DD294414A5

DD294414A5 - Process for the preparation of oral vaccines

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Publication number: DD294414A5
Authority: DD
Publication date: 1991-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oraler Impfstoffe, vorwiegend gegen die Transmissible Gastroenteritis des Schweines. Der TGE-Impfstoff soll in Ferkelaufzuchtbetrieben zur Immunisierung tragender Sauen dienen und bei den neugeborenen Tieren zu einem passiven Schutz vor der TGE-Infektion fuehren. Oekonomische Verluste durch die TGE sollen verhindert bzw. reduziert werden. Die Aufgabe des erfindungsgemaessen Verfahrens besteht darin, ein TGE-Antigen durch pharmazeutisch-technologische Massnahmen in eine oral zu verabreichende Form zu bringen, wobei es darauf ankommt, dass waehrend der technologischen Verarbeitung kein Aktivitaetsverlust auftritt und der fertige Impfstoff durch Zusatz zu ueblichen Futtermitteln verabreicht werden kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Schmelze eines lipophilen Stoffes, in dem das biologische Material homogen verteilt vorliegt, in einem hydrophilen Kuehlmedium dispergiert wird, so dass Perlen eines Durchmessers von 1-3 mm entstehen, die ohne magensaftresistenten Ueberzug oral verabreicht werden koennen. Die Erfindung ist auch fuer eine Verarbeitung von anderen biologischen Materialien geeignet, die im Darm zur Wirkung gelangen sollen und die beispielsweise gegenueber starke Saeuren und Laugen, Waerme, mehrwertigen Metallionen u. Licht empfindlich sind.The invention relates to a process for the preparation of oral vaccines, mainly against transmissible gastroenteritis of the pig. The TGE vaccine is designed to immunize pregnant sows in piglet farms and provide passive protection against TGE infection in newborn animals. Economic losses caused by the TGE should be prevented or reduced. The object of the inventive method is to bring a TGE antigen by pharmaceutical-technological measures in an orally administered form, wherein it is important that during the technological processing no loss of activity occurs and the finished vaccine are administered by adding to conventional feeds can. According to the invention, the object is achieved by dispersing the melt of a lipophilic substance in which the biological material is homogeneously distributed in a hydrophilic cooling medium so that beads of a diameter of 1-3 mm are formed, which can be administered orally without an enteric coating , The invention is also suitable for processing of other biological materials which are to be effective in the intestine and, for example against strong acids and alkalis, heat, polyvalent metal ions u. Are sensitive to light.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von oral zu verabreichenden Impfstoffen, vorwiegend gegen die Transmissible Gastroenteritis.The invention relates to a process for the preparation of orally administered vaccines, mainly against transmissible gastroenteritis.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen i^;"Characteristic of the known technical solutions i ^; "

Es ist bekannt, daß die orale Verabreichung von sehr empfindlichen Lebendimpfstoffen, die erst im Dünndarm zur Wirkung ^" gelangen sollen, mit Verlust an Wirksamkeit verbunden ist Insbesondere ist es schwierig, diese bei der Magen-Passage zu erhalten, da Wasserstoffionenkonzentrationen unter 10~³ mol/1 sowie die Körpertemperatur einen schädigenden Einfluß auf das applizierte Antigen haben können.It is known that the oral administration of very sensitive vaccines that are to come in the small intestine to the effect ^ "is connected to loss of efficacy particular, it is difficult to obtain them in the stomach passage, since hydrogen ion concentrations below 10 ^-3 mol / 1 and the body temperature can have a damaging effect on the applied antigen.

Es ist deshalb üblich, derartige biologische Materialien bzw. die entsprechenden Verarbeitungsformen mit magensaftsistenten Schutzhüllen zu versehen. Inder DE-OS 2343 570 vom 29. August 1973 bzw. in der US-Patentschrift 3823228 vom 9. Juli 1974 von FERRIS und ARAMBULO wird zur magensafttresistenten Umhüllung beispielsweise Celluloseacetatphthalat oder arsensäurefreier Schellack verwendet.It is therefore customary to provide such biological materials or the corresponding processing forms with gas-tight protective sleeves. For example, in DE-OS 2343 570 of August 29, 1973 and in US Pat. No. 3823228 of July 9, 1974 to FERRIS and ARAMBULO, cellulose acetate phthalate or arsenic-free shellac is used for enteric coating.

Es ist ein Nachteil der genannten Erfindung, daß der Träger, der das biologische Material enthält, mit einer magensaftresistenten Hülle versehen wird, da sowohl die LÖsungs- bzw. Dispersionsmittel für den Filmbildner als auch der Filmbildner selbst auf empfindliche biologische Materialien schädigend wirken können.It is a disadvantage of the present invention that the carrier containing the biological material is provided with an enteric coating, since both the film former solvent and the film former itself can be damaging to sensitive biological materials.

Es ist ebenfalls von Nachteil, daß die Vakzine auf Nonpareille oder andere physiologisch geeignete feste Träger aufgebracht wird, da sie so Milieubedingungen, insbesondere während der Herstellung und bei der oralen Verabreichung, ungeschützt ausgesetzt ist.It is also disadvantageous that the vaccine is applied to nonpareille or other physiologically suitable solid carriers as it is thus exposed to environmental conditions, especially during manufacture and during oral administration, unprotected.

Weiterhin ist beim Aufbringen der pulverisierten, abgeschwächten Vakzine auf die Nonpareille mit einem Masseverlust zu rechnen. H. WELTl beschrieb in Pharm. Acta HeIv. 39,139-149 (1964), daß beim Aufziehen von Wirkstoffen in Form einer feinen Pulververreibung je nach dem angewendeten Auftragsverfahren mit einem Masseverlust von 15—45% zu rechnen ist.Furthermore, when applying the powdered, attenuated vaccine on the nonpareille is expected to loss of mass. H. WELTl described in Pharm. Acta HeIv. 39, 139-149 (1964) that, when applying active substances in the form of a fine powder trituration, a mass loss of 15-45% can be expected, depending on the application method used.

Es ist bekannt, biologische Materialien, wie z. B. Bakterien der Darmflora, in Fette einzuarbeiten. SOZZI, SCHRENK und BÜHLER geben in der belgischen Patentschrift BE-800 027,14.05.1980 bzw. in der schweizerischen Patentschrift CH-OI2 392,05.12.1978 ein Verfahren an, nach dem z.B. Bifidobakterium animalis P 23 oder B. sui SU 806 in lyophilisiertem Zustand in einem bei Körpertemperatur festen Fett mit einem Schmelzpunkt von 42°C bis45°C dispergiert und in einem Turm versprüht wird. Dabei entstehen Perlen eines Durchmessers von 0,1-0,3mm.It is known biological materials such. B. bacteria of the intestinal flora to incorporate into fats. SOZZI, SCHRENK and BÜHLER indicate in the Belgian patent specification BE-800 027,14.05.1980 or in the Swiss patent CH-OI2 392,05.12.1978 a method according to which e.g. Bifidobacterium animalis P 23 or B. sui SU 806 is dispersed in a lyophilized state in a solid at body temperature fat with a melting point of 42 ° C to 45 ° C and sprayed in a tower. This produces pearls of a diameter of 0.1-0.3mm.

Es ist ein Nachteil des Verfahrens, daß die Fettschmelze aus einer Düse oder über ein Zerstäuberrad versprüht wird, da dies enorme mechanische Anforderungen an das biologische Material stellt, wodurch z.B. TGE-Viren aufgrund des Verlustes der Oberflächenprojektionen geschädigt werden.It is a disadvantage of the process that the fat melt is sprayed from a nozzle or atomizer wheel, as this places enormous mechanical demands on the biological material, causing e.g. TGE viruses are damaged due to the loss of surface projections.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei der Sprüherstarrung Teilchen von relativ geringer Größe erhalten werden. Diese verhalten sich, obwohl sie aus einem magensaftresistenten Material hergestellt worden sind, nicht magensaftresistent- Oie darin suspendierten Partikel befinden sich häufiger an der Oberfläche als bei Dispergierung in größeren Teilchen. Bei der Magenpassage hat dadurch das saure Sekret eine viel größere Angriffsfläche, und es kommt im Organismus zu einer Inaktivierung der eingearbeiteten Substanz.Another disadvantage is that the sprayer solidification gives particles of relatively small size. Although they are made of an enteric material, they do not behave as enteric-free. Particles suspended in them are more likely to be on the surface than they are in larger particles. As a result of the gastric passage, the acidic secretion has a much larger attack surface, and the inactivated substance in the organism is inactivated.

Es ist weiterhin von Nachteil, daß der Temperaturgradient mit flüssigem Stickstoff aufrechterhalten wird, da dies insbesondere hinsichtlich des Arbeitsschutzes zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erfordert.It is also disadvantageous that the temperature gradient is maintained with liquid nitrogen, since this requires additional safety measures, in particular with regard to occupational safety.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, orale Impfstoffe herzustellen, die, an Organismen angewendet, zu einem Schutz vor Infektionskrankheiten führen.The aim of the present invention is to produce oral vaccines which, when applied to organisms, lead to protection against infectious diseases.

Vorwiegend soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren TGE-Antigen zu einem oralen Impfstoff verarbeitet werden, der leicht in allen Zuchtbetrieben anwendbar ist und an tragende Sauen entsprechend eines Immunisierungsschemas ante partum verabreicht wird. P. vacc. werden vom Muttertier Schutzstoffe gebildet, die im Kolostrum und in der Milch angereichert auf die Saugferkel des Wurfes übertragen werden undbei diesen einen stabilen Immunschutz vorderTGE-Virusinfektion gewährleisten.Predominantly, the method according to the invention is intended to process TGE antigen into an oral vaccine which is easily applicable in all breeding operations and is administered to pregnant sows in accordance with an immunization scheme ante partum. P. vacc. Protective substances are formed by the dam, which in the colostrum and in the milk enriched are transferred to the suckling piglets of the litter and guarantee a stable immune protection against TGE virus infection.

Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, Aktivitätsverluste während der Verarbeitung des biologischen Materials zu dem oralen Impfstoff zu vermeiden, um das kostenaufwendige Antigen quantitativ in den applizierbaren Impfstoff zu überführen.It is a further object of the invention to avoid losses of activity during processing of the biological material to the oral vaccine in order to quantitatively convert the costly antigen into the administerable vaccine.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Realisierung einer optimalen Antigenkonzentration in der hergestellten Arzneiform. Der Virustiter im Präparat muß eine Festlegung der Dosis (in g) in üblichen, an Tiere applizierbaren Größen ermöglichen, wobei ein Mindesttiterzur Realisierung der Schutzwirkung eingehalten werden muß.Another object of the invention is the realization of an optimal antigen concentration in the prepared dosage form. The virus titer in the preparation must make it possible to determine the dose (in g) in customary sizes which can be administered to animals, whereby a minimum titer must be adhered to to achieve the protective effect.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, biologische Materialien, die erst im Dünndarm zur Wirkung kommen sollen, so In eine oral zu verabreichende Form zu bringen, daß weder während der Verarbeitu ng noch bei der Magenpassage ein Aktivitätsverlust auftritt.The object of the present invention is to bring biological materials that are to come into action only in the small intestine, so in an oral form that neither during the processing nor during the passage of the stomach a loss of activity occurs.

Außerdem ist es die Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens, TGE-Viren in einer Konzentration in die Endarzneiform einzuarbeiten, die eine Applikation durch Zusatz zu üblichen Futtermitteln ermöglicht.In addition, it is the object of the method according to the invention to incorporate TGE viruses in a concentration in the final form of the drug, which allows application by addition to conventional feeds.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das biologische Material in einen festen Träger inkorporiert wird, der aufgrundseiner Eigenschaften nichtmagensaftresistent überzogen werden braucht. Die Größe dereinzelnenTeilchen,In denen der Impfstoff inkorporiert ist, wird so gewählt, daß diese dem Magensekret keine zu große Angriffsfläche bieten, aber In vertretbarerZeh den Magen passiert haben. Fettpartikel sind etwa von einer Größe ab 1 mm als ausreichend magensaftresistent zu betrachten. Untersuchungen ergaben, daß auch Teilchen mit einem Durchmesser über2mm den Magen genügend schnell passieren. Damit konnten pharmazeutisch-technologische Verperlungsverfahren zur Anwendung kommen, die Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 2,0 mm liefern.According to the invention the object is achieved in that the biological material is incorporated into a solid support, which needs to be non-permeabilely coated because of its properties. The size of the individual particles in which the vaccine is incorporated is chosen so that they do not provide the gastric secretions too large a surface to attack but have passed the stomach in an acceptable manner. Fat particles of about 1 mm in size are considered to be sufficiently enteric-coated. Investigations showed that also particles with a diameter over 2 mm pass the stomach fast enough. Thus, pharmaceutical-technological Verperlungsverfahren could be used, which provide particles with a mean diameter of more than 2.0 mm.

Erfindungsgemäß wird das lyophilisierte oder das auf andere Weise in den festen Zustand versetzte, feinteilige, biologische Material in feste Träger derart inkorporiert, daß der Feststoff oder das Lyophilisat zu nächst in dem verflüssigten festen Träger disperglert wird. Erfindungsgemäß eignen sich als derartige Träger lipophile formbildende Massen, wie Fette, Fettgemische, Wachse, Wachsgemische oder Fett-Wachs-Gemische, die bei Zimmer- und Körpertemperatur fest sind, aber bei einer Temperatur schmelzen, die sich,zumindestin derZeit, in der sich das biologische Material in dem geschmolzenen Träger befindet, noch nicht schädigend auf das biologische Material auswirkt. Bei der Verarbeitung von TGE-Viren eignen sich z. B.In accordance with the present invention, the lyophilized or otherwise solidified, finely divided, biological material is incorporated into solid carriers such that the solid or lyophilisate is first dispersed in the liquefied solid carrier. According to the invention, lipophilic molding compositions, such as fats, fat mixtures, waxes, wax mixtures or fat-wax mixtures, which are solid at room and body temperature but melt at a temperature which, at least at the time in which the biological material is located in the molten carrier, yet not damaging to the biological material. In the processing of TGE viruses are z. B.

solche festen Träger, die einen Steigschmelzpunkt von 40-44⁰C und vorzugsweise von 42°C haben.those solid carriers having a slip melting point of 40-44 ⁰ C and preferably 42 ° C.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden nur geringe Portionen des in den festen Zustand überführten biologischen Materials mit einer entsprechenden MengeTrägermedium versetzt, um die Temperaturbelastung bzw. die Zeit, in der das biologische Material erhöhter Temperatur ausgesetzt ist, so gering als möglich zu halten. Daraus ergab sich eine diskontinuierliche Arbeiswelse.According to the method of the invention, only small portions of the solidified biological material have been spiked with an appropriate amount of carrier medium to minimize the exposure to temperature or the time the elevated temperature biological material is exposed. This resulted in a discontinuous Arbeiswelse.

In einem weiteren Verarbeitungsschritt wird die das biologische Material enthaltende Schmelze erfindungsgemäß in einem Kühlmedium, in dem das Trägermaterial nicht löslich ist, dispergiert, z. B. durch Vertropfen der Schmelze aus einer schmalen Öffnung in eine Säule, in der sich das Kühlmedium befindet. Die entstehenden Perlen können sich aufgrund eines bestehenden Temperaturgradienten verfestigen. Das Kühlmedium soll eine geringere Dichte als die Schmelze haben, jedoch soll das Absinken der Perlen so langsam erfolgen, daß eine Verfestigung der Schmelze möglich ist. Als Kühlmedium eigenen sich beispielsweise Ethanol, Wasser, Ethanol-Wasser-Mischungen oder ähnliche hydrophile Stoffe. Im Kühlbad befindet sich ein Auffangkorb, der die Entnahme der entstandenen Perlen ohne Zerstörung des Temperaturgradienten ermöglicht.In a further processing step, the melt containing the biological material is dispersed according to the invention in a cooling medium in which the support material is not soluble, z. B. by dripping the melt from a narrow opening in a column in which the cooling medium is located. The resulting beads can solidify due to an existing temperature gradient. The cooling medium should have a lower density than the melt, but the sinking of the beads should be done so slowly that a solidification of the melt is possible. For example, ethanol, water, ethanol-water mixtures or similar hydrophilic substances are suitable as cooling medium. In the cooling bath is a collection basket, which allows the removal of the resulting beads without destroying the temperature gradient.

Nach der Entnahme werden die Perlen durch einen Kattfuftstrom getrocknet und bis zur Verwendung in luftdich und vor Feuchtigkeit geschützten Gefäßen aufbewahrt.After removal, the beads are dried by a stream of Kattfuft and stored until use in airtight and moisture-protected vessels.

Ausführungsbeispielembodiment

27,0 g lyophilisierte, attenuierte und avirulente TGE-Vakzine mit einem Titer von ca. 10⁶⁰-10^6S KID₅₀Zg werden mit 1,35 g hydrophober hochdisperser Kieselsäure und 49,9 g getrockneter Lactose in einer Schlagkreuzmühle gemahlen. In Portionen von 30,0 g suspendiert man die Pulvermischung In der doppelten Menge einer Fettschmelze aus SS Teilen Zäpfchenmasse 15 und 5 Teilen Sonnenblumenhartfett. Diese Suspensionsschmelze wird aus einer schmalen Öffnung, z. B. einer Tropfpipette mit einem Fassungsvermögen von 2,5 ml und einer Austrittsöffnung von 1,2mm, mit einer mittleren Tropfgeschwindigkeit von 150Tropfen/min in ein Kühlbad, z.B. 70Vol.-%iges Ethanol, vertropft, daß Perlen eines Durchmessers von ca. 1,0—3,0 mm entstehen. Die Kontaktzeit mit der Kühlflüssigkeit sollte 30 min nicht überschreiten, dazu befindet sich Im Kühlbad ein Auffangkorb, der eine Entnahme der entstandenen Perlen ohne Aufhebung des Temperaturgradienten gestattet. Die aus der Kühlflüssigkeit entnommenen Formlinge werden auf Filterpapier ausgebreitet und durch Einblasen von Kaltluft getrocknet. Der Antlgentlter für diese Perlen beträgt 10^SO-1^SS 27.0 g of lyophilized, attenuated and avirulent TGE vaccines with a titre of about 10 ⁶⁰ -10 ^6S KID ₅₀ Zg are milled with 1.35 g of hydrophobic highly dispersed silicic acid and 49.9 g of dried lactose in a beater mill. In portions of 30.0 g, the powder mixture is suspended in twice the amount of a fat melt of SS parts of suppository mass 15 and 5 parts of sunflower hard fat. This suspension melt is from a narrow opening, z. B. a dropper pipette with a capacity of 2.5 ml and an outlet of 1.2 mm, with a mean dropping speed of 150 drops / min in a cooling bath, eg 70Vol .-% ethanol, dripped, that pearls of a diameter of about 1 , 0-3.0 mm arise. The contact time with the cooling liquid should not exceed 30 minutes, in addition there is a collecting basket in the cooling bath, which allows removal of the resulting beads without lifting the temperature gradient. The molded articles removed from the cooling liquid are spread on filter paper and dried by blowing in cold air. The tar getter for these beads is 10 ^SO -1 ^SS

Claims

1. A process for the preparation of oral vaccines, characterized in that sensitive biological | Materials to be effective only in the small intestine, into solid carriers which are insoluble and non-digestible in gastric juice and non-meltable at body temperature, but have a melting point which allows incorporation of the biological substance into the molten carrier at a temperature at which it no damage to the biological substance occurs, preferably in such solid carriers, which consist of lipophilic, forming masses, for. B. of a low melting temperature fat and a higher, are incorporated so that the carrier in liquid form, in which the biological material is homogeneously dispersed, in a suitable, for the biological material at least under the process conditions inert cooling medium is dispersed, that Beads of a diameter of 1-3mm and preferably more than 2 mm arise, with there is no or only a very small loss of activity of the biological material in the entire manufacturing process.

2. The method according to claim 1, characterized in that the dispersion of the vaccine-containing melt takes place by dripping from a narrow opening, wherein the beads formed due to a density difference between the cooling medium and the carrier containing the biological material in the cooling medium fall down and due to a existing temperature gradients solidify, and that a removal of the resulting beads without destruction of the temperature gradient is possible.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the sensitive biological material is a lyophilized, attenuated, avirulent TGE virus and that no titer waste occurs during its processing.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the TGE viruses in a carrier having a slip melting point of 40-44 ⁰ C and preferably of 42 ° C, are incorporated.

5. The method according to claim 1 and 4, characterized in that the lyophUisierte, attenuated, avirulent TGE vaccine strain is processed so that an addition to conventional feed is possible.