L'effetto delle membrane di ultrafiltrazione con diverse dimensioni dei pori sulla rimozione delle endotossine

Secondo le nostre statistiche, nella maggior parte dei casi, la selezione di cassette a membrana con apertura della membrana di 10kd o inferiore può intercettare efficacemente la maggior parte delle endotossine, ridurre il contenuto di endotossine a un livello molto basso e soddisfare le esigenze della maggior parte delle applicazioni del settore medico e farmaceutico. Il livello di riduzione del contenuto di endotossine era diverso con diverse dimensioni dei pori. In considerazione di questo aspetto, abbiamo svolto alcune ricerche, il contenuto è il seguente:

 

Che cosa è l'endotossina

L'endotossina, nota anche come lipopolisaccaride, lipide A, fonte di calore, è una struttura unica sulla parete esterna della parete cellulare dei batteri Gram-negativi (GNB) ed è un complesso di elevato peso molecolare relativo. A causa dell'eterogeneità chimica dell'endotossina, la massa molecolare relativa dell'endotossina da diverse fonti può variare da migliaia a decine di migliaia e, a causa dell'anfifilicità dell'endotossina, può formare un'associazione in acqua e la massa molecolare relativa della sua associazione può raggiungere 400,000 a 1,000,000.

 

Perché rimuovere le endotossine

1. Il ruolo dell'endotossina

L'endotossina ha un significativo effetto termogenico sui mammiferi. I batteri diventano tossici quando muoiono o aderiscono ad altre cellule. Una piccola quantità di endotossina (2 ng/kg di peso corporeo) iniettata per via endovenosa può causare febbre, mentre dosi elevate possono causare disturbi circolatori e shock endotossico. Secondo le disposizioni della farmacopea nazionale, il contenuto di endotossina in un farmaco o in una preparazione deve essere al di sotto del limite prescritto. Ad esempio, per l'albumina del sangue umano, il limite del contenuto di endotossina batterica deve essere inferiore a 2 EU/mL in conformità con la procedura di prova per l'endotossina batterica dei prodotti biologici. Il limite per le endotossine batteriche negli interferoni deve essere inferiore a 10 EU/mL.

 

2. Contaminazione da endotossine

L'endotossina ha evidenti effetti biologici sia in vivo che in vitro. Nei sistemi cellulari liberi, le endotossine a concentrazioni di nanogrammi possono influenzare il comportamento di specifici tipi di cellule e persino di molecole, influenzando così le normali attività fisiologiche.

Pertanto, l'endotossina è la fonte di inquinamento della maggior parte dei materiali biologici e la sua presenza fa sì che molti test biologici e farmacologici diano risultati caotici, il che comporta numerose difficoltà nella produzione.

(1) Contaminazione dei farmaci. Ad esempio, un'ampia varietà di medicinali occidentali sintetizzati con metodi chimici e medicinali tradizionali cinesi estratti da piante possono essere contaminati da endotossine durante la loro sintesi o estrazione.

(2) Materie prime per la produzione. Anche vari prodotti sanguigni e terreni cellulari possono essere più o meno contaminati durante il processo di preparazione.

(3) Agenti biologici. Ad esempio, interferone, interleuchina o varie proteine ​​o peptidi terapeutici prodotti con la tecnologia del DNA ricombinante, l'uso di E. coli come vettore di espressione nel processo di produzione o vari fattori esterni, è difficile evitare la contaminazione da endotossine.

 

L'idea di rimuovere l'endotossina tramite ultrafiltrazione

A causa della grande massa molecolare relativa delle endotossine, le membrane di ultrafiltrazione possono essere utilizzate per rimuovere le endotossine dall'acqua. La selezione della dimensione dei pori e del materiale della membrana di ultrafiltrazione dipende dal peso molecolare relativo, dalle caratteristiche e dal contenuto di pirogeni del farmaco in trattamento. Per trattenere la maggior parte dei pirogeni, è necessario utilizzare una membrana di ultrafiltrazione con una massa molecolare relativa di 5000 o 10000, momento in cui la pressione durante l'operazione è maggiore e non è adatta per alcune preparazioni farmaceutiche contenenti componenti di grande massa molecolare relativa. Poiché la rimozione dei pirogeni manterrà o assorbirà gli ingredienti efficaci nel liquido, la resa del prodotto è notevolmente influenzata.

Poiché le molecole di endotossina sono caricate negativamente in condizioni neutre, la selezione di materiali caricati positivamente come polisolfone, poliacrilonitrile, poliammide e altre membrane filtranti microporose può migliorare l'effetto di rimozione delle molecole di endotossina. Inoltre, è anche un metodo per colorare la terra di diatomee sulla pellicola di cellulosa e quindi adsorbire polielettrolita positivo su di essa per la rimozione dell'endotossina. Tuttavia, l'effetto di rimozione di queste membrane microporose cariche sull'endotossina è stato notevolmente influenzato dal pH. Il filtro profondo di Guidling Technology ha terra di diatomee, che può essere liberamente selezionata se aggiungere carica positiva in base al processo dell'utente. Nel processo di rimozione di impurità come cellule, detriti cellulari e proteine ​​varie, la sua struttura porosa naturale interna può aumentare il carico di membrana della filtrazione.

 

Effetto di rimozione delle endotossine delle membrane di ultrafiltrazione con diverse dimensioni dei pori

 

Qui discutiamo l'effetto di rimozione delle membrane di ultrafiltrazione da diverse fonti di casi di rimozione delle endotossine:

1. Rimozione dell'endotossina batterica nell'iniezione di Shengmai mediante metodo di ultrafiltrazione

1.1 Introduzione

Pulse Injection è un tipo di soluzione acquosa sterilizzata realizzata con Pulse SAN tramite riforma della forma di dosaggio. È composta da ginseng rosso, ophiopogon e schisandra schisandrae. Ha effetti benefici di rinvigorimento del polso qi, rafforzamento e stabilizzazione della disidratazione, stabilizzazione della pressione sanguigna, aumento della forza contrattile miocardica e ha un buon effetto clinico nel trattamento del sistema cardiovascolare e delle malattie endocrine.

 

1.2 Componenti della membrana

Membrana di ultrafiltrazione Guidling (massa molecolare relativa di intercettazione 10,30,100 kDa)

 

1.3 Metodi sperimentali

1.3.1 Preparazione di intermedi liquidi produttori di impulsi

Fare riferimento al processo di preparazione dell'iniezione di Zhongsheng Mai nel National Drug Standard (WS3-B-2865-98-2011) e nella sua revisione (ZGB2011-48). Pesando 100 g di ginseng rosso, 312 g di ophiopogon e 156 g di schisandra chinensis, il ginseng rosso è stato estratto con il metodo del riflusso di etanolo, e ophiopogon chinensis e schisandra chinensis sono stati estratti con il metodo della distillazione a vapore, ed è stato ottenuto 1 L di intermedio liquido medicinale produttore di impulsi (ogni 10 mL era equivalente a 1 g di ginseng rosso, 3 g di ophiopogon e 1,5 g di schisandra chinensis).

 

1.3.2 Ultrafiltrazione

È stata prelevata una certa quantità di liquido intermedio per la produzione di impulsi, il pH è stato regolato a 7,5 e inserito nel sistema di ultrafiltrazione trattato con acqua. Dopo l'intercettazione del peso molecolare relativo di 10,30,100 kDa della membrana di ultrafiltrazione in polietere è stata ultrafiltrata e il ciclo di ultrafiltrazione è stato bilanciato per 60 minuti. Dopo il completamento dell'ultrafiltrazione, sono state calcolate le velocità di recupero (R) di ginsenoside Rg1, Re, Rb1 e schisandrina A. Il contenuto di endotossina batterica prima e dopo l'ultrafiltrazione è stato misurato quantitativamente con il metodo di torbidità dinamica ed è stata calcolata la velocità di rimozione dell'endotossina batterica nel liquido (Q).

R=Un filtro /Un primitivo ×100%

Q= (filtro C -C) /C ×100%

Nella formula, A è l'area del picco di ciascun componente attivo nell'ultrafiltrato, A è l'area del picco di ciascun componente attivo nella soluzione farmacologica originale, C è il contenuto di endotossina batterica nell'ultrafiltrato e C è il contenuto di endotossina batterica nella soluzione farmacologica originale.

 

1.4 Determinazione della permeabilità dei principi attivi

After ultrafiltration of two kinds of ultrafiltration membranes (with the relative molecular weight of 10, 30, 100kDa retained), the permeability of each active component is shown in Table 1. The results showed that with the increase of membrane pore size, the permeability of effective components increased correspondingly. When the pore size of the membrane reaches 100 kDa, the permeability of the effective components is equal to >. 90% e tutti e tre i principi attivi possono passare attraverso la membrana di ultrafiltrazione da 100 kDa. L'area di picco di ciascun componente attivo nella soluzione di ultrafiltrazione a membrana da 100 kDa prima e dopo il cromatogramma è stata confrontata tramite HPLC, indicando che non c'era quasi nessuna perdita di 4 componenti.

 

1.5 Studio sull'effetto di rimozione dell'endotossina batterica

I cambiamenti del contenuto di endotossina batterica negli intermedi liquidi produttori di impulsi prima e dopo l'ultrafiltrazione mediante membrana di ultrafiltrazione sono mostrati nella Tabella 2. I risultati hanno mostrato che il contenuto di endotossina nel liquido originale è diminuito significativamente dopo l'ultrafiltrazione con diverso peso molecolare relativo. Dopo l'ultrafiltrazione con membrana di ultrafiltrazione da 100 kDa, il contenuto di endotossina nel liquido era molto inferiore al valore limite di 5,0EU·mL-1 nell'iniezione clinica di Shengmai.

1.6 Discussion

In questo documento, basato sull'effetto della membrana di ultrafiltrazione realizzata in PSO, è stato scoperto che il ginsenoside Rg1, Re, Rb1 e la schisandra A non hanno avuto quasi nessuna perdita quando è stata utilizzata la membrana di ultrafiltrazione con peso molecolare relativo di intercettazione di 100 kDa e le endotossine batteriche nel liquido potevano essere rimosse efficacemente, soddisfacendo i requisiti del limite clinico. Rispetto al carbone attivo per la rimozione dei pirogeni, la tecnologia di ultrafiltrazione può non solo eliminare i problemi di adsorbimento competitivo e saturazione dell'adsorbimento, ma anche garantire la sicurezza dell'iniezione in larga misura e fornire una base sperimentale per il processo di preparazione dell'iniezione di Shengmai.

 

2. Influenza della membrana di ultrafiltrazione di intercettazione con peso molecolare di 10kd sul processo di rimozione dei pirogeni della soluzione salina normale

 

2.1 Introduzione

Nella preparazione di prodotti biologici apirogeni, si riscontra spesso che l'endotossina esogena causa un elevato contenuto di pirogeni e gli utensili possono essere risolti mediante cottura a secco e ammollo in idrossido di sodio, ma la preparazione su larga scala della soluzione non è adatta al trattamento di cui sopra e si considera l'utilizzo di imballaggi in pellicola a flusso tangenziale per soluzioni su larga scala per ottenere un contenuto di endotossina qualificato.

 

2.2 Rimozione delle endotossine

2.2.1 Trattamento di ultrafiltrazione dei campioni

L'endotossina batterica è molto più piccola dei batteri, con un diametro A di circa 1-50nm, il lipide A è più piccolo, di piccole dimensioni e leggero, e l'endotossina batterica ha una buona resistenza al calore. In genere, il pacchetto di membrana di ultrafiltrazione a flusso tangenziale da 10kd viene utilizzato per intercettare l'endotossina e portare il flusso tangenziale attraverso la soluzione.

2.2.3 Risultati sperimentali

Guidling Technology ha utilizzato una cassetta a membrana in materiale PES da 10 kd per eseguire esperimenti di microfiltrazione sul liquido di alimentazione e i risultati sono i seguenti:

I risultati hanno dimostrato che la cassetta a membrana per ultrafiltrazione con peso molecolare di intercettazione di 10 kd prodotta dalla tecnologia Guidling potrebbe rimuovere efficacemente l'endotossina e ampliare ulteriormente la produzione.

 

Informazioni su Guidling

Guidling Technology è un'impresa nazionale high-tech focalizzata su biofarmaci, colture cellulari, purificazione e concentrazione di biomedicina, diagnosi e fluidi industriali. Abbiamo sviluppato con successo dispositivi di filtraggio centrifugo, cassette di ultrafiltrazione e microfiltrazione, filtri antivirus, sistema TFF, filtri di profondità, fibre cave, ecc. Che soddisfano pienamente gli scenari applicativi di biofarmaci, colture cellulari e così via. Le nostre membrane e filtri a membrana sono ampiamente utilizzati nella concentrazione, estrazione e separazione di prefiltrazione, microfiltrazione, ultrafiltrazione e nanofiltrazione. Le nostre numerose linee di prodotti, dalla piccola filtrazione di laboratorio monouso ai sistemi di filtrazione di produzione, test di sterilità, fermentazione, colture cellulari e altro ancora, soddisfano le esigenze di test e produzione. Guidling Technology non vede l'ora di collaborare con te!