0102030405
Mannoza i mannitol
2025-03-21
- Liofilizacja, zwana liofilizacj?, to metoda suszenia, która wst?pnie zamra?a roztwór leku, który nale?y wysuszy? do postaci sta?ej, a nast?pnie bezpo?rednio sublimuje wod? ze stanu zamro?onego bez przechodzenia przez stan ciek?y w warunkach niskiej temperatury i niskiego ci?nienia. Poniewa? ca?y proces operacyjny odbywa si? w stanie niskiej temperatury, ta metoda jest szczególnie odpowiednia do przygotowywania wra?liwych na ciep?o preparatów leków bia?kowych. Liofilizowany lek bia?kowy by? lu?ny jak placek, co nie tylko sprzyja?o konserwacji, ale tak?e sprzyja?o renatywizacji leku bia?kowego po ponownym rozpuszczeniu. Oczywi?cie technologia liofilizacji zapewnia skuteczn? metod? przygotowywania preparatów farmaceutycznych bia?kowych o niestabilnych w?a?ciwo?ciach fizycznych i chemicznych. Jednak proces liofilizacji jest z?o?onym procesem przej?cia fazowego i istnieje wiele czynników wywo?uj?cych denaturacj? bia?ka w procesie zamra?ania, rozmra?ania, suszenia i przechowywania, dlatego cz?sto stosuje si? niektóre ?rodki ochronne w celu stabilizacji bia?ka w recepcie. Cukier, najcz??ciej stosowany ?rodek pomocniczy w produktach liofilizowanych, grupa hydroksylowa w jego strukturze mo?e zast?pi? wi?zanie wodorowe mi?dzy bia?kiem a wod?, zapewniaj?c stabilny efekt, jest niespecyficznym stabilizatorem bia?ka i mo?e odgrywa? pewn? rol? ochronn? na ró?nych etapach liofilizacji (takich jak zamra?anie, zamra?anie-rozmra?anie i suszenie sublimacyjne itp.). Dzia?anie ochronne cukru jest zwi?zane z rodzajem bia?ka i disacharydów, a disacharydy s? najlepiej zbadanymi i uznanymi najskuteczniejszymi ?rodkami ochronnymi. Sacharoza jest disacharydem sk?adaj?cym si? z jednej cz?steczki glukozy i jednej cz?steczki fruktozy, który jest chemicznie stabilny i ma g?ównie struktur? amorficzn?, i odgrywa znacz?c? rol? w zapobieganiu zmianie struktury drugorz?dowej bia?ek oraz wyd?u?aniu i agregacji bia?ek podczas liofilizacji i przechowywania. W porównaniu z sacharoz? trehaloza ma wy?sz? temperatur? zeszklenia, ni?sz? indukcj? wilgoci i mniejsz? podatno?? na redukcj?. Te zalety wskazuj?, ?e trehaloza mo?e mie? szersze perspektywy zastosowania. Alkohole, takie jak mannitol, s? powszechnie stosowane jako wype?niacze, które krystalizuj? podczas powolnego zamra?ania, zapewniaj?c struktur? no?n? dla sk?adnika aktywnego i nie reaguj? z nim.Mannoza jest monosacharydem, rozpuszczalnym w wodzie, s?abo rozpuszczalnym w etanolu. Bezbarwny lub bia?y krystaliczny proszek. Odgrywa wa?n? rol? w metabolizmie cz?owieka, szczególnie w procesie glikozylacji okre?lonych bia?ek. Mannoza jest trudna do wch?oni?cia przez organizm cz?owieka i zostanie wydalona z organizmu cz?owieka wkrótce po spo?yciu, g?ównie poprzez metabolizm nerek, a ca?y cykl metaboliczny trwa oko?o o?miu godzin. Spo?ycie mannozy nie powoduje wzrostu poziomu cukru we krwi, wi?c jest to rodzaj cukru, który mog? je?? niektóre osoby z cukrzyc?. W naturze mannoza wyst?puje w stanie wolnym w niektórych owocach, takich jak ?urawiny, jab?ka, pomarańcze itp. W organizmie cz?owieka mannoza jest rozprowadzana we wszystkich tkankach i krwi, w tym w skórze, narz?dach i nerwach. W tych tkankach mannoza bierze udzia? w syntezie glikoprotein, które reguluj? funkcjonowanie uk?adu autoimmunologicznego. Poprzednie badania kliniczne wykaza?y, ?e mannoza mo?e leczy? i zapobiega? infekcjom dróg moczowych, dlatego niektóre zagraniczne produkty zdrowotne z mannoz? jako g?ównym sk?adnikiem s? stosowane w celu utrzymania zdrowia uk?adu moczowego. Mannitol jest alkoholem cukrowym, zwykle redukowanym z cukru (mannozy), jest izomerem sorbitolu, rozpuszczalnym w wodzie, bia?ym krystalicznym proszkiem, ma s?odki smak podobny do sacharozy. Mannitol mo?e by? stosowany nie tylko jako doskona?y ?rodek szkieletowy, ale tak?e jako liofilizowany protektor bia?ka w niektórych receptach. Ochronne dzia?anie mannitolu na bia?ko jest zwi?zane z jego st??eniem i struktur? morfologiczn?, a jego st??enie jest czasami zwi?zane z morfologi? kryszta?u. Powszechnie uwa?a si?, ?e amorficzny mannitol ma funkcj? stabilizowania bia?ka, podczas gdy skrystalizowany mannitol traci swoj? funkcj? ochronn?. St??enia mannitolu wynosz?ce 1% lub mniej zapobiegaj? agregacji leków bia?kowych poprzez tworzenie struktur amorficznych, ale wysokie st??enia mannitolu maj? tendencj? do krystalizacji i promowania agregacji leków bia?kowych. W przypadku wi?kszo?ci bia?ek konserwacja w temperaturze 4°C jest krótkotrwa?a (oko?o 1 tygodnia) po ponownym zawieszeniu. W przypadku d?ugotrwa?ego przechowywania zaleca si? przygotowanie rozcieńczalników (które musz? zawiera? bia?ka no?nikowe, takie jak 0,1% BSA, 5% HSA lub 10% FBS), a nast?pnie zamro?enie ich w temperaturze -20℃ lub -80℃. Wa?ne jest, aby unika? wielokrotnego zamra?ania i rozmra?ania, poniewa? ka?de zamro?enie i rozmro?enie spowoduje cz??ciow? inaktywacj? bia?ka. Trehaloza i mannitol s? zwykle uzupe?niane o 8% (masa do obj?to?ci) jako liofilizowane ?rodki ochronne. Trehaloza mo?e oczywi?cie zapobiega? zmianie struktury drugorz?dowej bia?ka oraz rozci?ganiu i agregacji bia?ka podczas liofilizacji. Mannitol jest równie? szeroko stosowanym liofilizowanym ?rodkiem ochronnym i wype?niaczem, który mo?e zmniejszy? akumulacj? niektórych bia?ek po liofilizacji. Wype?niacz mo?e zapewni? odpowiedni? struktur? dla liofilizowanego ciasta, przyczyni? si? do w?a?ciwego kszta?tu bloku liofilizowanego ciasta i utworzy? struktur? porów. Porowato?? jest warunkiem wst?pnym sublimacji zamro?onej wody, a wi?ksze pory mog? sublimowa? szybciej, wi?c pierwotny czas suszenia mo?e zosta? skrócony. Dodanie wype?niaczy umo?liwia krótszy pierwotny czas suszenia (temperatura produktu Tp?Tg' lub Tc) i mo?e by? wykorzystane jako sposób na optymalizacj? procesu liofilizacji biofarmaceutycznej. Zwykle stosunek stabilizatora do wype?niacza powinien wynosi? co najmniej 1:2, aby zapewni? niezb?dn? krystalizacj? wype?niacza. Powsta?a sie? zapewnia mechaniczne wsparcie dla sk?adników w ich stanie amorficznym. Powy?ej Tg' stan amorficzny utworzony przez uk?ad przygotowawczy nie jest wystarczaj?co sztywny, aby utrzyma? swój w?asny ci??ar i zapadnie si? na sie? krystaliczn?. Dzi?ki mechanicznemu wsparciu mo?na zapobiec zapadni?ciu si? pomimo temperatur suszenia wy?szych ni? Tg' (lub nawet Tc). W formulacjach o st??eniu bia?ka