0102030405
Mannoos ja mannitool
2025-03-21
- Külmkuivatamine, mida nimetatakse ka külmkuivatamiseks, on kuivatamismeetod, mille k?igus külmutatakse kuivatatav ravimlahus eelnevalt tahkeks aineks ja seej?rel sublimeeritakse külmunud olekust vesi otse, ilma et see l?biks vedelat olekut madalal temperatuuril ja madalal r?hul. Kuna kogu t??protsess toimub madalal temperatuuril, sobib see meetod eriti h?sti kuumustundlike valguliste ravimpreparaatide valmistamiseks. Külmkuivatatud valguline ravim oli lahti nagu kook, mis soodustas mitte ainult s?ilimist, vaid ka valgulise ravimi s?ilivust p?rast uuesti lahustumist. Ilmselgelt pakub külmkuivatamise tehnoloogia t?husat meetodit ebastabiilsete füüsikaliste ja keemiliste omadustega valguliste ravimpreparaatide valmistamiseks. Külmkuivatamise protsess on aga keeruline faasisiirete protsess ja külmutamise, külmutus-sulatamise, kuivatamise ja ladustamise k?igus on palju tegureid, mis p?hjustavad valgu denatureerumist, seega kasutatakse retseptiravimites valgu stabiliseerimiseks sageli m?ningaid kaitseaineid. Suhkur on külmkuivatatud toodetes k?ige sagedamini kasutatav abiaine, mille struktuuris olev hüdroksüülrühm suudab asendada valgu ja vee vahelist vesiniksidet, et tagada stabiilne toime. See on valgu mittespetsiifiline stabilisaator ja v?ib külmkuivatamise erinevates etappides (n?iteks külmutamine, külmutus-sulatamine ja sublimatsioonikuivatamine) m?ngida teatud kaitsvat rolli. Suhkru kaitsev toime on seotud valgu tüübi ja disahhariididega ning disahhariidid on enim uuritud ja tunnustatud k?ige t?husamad kaitseained. Sahharoos on disahhariid, mis koosneb ühest glükoosimolekulist ja ühest fruktoosimolekulist, on keemiliselt stabiilne ja enamasti amorfse struktuuriga ning m?ngib olulist rolli valkude sekundaarse struktuuri muutuse ning valkude pikenemise ja agregatsiooni v?ltimisel lüofiliseerimise ja s?ilitamise ajal. V?rreldes sahharoosiga on trehaloosil k?rgem klaasistumistemperatuur, madalam niiskuse indutseerimine ja v?iksem redutseeritavus. Need eelised n?itavad, et trehaloosil v?ib olla laiem rakendusv?imalus. Alkohole, n?iteks mannitool, kasutatakse tavaliselt t?iteainetena, mis kristalliseeruvad aeglasel külmutamisel, pakkudes toimeainele tugistruktuuri ega reageeri sellega.Mannoos on monosahhariid, mis lahustub vees ja etanoolis v?he. V?rvitu v?i valge kristalliline pulber. See m?ngib olulist rolli inimese ainevahetuses, eriti teatud valkude glükosüülimisprotsessis. Mannoosi imendub inimkehas raskesti ja see eritub organismist varsti p?rast allaneelamist, peamiselt neerude kaudu, ning ainevahetustsükkel kestab umbes kaheksa tundi. Mannoosi tarbimine ei p?hjusta veresuhkru t?usu, seega on see suhkrutüüp, mida m?ned diabeetikud v?ivad süüa. Looduses esineb mannoos vabas olekus m?nedes puuviljades, n?iteks j?hvikates, ?untes, apelsinides jne. Inimkehas leidub mannoosi k?ikides kudedes ja veres, sealhulgas nahas, organites ja n?rvides. Nendes kudedes osaleb mannoos glükoproteiinide sünteesis, mis reguleerivad autoimmuunsüsteemi funktsiooni. Varasemad kliinilised uuringud on n?idanud, et mannoos suudab ravida ja ennetada kuseteede infektsioone, seega kasutatakse kuseteede tervise s?ilitamiseks m?ningaid v?lismaiseid tervisetooteid, mille peamine komponent on mannoos. Mannitool on suhkrualkohol, tavaliselt suhkrust (mannoosist) redutseeritud, sorbitooli isomeer, vees lahustuv, valge kristalliline pulber, magusa maitsega, mis sarnaneb sahharoosiga. Mannitooli saab kasutada mitte ainult suurep?rase skeleti moodustajana, vaid ka lüofiliseeritud valgu kaitsjana m?nedes retseptides. Mannitooli kaitsev toime valgule on seotud selle kontsentratsiooni ja morfoloogilise struktuuriga ning selle kontsentratsioon on m?nikord seotud kristallilise morfoloogiaga. üldiselt arvatakse, et amorfsel mannitoolil on valgu stabiliseerimise funktsioon, samas kui kristalliseerunud mannitool kaotab oma kaitsva funktsiooni. Mannitooli kontsentratsioon 1% v?i v?hem takistab valguravimite agregatsiooni amorfsete struktuuride moodustumise kaudu, kuid mannitooli k?rge kontsentratsioon kipub kristalliseeruma ja soodustama valguravimite agregatsiooni. Enamiku valkude puhul on s?ilivus temperatuuril 4 °C p?rast resuspendeerimist vaid lühiajaline (umbes 1 n?dal). Pikaajaliseks s?ilitamiseks on soovitatav valmistada lahjendeid (mis peavad sisaldama kandevalke, n?iteks 0,1% BSA-d, 5% HSA-d v?i 10% FBS-i) ja seej?rel pakendada külmutatult temperatuuril -20 ℃ v?i -80 ℃. Oluline on v?ltida korduvat külmutamist ja sulatamist, kuna iga külmutamine ja sulatamine p?hjustab valgu osalise inaktiveerimise. Trehaloosile ja mannitoolle lisatakse tavaliselt 8% (massiprotsent mahu j?rgi) lüofiliseeritud kaitseainetena. Trehaloos suudab ilmselgelt ?ra hoida valgu sekundaarse struktuuri muutust ning valgu venimist ja agregatsiooni lüofiliseerimise ajal. Mannitool on ka laialdaselt kasutatav lüofiliseeritud kaitseaine ja t?iteaine, mis v?ib v?hendada teatud valkude kogunemist p?rast lüofiliseerimist. T?iteaine v?ib anda külmkuivatatud koogile sobiva struktuuri, aidata kaasa külmkuivatatud koogiploki ?igele kujule ja moodustada pooride struktuuri. Poorsus on külmunud vee sublimatsiooni eeltingimus ja suuremad poorid v?ivad sublimeeruda kiiremini, seega saab esmast kuivamisaega lühendada. T?iteainete lisamine v?imaldab lühemat esmast kuivamisaega (toote temperatuur Tp?Tg' v?i Tc) ja seda saab kasutada biofarmatseutilise lüofiliseerimisprotsessi optimeerimiseks. Tavaliselt peaks stabilisaatori ja t?iteaine suhe olema v?hemalt 1:2, et tagada t?iteaine vajalik kristalliseerumine. Saadud v?re pakub komponentidele nende amorfses olekus mehaanilist tuge. üle Tg' ei ole ettevalmistussüsteemi moodustunud amorfne olek piisavalt j?ik, et oma raskust toetada, ja variseb kokku kristallv?rgustikule. T?nu mehaanilisele toele saab varisemist v?ltida isegi kuivamistemperatuuridel, mis on k?rgemad kui Tg' (v?i isegi Tc). Formulatsioonides, mille valgukontsentratsioon on alla 50 mg/ml, on t?iteainete lisamine eriti oluline, kuna süsteemi Tg' suureneb k?rgema valgukontsentratsiooniga formulatsioonides. Kui aga t?iteaine j??b lüofiliseerimisprotsessi ajal amorfseks, v?ib valgu stabiilsus s?ilimise ajal v?imaliku kristalliseerumise t?ttu kannatada, seega soodustatakse t?iteaine kristalliseerumist tavaliselt l??mutamisetapi lisamisega.