Določanje kritične temperature formulacij z modelnim proteinom med procesom liofilizacijeVrhunc, Gašper (Avtor) Ahlin Grabnar, Pegi (Mentor) Brus, Boris (Komentor) liofilizacija proteinska učinkovina kritične temperature kolaps optimizacija liofilizacijskega ciklaLiofilizacija je proces sušenja, pri katerem raztopino najprej globoko zamrznemo, nato pa s procesoma sublimacije in desorpcije iz nje odstranimo topilo, da dobimo suh produkt v obliki pogače. Glede na to, da je liofilizacija časovno in energetsko potraten proces, je njegova optimizacija bistvenega pomena. Raziskave kažejo, da lahko z izbiro ustreznih pomožnih snovi, kot so stabilizatorji in polnila, proteinske formulacije izpostavimo višjim temperaturam primarnega sušenja, s tem pa še vedno zagotovimo ustrezen videz izdelka z ohranjeno aktivnostjo učinkovine in kratkim časom rekonstitucije. Izbor procesnih parametrov (temperatura in tlak) temelji na poznavanju kritičnih temperatur formulacije, med katere uvrščamo temperaturo steklastega prehoda maksimalno koncentrirane zamrznjene raztopine (Tg'), temperaturo evtektičnega taljenja (Teu) in temperaturo kolapsa (Tc), ki jo lahko razdelimo še na temperaturo, pri kateri na mikroskopu z zamrzovanjem in sušenjem (FDM) opazimo prve spremembe v strukturi (Tconset), in temperaturo, kjer opazimo popoln kolaps (Tcfull). Dolgo časa je veljajo dejstvo, da sušenje nad Tcfull, vodi h kolapsu produkta, a novejše raziskave kažejo, da dodatek ustreznih polnil in stabilizatorjev zagotavlja ustrezen končni izdelek tudi v primeru, ko temperatura produkta (Tp), dosežena tekom faze primarnega sušenja, preseže Tcfull. Namen naloge je z višanjem tlaka in temperature polic primarnega sušenja (t.i. agresivni pogoji) proučiti vpliv Tp na pojav kolapsa ter tako definirati najvišjo še sprejemljivo temperaturo in tlak primarnega sušenja. Izmerjene Tp smo po koncu vsakega cikla primerjali z vnaprej določenimi kritičnimi temperaturami formulacij, določenimi z diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC) in FDM. Z namenom vrednotenja vpliva pomožnih snovi na pojav kolapsa smo liofilizirali tri formulacije z modelnim proteinom (monoklonsko protitelo), in sicer eno s 6% m/V amorfne saharoze in dve delno kristalinični z 2% m/V saharoze in 4% m/V glicina oziroma manitola. Po koncu vsakega cikla smo liofilizate vizualno ovrednotili, jim določili rekonstitucijski čas, velikost delcev v disperziji z metodo dinamičnega sipanja svetlobe ter ocenili morfološke lastnosti liofilizacijske pogače z metodo vrstične elektronske mikroskopije (SEM). Uvedba agresivnih pogojev sušenja je vodila k zvišanju Tp, pri čemer je bila v vseh agresivnih ciklih le-ta višja od kritične temperature Tg'. Kljub temu da je Tp pri formulaciji s saharozo presegla Tcfull že v začetnem agresivnem ciklu, smo kolaps liofilizacijske pogače opazili šele z nadaljnjim višanjem temperature polic in tlaka v komori (agresivni cikel 6), pri čemer je bila Tp 5,7 °C nad Tcfull. Slednje pripisujemo temu, da določanje Tc s FDM predstavlja le dobro oceno temperature, pri kateri dejansko dosežemo kolaps med samim procesom sušenja. Zaradi prisotnosti kristalne komponente (glicin/manitol) v primeru ostalih dveh formulacij kolapsa kljub še agresivnejšim pogojem sušenja nismo opazili. Z uporabo agresivnih ciklov smo čas primarnega sušenja skrajšali za kar 80% glede na osnovni konzervativni cikel in s tem uspešno povečali časovno in stroškovno učinkovitost procesa liofilizacije.[G. Vrhunc]20182020-09-18 12:54:35Magistrsko delo/naloga120364UDK: 542.47(043.3)COBISS_ID: 4569457sl