Applicazione dell'ultrafiltrazione nel processo di produzione del vaccino DTP

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1. Vaccino DTP

La pertosse, comunemente nota come pertosse, è una malattia infettiva respiratoria acuta causata dalla Bordetella pertussis, che colpisce principalmente neonati e bambini piccoli. Si trasmette attraverso le goccioline respiratorie e ha un periodo di incubazione da 7 a 10 giorni. Il paziente svilupperà sintomi di accumulo di espettorato, inclusa la tosse. La difterite è un'infezione acuta delle vie respiratorie causata dal Corynebacterium diphtheriae. I batteri invadono la mucosa nasale o la gola, proliferano, producono esotossine e provocano infiammazioni locali e necrosi dei tessuti. Il tetano, causato dal Clostridium tetani, entra nel corpo umano attraverso ferite della pelle o delle mucose. Prospera in condizioni anaerobiche e produce tossine, innescando contrazioni muscolari spasmodiche.

Il vaccino DTP è un vaccino combinato che contiene componenti efficaci di Bordetella pertussis, tossina difterica e tossina tetanica miscelati in determinate proporzioni e adsorbiti su un adiuvante idrossido di alluminio. Viene utilizzato per prevenire tre malattie: pertosse, difterite e tetano.

 

2. Processo di produzione del vaccino DTP

Il vaccino DTP è tipicamente un vaccino inattivato. La preparazione del vaccino DTP segue il processo di produzione del vaccino inattivato, principalmente per ragioni di sicurezza. Attualmente, il processo di produzione dei vaccini DTP in Cina si basa in gran parte sulla tecnologia degli anni ’70 e ’80. Tuttavia, durante tutto il processo, le fasi di dialisi hanno coinvolto troppe fasi di filtrazione convenzionali, con un impatto significativo sul processo di produzione complessivo del prodotto. I prodotti di filtrazione su membrana a flusso tangenziale con canali aperti offrono vantaggi nella separazione a valle di prodotti biologici, come basse forze di taglio e tassi di recupero elevati. Sono particolarmente adatti per la separazione di campioni con elevate concentrazioni, elevata viscosità ed elevato contenuto di particelle, rendendoli adatti al processo di produzione dei vaccini DTP.

3. Applicazione della tecnologia di ultrafiltrazione a fibra cava nel processo di purificazione del liquido antigene vaccinale combinato DTP privo di cellule

(1)Materiali e metodi

①Campione

Soluzione di antigene DTP decontaminata e raffinata (di seguito denominata soluzione di antigene decontaminata).

②Reagenti e strumenti principali

Acqua per iniezione; cloruro di sodio (grado farmaceutico); borsa per dialisi; fibra cava 10kDa; pompa peristaltica.

③Ultrafiltrazione e purificazione del liquido antigene DTP privo di cellule

Innanzitutto concentrare la soluzione antigenica decontaminata fino a circa 5- volte il volume iniziale utilizzando una fibra cava da 10 kDa. Successivamente, iniziare il processo di filtrazione e lavaggio. Successivamente, interrompere la filtrazione quando il volume del filtrato raggiunge circa 4-5 volte il volume iniziale. Infine, sciacquare l'intero sistema e recuperare il filtrato utilizzando una quantità pari a 1-volte di soluzione fisiologica.

④Dialisi e purificazione del liquido antigene DTP privo di cellule

Confezionare asetticamente la soluzione antigenica decontaminata nelle sacche per dialisi e immergerla in una soluzione sterile di cloruro di sodio al 0,85% e quindi condurre la dialisi a 2-8 gradi .

⑤Identificazione del liquido purificato

Ripristinare proporzionalmente i campioni liquidi recuperati dall'ultrafiltrazione e dalla dialisi al volume di prepurificazione. Utilizzare la soluzione antigenica decontaminata come controllo e analizzare la purezza dei campioni utilizzando SDS-PAGE al 12%. Misura il contenuto solido nelle soluzioni e calcola il tasso di recupero dopo aver centrifugato i campioni a 10,000 giri al minuto per 15 minuti.

Risultati

①Concentrazione e lavaggio di ultrafiltrazione a fibra cava

Durante il processo di concentrazione dell'ultrafiltrazione, in 70 minuti si ottengono 4.800 ml di filtrato, ottenendo una concentrazione 5-volte. La velocità di filtrazione diminuisce costantemente, con una velocità di filtrazione media di 42 LMH (69,6 ml/min). Durante il processo di lavaggio, si ottengono 5.300 ml di filtrato in 90 minuti, risultando in un lavaggio 4,4-volte e la velocità di filtrazione diminuisce costantemente, con una velocità di filtrazione media di 36 LMH (59,5 ml/min). Infine, sciacquare l'intero sistema con 1.200 ml di soluzione fisiologica e mescolare la soluzione di risciacquo con la soluzione di lavaggio precedente (1.200 ml). Il fattore di concentrazione finale del liquido è 2,5-volte. Rispetto all'ultrafiltrazione, la dialisi richiede il cambio del dialisato cinque volte e dura circa 6 giorni.

②Identificazione del liquido purificato

L'analisi SDS-PAGE ha rivelato che la purezza del liquido antigene del vaccino DTP privo di cellule purificato mediante metodi di ultrafiltrazione e dialisi rimane relativamente invariata, come mostrato nella figura seguente. Il tasso di recupero della purificazione con ultrafiltrazione è leggermente inferiore a quello della purificazione con dialisi, come indicato nella tabella seguente.

Campione	Contenuto solido(%)	Tasso di recupero(%)
Soluzione antigenica decontaminata	0.872	/
Liquido recuperato tramite ultrafiltrazione (ridotto)	0.803	92.1
Liquido recuperato dalla dialisi (ridotto)	0.813	93.2

 

Conclusione

L'ultrafiltrazione a fibra cava è una tecnologia di separazione a membrana ampiamente utilizzata in settori quali quello alimentare, della fermentazione, farmaceutico, della protezione ambientale e dell'ingegneria chimica per la separazione, concentrazione e purificazione di sostanze molecolari di grandi dimensioni. In questo esperimento, è stata impiegata la tecnologia di ultrafiltrazione a fibra cava per purificare la soluzione decontaminata di antigene DTP priva di cellule. Lo sperimentatore ha confrontato la dialisi tradizionale in termini di efficienza di purificazione e tasso di recupero. I risultati hanno mostrato che l'ultrafiltrazione aveva un'efficienza maggiore nella rimozione degli agenti disintossicanti e dei pigmenti (ottenibile entro 3 ore, rispetto a 5-7 giorni per la dialisi) e aveva un tasso di recupero più elevato. Questi suggeriscono che l'applicazione della fibra cava per la purificazione mediante ultrafiltrazione del liquido antigene del vaccino DTP privo di cellule è fattibile. Può sostituire i processi di dialisi esistenti.