0102030405
Маноза и манитол
2025-03-21
- Сушенето чрез замразяване, наричано сушене чрез замразяване, е метод на сушене, който предварително замразява лекарствения разтвор, който трябва да бъде изсушен, в твърдо вещество и след това директно сублимира водата от замразеното състояние, без да преминава през течното състояние при условия на ниска температура и ниско налягане. Тъй като целият работен процес е в състояние на ниска температура, този метод е особено подходящ за приготвяне на топлинно чувствителни протеинови лекарствени препарати. Изсушеното чрез замразяване протеиново лекарство беше рохкаво като торта, което не само благоприятства консервирането, но също така благоприятства възможността за възстановяване на протеиновото лекарство след повторно разтваряне. Очевидно технологията за сушене чрез замразяване осигурява ефективен метод за получаване на протеинови фармацевтични препарати с нестабилни физични и химични свойства. Процесът на сушене чрез замразяване обаче е сложен процес на фазов преход и има много фактори, предизвикващи денатурация на протеин в процеса на замразяване, замразяване-размразяване, сушене и съхранение, така че някои защитни агенти често се използват за стабилизиране на протеина в рецептата. Захарта, най-често използваният ексципиент в лиофилизираните продукти, хидроксилната група в нейната структура може да замести водородната връзка между протеина и водата, за да осигури стабилен ефект, е неспецифичен стабилизатор на протеина и може да играе определена защитна роля в различните етапи на лиофилизирано сушене (като замразяване, замразяване-размразяване и сублимационно сушене и др.). Защитният ефект на захарта е свързан с вида на протеина и дизахаридите, а дизахаридите са най-изследваните и признати най-ефективни защитни агенти. Захарозата е дизахарид, съставен от една молекула глюкоза и една молекула фруктоза, която е химически стабилна и има предимно аморфна структура и играе важна роля в предотвратяването на вторичната структурна промяна на протеините, както и разширяването и агрегацията на протеини по време на лиофилизация и съхранение. В сравнение със захарозата трехалозата има по-висока температура на встъкляване, по-ниска индукция на влага и по-малка редуцируемост. Тези предимства показват, че трехалозата може да има по-широка перспектива за приложение. Алкохолите, като манитол, обикновено се използват като пълнители, които кристализират при бавно замразяване, за да осигурят поддържаща структура за активния компонент и не реагират с него.Манозата е монозахарид, разтворим във вода, слабо разтворим в етанол. Безцветен или бял кристален прах. Той играе важна роля в човешкия метаболизъм, особено в процеса на гликозилиране на специфични протеини. Трудно е манозата да се абсорбира от човешкото тяло и тя ще бъде екскретирана от човешкото тяло скоро след поглъщането, главно чрез бъбречен метаболизъм, а общият метаболитен цикъл е около осем часа. Приемът на маноза не предизвиква повишаване на кръвната захар, така че това е вид захар, който някои хора с диабет могат да ядат. В природата манозата съществува в свободно състояние в някои плодове, като боровинки, ябълки, портокали и др. В човешкото тяло манозата се разпространява във всички тъкани и кръв, включително кожата, органите и нервите. В тези тъкани манозата участва в синтеза на гликопротеини, които регулират функцията на автоимунната система. Предишни клинични проучвания показват, че манозата може да лекува и предотвратява инфекции на пикочните пътища, така че някои чужди здравни продукти с маноза като основен компонент се използват за поддържане здравето на пикочната система. Манитолът е захарен алкохол, обикновено редуциран от захар (маноза), е изомери на сорбитола, разтворим във вода, бял кристален прах, има сладък вкус, подобен на захарозата. Манитолът може да се използва не само като отличен скелетен агент, но и като лиофилизиран протеинов протектор в някои рецепти. Защитният ефект на манитола върху протеина е свързан с неговата концентрация и морфологична структура, а концентрацията му понякога е свързана с кристалната морфология. Обикновено се смята, че аморфният манитол има функцията да стабилизира протеина, докато кристализираният манитол губи своята защитна функция. Концентрации на манитол от 1% или по-малко предотвратяват агрегацията на протеинови лекарства чрез образуването на аморфни структури, но високите концентрации на манитол са склонни да кристализират и насърчават агрегацията на протеинови лекарства. За повечето протеини консервирането при 4 °C е само краткосрочно (около 1 седмица) след повторно суспендиране. За дългосрочно съхранение се препоръчва да се приготвят разредители (които трябва да съдържат протеини носители, като 0,1% BSA, 5% HSA или 10% FBS) и след това да се опаковат замразени при -20 ℃ или -80 ℃. Важно е да се избягва повторното замразяване и размразяване, тъй като всяко замразяване и размразяване ще доведе до частично инактивиране на протеина. Трехалозата и манитолът обикновено се допълват с 8% (маса по обем) като лиофилизирани защитни средства. Трехалозата очевидно може да предотврати вторичната структурна промяна на протеина и разтягането и агрегацията на протеина по време на лиофилизация. Манитолът също е широко използван лиофилизиран защитник и пълнител, който може да намали натрупването на определени протеини след лиофилизация. Пълнителят може да осигури подходящата структура за лиофилизирания кейк, да допринесе за правилната форма на лиофилизирания кейк блок и да формира структурата на порите. Порьозността е предпоставка за сублимация на замръзнала вода, а по-големите пори могат да сублимират по-бързо, така че времето за първично сушене може да бъде намалено. Добавянето на пълнители позволява по-кратко първично сушене (температура на продукта Tp?Tg' или Tc) време и може да се използва като начин за оптимизиране на процеса на биофармацевтична лиофилизация. Обикновено съотношението на стабилизатор към пълнител трябва да бъде поне 1:2, за да се осигури необходимата кристализация на пълнителя. Получената решетка осигурява механична опора за компонентите в тяхното аморфно състояние. Над Tg', аморфното състояние, образувано от подготвителната система, не е достатъчно твърдо, за да поддържа собственото си тегло и ще се срути върху кристалната мрежа. Благодарение на механичната опора, колапсът може да бъде предотвратен въпреки температури на сушене, по-високи от Tg' (или дори Tc). Във формули с протеинови концентрации