dalam proses ultrafiltrasi. Kesan Donnan bermaksud bahawa semasa proses penapisan membran, polimer (seperti makromolekul protein) terperangkap dalam membran, dan elektrolit dengan cas bertentangan dalam larutan berkumpul lebih banyak di sekeliling polimer kerana tarikan cas bersama, supaya membran penapisan tidak boleh meresap sepenuhnya semasa proses ultrafiltrasi, mengakibatkan peningkatan kepekatan. Antibodi konvensional bercas positif dalam ultrafiltrat, jadi elektrolit anionik akan diperkaya dengan antibodi dan kepekatan akan meningkat.
Secara amnya, semakin rendah kepekatan penampan awal dan semakin tinggi kepekatan protein selepas ultraturasan, semakin jelas kesan Daunan dan semakin ketara kesannya terhadap pH penimbal. Jika penimbal mengandungi histidin, nilai pH akan meningkat apabila ultrafiltrasi menumpukan ubat antibodi, malah nilai pH penyediaan akan melebihi standard kawalan kualiti dan menjadikan produk tidak layak.
04 Degradasi dan kawalan ubat biologi dalam proses penyediaan produk siap
4.1 Tatarajah dan Pencampuran
Dalam proses pengeluaran, disebabkan saiz besar ubat biologi yang terlibat, konfigurasi penyediaan dan operasi pencampuran menjadi sangat penting, seperti protein tempatan atau kepekatan eksipien terlalu tinggi, atau perubahan pH larutan dan kekuatan ionik boleh menyebabkan denaturasi protein. atau hujan. Jenis, saiz, kelajuan pencampuran dan masa pengacau mekanikal semasa pengeluaran boleh menjejaskan kestabilan ubat biologi, contohnya, kadar pencampuran terlalu tinggi, mengakibatkan pengagregatan protein dipercepatkan. Oleh itu, adalah perlu untuk mengoptimumkan parameter ini sebanyak mungkin di bawah premis untuk mencapai pencampuran seragam.
4.2 Pengisian
Ubat biologi terdedah kepada denaturasi dan pengagregatan semasa proses pengisian, terutamanya disebabkan oleh daya mekanikal seperti daya ricih yang dihasilkan oleh proses pengepaman dan degradasi yang disebabkan oleh beberapa mendakan. Telah dilaporkan bahawa keluli tahan karat pam omboh akan mendakan beberapa zarah nano dan menjadi titik nukleasi untuk pengagregatan antibodi. Gelembung kecil yang dijana semasa proses pengisian boleh menyahtukarkan protein pada permukaan gas-cecair, dan buih kecil akan menghasilkan radikal bebas dan/atau perubahan haba tempatan apabila pecah, yang boleh menyebabkan denatur protein.
4.3 Pengeringan beku
Ubat biologi cenderung menggunakan formulasi cecair kerana formulasi cecair mempunyai kelebihan yang ketara berbanding formulasi terliofil dari sudut pandangan kos, kesederhanaan proses dan kemudahan pesakit. Walau bagaimanapun, sesetengah protein sangat tidak stabil dalam larutan akueus, dan jika kestabilan yang mencukupi tidak dicapai selepas pengoptimuman penyediaan, maka penggunaan persediaan lyophilized harus dipertimbangkan. Proses liofilisasi akan membentuk banyak faktor pemusnah, yang pertama ialah faktor pemusnah dalam proses pembekuan, yang telah diperincikan sebelum ini.
Selain itu, protein juga mungkin menghadapi faktor degradasi dalam keadaan kering. Sebagai contoh, lapisan penghidratan pada permukaan protein adalah sangat penting untuk kestabilan protein. Hageman mencadangkan bahawa permukaan protein mengandungi kira-kira 7% air, yang sangat penting untuk mengekalkan struktur protein, dan kandungan air selepas lyophilization biasanya antara 1% dan 2%, jadi bahan lain diperlukan untuk menggantikan peranan air. semasa dehidrasi. Oleh itu, adalah sangat penting untuk memilih preskripsi dan proses lyophilization yang betul. Secara amnya dipercayai bahawa disakarida seperti sukrosa dan trehalosa boleh memainkan peranan yang agak berkesan sebagai penderma ikatan hidrogen, manakala sebatian polimer tidak dapat memainkan peranan pengganti air dengan berkesan kerana kesan sterik.
Di samping itu, di bawah premis mengawal kandungan air beku-kering (seperti 1% hingga 2%), sukrosa dan trehalosa boleh membentuk serbuk amorf dengan T tinggi, supaya keseluruhan sistem dapat dikekalkan dalam keadaan pepejal dan menghalang degradasi fizikal dan kimia semasa penyimpanan jangka panjang. Walau bagaimanapun, untuk ubat biologi polipeptida (seperti glukagon), kerana ia tidak mempunyai struktur aras tinggi yang agak tetap, gula polimer seperti kanji hidroksietil yang tidak dapat memainkan peranan ikatan hidrogen juga boleh memainkan kesan perlindungan yang tinggi seperti gula rumpai laut. Baru-baru ini, telah dilaporkan bahawa penggunaan asid amino sebagai pelindung pengeringan beku ubat biologi baru, terutamanya arginin, boleh digunakan secara bersendirian atau dicampur dengan sukrosa dengan sangat berkesan untuk melindungi kestabilan protein dalam keadaan beku dan pengeringan beku.
05 Degradasi dan kawalan ubat biologi semasa penyimpanan, pengangkutan dan penggunaan
Dalam proses penyimpanan, pengangkutan dan penggunaan, protein juga akan mengalami pelbagai keadaan degradasi, seperti perubahan suhu jangka pendek semasa penyimpanan dan pengangkutan, ayunan pengangkutan, atau kerosakan ringan semasa pengangkutan dan penggunaan, yang mungkin memberi kesan yang lebih besar terhadap kualiti protein. . Untuk biofarmaseutikal dan vaksin, pengangkutan rantai sejuk adalah faktor utama dalam memastikan kualiti produk. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat beberapa insiden keselamatan vaksin di China, seperti kes vaksin Shanxi pada tahun 2010 dan kes vaksin haram Shandong pada tahun 2016. Kes-kes ini semuanya melibatkan penyimpanan dan pengangkutan vaksin yang tidak betul, dan potensi risiko keselamatan ubat yang disebabkan oleh mereka telah menimbulkan kebimbangan besar seluruh masyarakat. Oleh itu, pengukuhan pengurusan dan kawalan dalam proses penyimpanan, pengangkutan dan penggunaan adalah pautan penting untuk memastikan penggunaan ubat biologi yang selamat.
06 Kesimpulan
Ubat biologi adalah molekul yang sangat rapuh, dan kualiti produknya berkait rapat dengan proses pengeluaran. Dalam proses pengeluaran, pelbagai degradasi kimia dan fizikal mudah berlaku, terutamanya kemerosotan fizikal makromolekul ubat biologi, yang boleh berlaku di bawah pelbagai keadaan fizikal atau mekanikal, jadi pengalaman ubat molekul kecil tidak boleh digunakan secara langsung untuk ubat biologi.
Keadaan yang melampau harus dielakkan dalam proses pengeluaran, seperti mencampurkan larutan ubat biologi dengan pengadun dengan kadar kacau yang terlalu tinggi, secara langsung menggunakan asid kuat atau alkali untuk melaraskan pH larutan, atau terus menambah eksipien pepejal kepada larutan protein untuk larut. Walaupun ia mungkin tidak menyebabkan kesan yang boleh dikesan dalam jangka pendek, ia mungkin telah menjejaskan struktur halus normal tempatan ubat biologi, dan perubahan struktur ini akan diperkuatkan semasa penyimpanan jangka panjang, akhirnya menjejaskan kualiti produk.
Jika perlu, penilaian perbandingan proses pengeluaran atau pelindung yang berbeza boleh dipercepatkan dengan menggunakan ujian kestabilan degradasi dipercepat dan paksa pada stok atau produk siap. Perhatian khusus harus diberikan kepada produk degradasi ini semasa penulenan dan pengisian, kerana ia akan kekal dalam produk siap dan akhirnya digunakan pada pesakit, meningkatkan isu keselamatan, keberkesanan dan imunogenisitas.
Dalam erti kata lain, proses pengeluaran biofarmaseutikal menentukan kualitinya, yang memerlukan analisis mekanisme degradasi molekul-molekul ini dan perencatan kemungkinan degradasinya sepanjang proses pengeluaran untuk memastikan produk akhir boleh digunakan dengan selamat dan berkesan kepada pesakit.
Mengenai Guidling
Guidling Technology ialah perusahaan teknologi tinggi negara yang memfokuskan pada biofarmaseutikal, kultur sel, penulenan dan kepekatan bioperubatan, diagnosis dan cecair industri. Kami telah berjaya membangunkan peranti penapis emparan, kaset ultraturasan & penapisan mikro, penapis virus, sistem TFF, penapis kedalaman, gentian berongga, dll. Yang memenuhi sepenuhnya senario aplikasi biofarmaseutikal, kultur sel, dan sebagainya. Membran dan penapis membran kami digunakan secara meluas dalam kepekatan, pengekstrakan dan pengasingan pra-penapisan, penapisan mikro, ultraturasan dan penapisan nano. Barisan produk kami yang banyak, daripada penapisan makmal sekali guna kecil kepada sistem penapisan pengeluaran, ujian kemandulan, penapaian, kultur sel dan banyak lagi, memenuhi keperluan ujian dan pengeluaran. Teknologi Guidling tidak sabar-sabar untuk bekerjasama dengan anda!
