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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine
Virusbeseitigung aus Flüssigkeitsströmen, insbesondere
aus Prozessströmen
in der biotechnischen und pharmazeutischen Industrie, ist seit einiger
Zeit praktiziert worden. Eine hohe Virusbeseitigung, ein starker
Produktstrom, ein kompletter Proteindurchgang und die Einfachheit
des Betriebs sind die Zielsetzungen des Betreibers, der Stand der
Technik bietet aber keine Lösung,
die alle diese Zielsetzungen erfüllt.
Da eine hohe Virusbeseitigung immer notwendig ist, sind es die anderen
Prozessziele, die darunter gelitten haben. Die Erfüllung dieser
anderen Zielsetzungen würde
die Prozesskosten wesentlich senken.
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Der
Stand der Technik bietet mehrere Membrantypen und Filtrationsmodi
zur Virusbeseitigung. Für eine
allgemeine Erläuterung
hinsichtlich des Standes der Technik, siehe Kapitel 20 von "Filtration in the
Biopharmaceutical Industry",
Marcel Dekker, Inc. (1988). Das Kapitel 20 trägt den Titel "Filtration and the
Removal of Viruses from Biopharmaceuticals".
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Eines
der bei der Filterung zur Diskussion stehenden Produkte war die
ViresolveTM-Produktlinie, hergestellt von
Millipore Corporation. Diese ist ein System, welches eine Verbund-Ultrafiltrationsmembran
in einer TSUS-Orientierung (TSUS = tight side-up-stream) in einer
Tangentialströmungs-Filtervorrichtung
(TFF = tangential flow filtration) anwendet.
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Das
US-Patent Nr. 5017292 offenbart
eine Technologie, die zur Herstellung des Viresolve-Produkts benutzt
wird. Sie stellt eine Verbundmembran bereit, mit einem porösen Membransubstrat,
einer dichten Seite (der Oberfläche
mit Poren kleineren Durchmessers) mit Ultrafiltrations-Trenneigenschaften,
und einer porösen Zwischenzone
zwischen dem Substrat und der Haut, wobei die Zwischenzone eine durchschnittliche
Porengröße aufweist,
die kleiner ist als die des Substrats. Die Zwischenzone ist frei
von Makro-Leerstellen,
welche die Haut zerreißen
können.
Die Verbundmembran ist fähig
zu einem Log-Reduktionswert (LRV) von mindestens 3 (99,9% Beseitigung)
von Viruspartikeln (kollektiv "Virus"), selektiv aus einer
Lösung.
Eine Begrenzung dieses Systems besteht darin, dass zur Erzielung
eines angemessenen Proteinlösungsflusses
ein komplexes Pumpsystem benötigt
wird, um wirksam in einem TFF-Modus zu arbeiten. Diese benötigte Komplexität führt zu erheblichen
Filtrationskosten.
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Es
sind zwar konventionelle Virus-Beseitigungsanwendungen von mehreren
Herstellern verfügbar,
sie können
aber auch nicht die oben dargelegten Ziele erreichen. In der Tat
benutzen sie entweder herkömmliche Ultrafiltrationsmembranen
in einer Einzelschicht-TSUS-Ausrichtung in einer TFF-Vorrichtung
oder in einer Hohlfaser-Ultrafiltrations-TFF-Vorrichtung. Ihnen fehlt auf ähnliche
Weise die Einfachheit der Anwendung und sie führen zu hohen Filtrationskosten.
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Normalströmungs-Filtrationsvorrichtungen
(NFF = normal flow filtration), auch als Totend-Filtrationsvorrichtungen
bekannt, sind derzeit zum Einsatz bei der Beseitigung von Viren
aus Prozessströmen
verfügbar. Tatsächlich stellt
Pall Corp., East Hills, New York, eine Totend-Virusbeseitigungsmembran
unter dem Warenzeichen Ultipore® DV50
(nachstehend als die "DV50" bezeichnet) und
dem Warenzeichen DV20 (nachstehend die "DV20")
her.
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Die
DV50 besteht aus drei Schichten einer isotropen, hautlosen, porösen Polyvinylidenfluorid("PVDF")-Membran. Dieses
Produkt hat zwar die gewünschten
Virusbeseitigungsfähigkeiten
und ist einfach in der Anwendung für eine umfangreiche Virusbeseitigung,
die isotrope Struktur der verwendeten Membranen begrenzt jedoch
ihre Permeabilität.
Eine niedrige Permeabilität
(Wasserpermeabilität
von 2 lmh/psi) erhöht
die Filtrationskosten. Dieses Produkt erfüllt aber auch nicht alle oben
dargelegten Zielsetzungen.
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Die
DV20 ist ein ähnliches
Produkt, ist aber für
eine Virusbeseitigung in geringem Umfang ausgelegt. Sie hat eine
Permeabilität
von 0,087 lmh/kPa (0,6 lmh/psi) mit IgG.
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Das
US-Patent Nr. 5736051 offenbart
eine PVDF-Membran und ein Verfahren zum Beseitigen von Viren aus
Lösungen.
Im einzelnen stellt sie eine isotrope, hautlose, poröse PVDF-Membran bereit. Es
ist anzunehmen, dass diese Membran in der DV50 und DV20 verwendet
wird.
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Das
US-Patent Nr. 5788862 offenbart
eine gehalterte Ultrafiltrationsmembran mit einer Hautbeschichtung.
In dem Patent wird die Membran in ihrem Einsatz in einer Doppelschichtkonfiguration
im NFF-Modus mit einer Hautbeschichtung beschrieben, um Viren aus
Proteinströmen
zu filtern. Es wurden zwar zufriedenstellende Niveaus der Virusbeseitigung
erreicht, der Proteindurchgang und -fluß war aber sehr gering: der
maximal offenbarte Fluß bei
IgG betrug 0,6 lmh/psi, und der maximale IgG-Durchgang betrug nur
84%.
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Zusätzlich zu
dem jenigen Stand der Technik, der mehrschichtige Virusbeseitigungsmembranen
bereitstellt, stellt der Stand der Technik auch mehrschichtige Ultrafiltrationsmembranen
bereit, bei denen mindestens eine Membran TSDS-ausgerichtet ist.
Das
US-Patent Nr. 4261834 stellt
zwei anisotrope Ultrafiltrationsmembranen bereit, die in Reihe positioniert
sind, wobei mindestens eine Membran neben mindestens einer anderen
Membran angeordnet ist, so dass im wesentlichen die gesamte Hautoberfläche einer
Membran in engem Kontakt mit im wesentlichen der gesamten Hautoberfläche der
anderen Membran steht. Diese Erfindung war aber auf die Maskierung
von Nadellocheffekten für
Ultrafiltrationsmembranen gerichtet, die zur Beseitigung von Proteinen
(Pyrogenen) aus wässrigen
Strömen
in einem Tangentialströmungs-Filtersystem
bzw. TFF-System eingesetzt wurden.
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EP-A-0083489 offenbart
ein Membransystem, das zum Filtern eines Fluids wie z. B. einer
Flüssigkeit, die
aus dem Fluid zu beseitigende Partikel wie z. B. Bakterien enthält, nützlich ist.
Das Membransystem umfasst mindestens zwei Elemente, die aus der
Gruppe ausgewählt
sind, die aus mindestens einem Vorfilter und mindestens einer porösen asymmetrischen
Membran besteht. Die asymmetrische Membran hat eine Haut oder eine
durchscheinende Seite und eine Halterung oder eine dunkle bzw. trübe Seite.
Die Membranen sind parallel zu und in engem Kontakt miteinander
angeordnet, so dass das Fluid durch jede Membran passiert. Die Bezugsschrift
beschreibt einen Blasenpunkt von 379,21 kPa (55 psi) für ein Einzelschicht-
und von 482,63 kPa (70 psi) für
ein Doppelschicht-Membransystem.
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US-A-5017292 offenbart
eine asymmetrische Membran und einen Prozeß zum Isolieren von Viren aus einer
Proteinlösung.
Die Membran ist eine Verbundmembran mit einem porösen Substrat,
einer Oberflächenhaut
mit Ultrafiltrationseigenschaften und einer porösen Zwischenzone zwischen der
Haut und dem Substrat. Die Hautoberfläche kann erforderlichenfalls
hydrophil gemacht werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Beseitigen
von Viren aus einer Flüssigkeit
bereitzustellen, die einen hohen Durchfluß bietet, starke Virusbeseitigungsfähigkeiten
aufweist und einen im wesentlichen kompletten Proteindurchgang bietet.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Beseitigen von
Viren aus einer Flüssigkeit
bereit, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, und ein Verfahren zum
Beseitigen von Viren aus einer Flüssigkeit, welches die Vorrichtung
der Erfindung anwendet.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Vorrichtung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Membran bereit, die zum Einsatz
in einer mehrschichtigen Virusbeseitigungsvorrichtung geeignet ist,
wobei die Membran eine dichte Seite, eine poröse Halterung und einen für eine Ultrafiltration
geeigneten Porengrößenbereich
aufweist, und wobei die Membran ferner dadurch gekennzeichnet ist,
dass sie eine asymmetrische Struktur hat, die im wesentlichen frei
von Makro-Leerstellen (leerstellenfrei) ist und Oberflächen aufweist,
die eine geringe Proteinbindung aufweisen, wenn sie einer mit Protein
beladenen Lösung
ausgesetzt sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Virusbeseitigungsvorrichtung mit
Filtrationsmaterial bereit und ist dadurch gekennzeichnet, dass
sie ein Vmax aufweist, das größer ist
als 10 ml/cm2, ein LRV > 6 und einen Proteindurchgang von > 98%, wenn sie mit
einer Suspension von mindestens 10 pfu/ml einer Bakteriophage Φ6 (Größe 78 nm)
und monoclonalem IgG mit einer Konzentration von 2,5 mg/ml bis zu
Volumen von 50 ml/cm2 eines getesteten Filters
beaufschlagt war. Vorzugsweise beträgt das Vmax mindestens 18 ml/cm2.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Prozeß zum Herstellen einer Polymer-Ultrafiltrationsmembran bereit,
die für
eine Virusbeseitigung geeignet ist, wobei der Prozeß das Auflösen eines
Polymermaterials in einem geeigneten Lösemittel, das Filtern und Entgasen
der Gießlösung, das
Erwärmen
der Gießlösung zu
deren Wolkenbildungspunkt, Gießen
der Lösung
auf ein Band, das über
eine im Wasser eingetauchte Gießtrommel läuft, wobei
die Lösung
eine kurze Verweilzeit auf der Trommel hat, Verwenden eines Messers,
um die Gießdicke
einzustellen, Aussetzen des gegossenen Films gegenüber trockener
Luft, Eintauchen des gegossenen Films in das Wasserbad, Extrahieren
der Membran aus dem Wasserbad und Hydrophilisieren der Membran in einer
Monomerlösung.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Es
zeigen:
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1 eine
SEM einer Schicht einer Membran, wie sie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Diese Schicht ist repräsentativ
für eine
hochintegre Ultrafiltrationsmembran,
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2 einen
Schnitt durch ein Gehäuse
vom "Granaten"-Typ, das in der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
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3 eine
graphische Darstellung der Performance und der Proteinbeseitigung
einer Einzelschicht- und Doppelschicht-Virusbeseitigungsvorrichtung
mit einer Verbundmembran als Filtrationsmaterial.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
besteht ein eindeutiger Bedarf an Filtrationsmaterialien und -vorrichtungen,
welche Viren mit hohen Log-Reduktionswerten
(LRV) beseitigen, wobei sie einen im wesentlichen kompletten Durchgang
des Proteinprodukts aufweisen und mit hohen Durchfluß arbeiten.
Ferner besteht ein Bedarf daran, dass solche Materialien und Vorrichtungen
einfach zu bedienen sind, vorzugsweise im NFF-Modus.
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Sofern
nicht anders definiert, sind in dieser Anmeldung verwendete Begriffe
in Übereinstimmung
mit der Veröffentlichung
aufzufassen, die den Titel "Terminology
for membranes and membrane processes" trägt, der
unter der Federführung
der INTERNATIONAL UNION OF PURe AND APPLIED CHEMISTRY (IUPAC) erstellt
wurde und sich unter http:/www.che.utexas.edu/nams/IUPAC/iupac.html
findet.
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Das
vorliegende erfindungsgemäße Filtrationsmedium
kann in geeigneten Filtern, Filterpatronen und dgl. eingesetzt werden.
Natürlich
kann hinsichtlich der ausgezeichneten Beseitigungseffizienz des
vorliegenden erfindungsgemäßen Filtrationsmediums
sowie seiner geringen Neigung zu Proteinadsorption das vorliegende
erfindungsgemäße Filtrationsmedium
in Totend-Filtrationsanwendungen sowie in Tangentialströmungs-,
Querströmungs-
und dynamischen Filtrationsanwendungen angewandt werden.
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Für die Zwecke
dieser Erfindung ist eine "hochintegre
Ultrafiltrationsmembran" eine
asymmetrische Ultrafiltrationsmembran, die im wesentlichen frei
von Makroleerstellen ist und einen minimalen automatisierten Rampen-Blasenpunkt
(APB) von 599,84 kPa (87 psi) erreicht, wenn sie in einer TSDS-Ausrichtung
getestet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird Protein minimal an den Oberflächen des Filtrationsmaterials
der vorliegenden Erfindung gebunden.
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Für die Zwecke
dieser Erfindung bedeutet eine "Vorfilterschicht" ein Material, das
zum Filtern von Stoffen aus dem zu behandelnden Strom verwendet
wird, mit der Zielsetzung, den Durchsatz der Filtervorrichtung zu
erhöhen.
Eine solche Vorfilterschicht würde
typischerweise eine geringere virale Retention aufweisen als die
stromaufwärtige
Schicht des mehrschichtigen Ultrafiltrationsmaterials der vorliegenden
Erfindung.
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Für die Zwecke
dieser Erfindung umfasst ein "mehrschichtiges
Membranfiltrationsmaterial" Membranen
mit einem minimalen Abstand zwischen ihnen, und umfasst Membranen
mit einem messbaren Abstand zwischen ihnen, einschließlich separater
Gehäuse.
Die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine, bei der die Schichten der mehrschichtigen
Membran übereinander
geschichtet und in dem gleichen Gehäuse enthalten sind.
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Das
vorliegende erfindungsgemäße Filtrationsmedium
ist erwartungsgemäß von besonderem
Nutzen in Filterelementen wie Filterpatronen, die Durchschnittsfachleuten
bekannt sind. Bevorzugte Filterelemente, welche das vorliegende
erfindungsgemäße Filtrationsmedium
anwenden, umfassen das vorliegende erfindungsgemäße Filtrationsmedium in Lagenform,
wobei die Schichten der Membran übereinandergeschichtet sind
und mit einer thermoplastischen Dichtung innerhalb eines Gehäuses, wie
z. B. den MillexTM-Filterpatronen, vertrieben
von Millipore Corporation, verbunden sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird vorzugsweise in flacher Lagenform verwendet,
ist aber auch geeignet zur Anwendung in gefälteter Form in einem Filterelement,
so dass sie einen großen
Membran-Oberflächenbereich
für das
Volumen des Filterelements bereitstellt. In diesem Format gibt es
ein kapselartiges Gehäuse
wie z. B. das Gehäuse,
das üblicherweise
mit dem OpticapTM-Filter, vertrieben von
Millipore Corportion, eingesetzt wird. Das Filterelement kann ein
einzelnes Filtrationsmedium der vorliegenden Erfindung umfassen,
oder kann mehrere solche aneinanderhaftende Filtrationsmedien umfassen.
Die anderen Aspekte des Filterelements können von irgendeinem geeigneten
Aufbau sein und aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt
sein. Das Filterelement kann mittels Techniken aufgebaut sein, die
im Stand der Technik bekannt sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Schichten des Filtrationsmaterials
im wesentlichen ähnlich.
Vorzugsweise bestehen die Membranen aus Polyethersulfon oder regenerierter
Cellulose. Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist, wenn das Filtrationsmaterial
eine Verbundmembran ist. Durchschnittsfachleute können andere
Materialien auswählen,
die zur Auswahl oder zur Herstellung des Filtrationsmaterials der
vorliegenden Erfindung geeignet sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die stromaufwärtige
Schicht des Filtrationsmaterials eine hochintegre Ultrafiltrationsmembran.
Vorzugsweise sind alle Membranschichten des Filtrationsmaterials
hochintegre Ultrafiltrationsmembranen.
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In
der vorliegenden Erfindung hat die Vorrichtung ein Filtrationsmaterial,
das drei Schichten aufweist, und die drei Schichten sind TSDS-orientiert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
hat die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, das
zur Aufnahme von Flüssigkeit
aus einer Spritze geeignet ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für eine Totend-Filterung ausgelegt.
Vorzugsweise ist das Gehäuse
dieser Vorrichtung eine Kapsel. In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse zur Aufnahme des Filtrationsmaterials
in Scheibenform ausgelegt und kann wieder verwendet werden.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter.
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Beispiel 1
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Das
folgende Beispiel betrifft eine Polymer-Ultrafiltrationsmembran, die für das mehrschichtige
Virusbeseitigungsmaterial der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Es ist ein Beispiel einer hochintegren Ultrafiltrationsmembran.
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Eine
Ultrafiltrationsmembran wurde durch Auflösen von 17–22 Gew.-% von Radel A 200,
einem von Amoco Chemicals aus Alpharetta, GA hergestellten Polyethersulfon
in einem Gemisch von Triethylenglycol ("TEG")
und N-Methylpyrrolidon ("NMP") in einem Verhältnis von
TEG/NMP von 1,8 hergestellt, die Lösung wurde dann gefiltert und
entgast. Man beachte, dass der erwartete Wolkenpunkt der Lösung beim
Erwärmen bei
50°C auftritt.
Die Lösung
wurde dann auf ein 0,0381 mm (0,0015 Inch) dickes Mylarband gegossen,
das über
eine in Wasser eingetauchte Gießtrommel
lief, die auf 57°C
gehalten wurde, wobei eine Rakel verwendet wurde, um die Gießdicke auf
etwa 200 μm
einzustellen, wobei nur etwa 12,7 mm (1/2 Inch) der gegossenen Schicht
vor dem Eintauchpunkt in das Wasserbad trockener Luft ausgesetzt
wurde. Die Gießgeschwindigkeit betrug
4,572 bis 9,144 m/min (15 bis 30 ft/min).
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Die
gebildete Membran wird durch Passieren zusätzlicher Wasserbäder extrahiert
und mittels einem Beaufschlagungstrockner mit einer Lufttemperatur,
die auf etwa 70°C
eingestellt ist, getrocknet. Die Membran wird dann hydrophilisiert,
indem sie durch eine Lösung
von Sartomer 9035 läuft.
Die befolgte Hydrophilisierungsprozedur war die durch das
US-Patent Nr. 4618533 offenbarte.
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Das
Sartomer 9035 ist ein alkoyliertes wasserlösliches Triacrylat, hergestellt
von Sartomer Chemical Co., West Chester, PA. Die Monomerlösung umfasst
das in einem Gemisch von Igracure 2959, Aceton, Hexylenglycol(4-methyl-2-2,4-pentanediol MPD)
und Wasser mit den folgenden Gewichtsprozenten aufgelöstes Monomer:
[3,0/0,25/2,0/25,0/69,75]. Igracure 2959 ist ein 4-(2-Hydroxyethoxy)penyl-(2-hydroxy-2-propyl)-keton
und ist von Ciba Additives, Tarrytown, NY erhältlich.
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Die
Monomerlösung
benetzte die Membran vollständig,
die dann einer UV-Strahlung ausgesetzt wurde, um zu polymerisieren
und eine hydrophile Beschichtung auf den Oberflächen der Membran zu vernetzen. Nach
einer zusätzlichen
Extraktion in Wasser und einer Trocknung wird eine Ultrafiltrationsmembran
gewonnen, die typischerweise eine Wasserdurchlässigkeit von 7,253–29,011
lmh/kPa (50–200
lmh/psi) aufweist, wenn sie in einer Schicht getestet wird.
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Die
Membran hat vorzugsweise einen Isopropylalkohol (IPA) automatisierten
Rampen-Blasenpunkt (AMP) größer als
613,63 kPa (89 psi), wenn sie in TSDS-Orientierung mit einem von
PMI, Ithaca, NY hergestellten Porometer getestet wird. Für das ABP-Testverfahren
wird das BP mit einem plötzlichen Übergang
zwischen einem niedrigen Pegel von "zufällig
diffundierten" Blasen,
die unterhalb des BP vorkommen, und einem Blasenausdruck, der an
dem BP vorkommt, registriert. Dieser Übergang war bei der vorliegenden
Erfindung sehr klar.
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1 zeigt
ein SEM dieser Membran. Sie zeigt eine Ultrafiltrationsmembran mit
dichter Seite, die eine hochintegre Ultrafiltrationsmembran nach
obiger Definition ist. Sie ist zumindest als stromaufwärtige Schicht zu
verwenden, wird aber natürlich
vorzugsweise in allen Schichten des Filtrationsmaterials der vorliegenden Erfindung
verwendet. Zur Virusbeseitigung gemäß der vorliegenden Erfindung
hat die stromaufwärtige
Schicht eine TSDS-Ausrichtung
mit der/den folgenden Schicht(en), die sich in TSDS-Ausrichtung
befinden. Die Membrankonfiguration umfasst drei Schichten (TSDS/TSDS/TSDS)
oder mehrere Schichten in ähnlichen
Anordnungen, wobei die Nomenklatur in Klammern sich auf die Orientierung
einzelner Schichten bezieht, wobei die stromaufwärtige Schicht zuerst aufgeführt ist.
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Als
Beispiel wurde eine Dreischicht-Konfiguration (TSDS/TSDS/TSDS) einer
Membran, die nach obiger Beschreibung erstellt wurde, gezeigt, wobei
sie Viren vollständig
zurückhielt,
wie durch die absolute Beseitigung von Bakteriophagen ϕ6
(Größe 78 nm)
demonstriert wurde, wenn sie mit einer Suspension von mindestens
10 pfu/ml bis zu Volumen von 50 ml/cm2 getesteten
Filters beaufschlagt wurde. Es wurde kein Virus stromab des 3-Schicht-Filters
weder in reiner Pufferlösung
noch bei Präsenz
von monoklonalem IgG mit einer Konzentration von 2,5 mg/ml erfasst.
Der IgG-Durchgang betrug > 98%.
Der durchschnittliche Prozessfluss bei Präsenz von IgG betrug etwa 2,9
lm/kPa (20 lmh/psi) im Durchschnitt über das volle gefilterte Volumen
(–20 ml/cm2).
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Die
Schichten hatten eine 47 mm-Scheibenform und wurden in einem von 2 dargestellten
Gehäuse
geschichtet. Es ist kein Verkleben oder Bonden der Schichten der
vorliegenden Erfindung notwendig. Der Umfang des Filtrationsmaterials
muß jedoch
gesichert werden, um zu gewährleisten,
dass Fluid nur durch die Membran strömt. Das Gehäuse 12 enthielt die
stromaufwärtige
Schicht 14, die Zwischenschicht 16 und die dritte
oder stromabwärtige
Schicht 18. Um zu gewährleisten,
dass Fluid in den Einlaß 20,
durch die Membranen und durch den Auslaß 22 floß, wurden
zwei O-Ringe 24 und 26 in das Gehäuse eingesetzt.
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Dieses
Beispiel stellt eine umfangreiche Virusbeseitigung durch die vorliegende
Erfindung dar und zeigt, dass eine wesentliche Beseitigung großer Viren
bei einem starken Prozessfluss mit einem erheblichen Durchgang von
relativ großen
Proteinen wie z. B. IgG möglich
ist. Ein vergleichbares, auf dem Markt erhältliches Produkt, DV50, erreicht
einen geringen Durchfluß von
nur 0,29 lmh/kPa (2 lmh/psi) unter ähnlichen Bedingungen. Die vorliegende
Erfindung ist auf eine umfangreiche Virusbeseitigung mit starken
Prozessflüssen gerichtet,
d. h. 0,725 lmh/kPa (5 lmh/psi) Vorzugsweise beträgt der Prozessfluss > 1,45 lmh/kPa (10 lmh/psi). Noch
bevorzugter beträgt
der Prozessfluss > 2,901
lmh/kPa (20 lmh/psi).
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Beispiel 2
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Die
in Beispiel 1 beschriebene Membran wurde als gefaltete Patrone hergestellt.
Eine vollständige
Beseitigung von ϕ6-Virus zeigte sich, wenn eine gefaltete
Patrone, die aus drei Schichten (Ausrichtung TSDS/TSDS/TSDS) der
Membran hergestellt war, die wie im obigen Beispiel beschrieben
gestellt wurde, mit einer Virussuspension von etwa 107 pfu/ml
beaufschlagt wurde. Die Patronen hatten jeweils einen effektiven
Oberflächenbereich
von 4900 cm2, und es wurden 4 Liter Virussuspension
als Beaufschlagungslösung
verwendet. Es wurde kein Virus stromab der drei Patronen, die getestet
wurden, erfasst. Der durchschnittliche Prozessfluss betrug etwa
2,61 lmh/kPa (18 lmh/psi) und stimmte im wesentlichen mit dem beim
Testen von flach geschichteten Membranen beobachteten Fluß überein.
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Beispiel 3
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Eine
Verbundmembran mit regenerierter Zellulose (als Ultracell
TM-Membran von Millipore Corporation vertrieben
und als Katalog Nr. PLCXK aufgeführt),
die mit 300 kDa nominalem Molekulargewicht genormt war, wurde in
einem Virus-Retentionstest
in 1, 2 und 3 Schichten jeweils in TSDS-, TSDS/TSDS- und TSDS/TSDS/TSDS-Ausrichtung
verwendet. Ein Modell-Bakteriophag (Größe 28 nm) ϕX174 wurde
in einem Sorensen-Puffer mit einem Beaufschlagungspegel von etwa
107 pfu/ml benutzt. Die Filterung wurde mit 68,947 kPa (10 psi)
vorgenommen, und es wurden 250 ml Filtrat aus jedem 47 mm-Halter gesammelt
(siehe
2). Der Durchfluß und LRV wurden gemessen.
Der Durchfluß war
nur etwas geringer als die aus einer bekannten Wasserdurchlässigkeit
für diese
Membran geschätzten
Wasserdurchflusswerte. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse des Tests
der Membran aus regenerierter Zellulose mit einer Anzahl von Schichten. Tabelle 1
| Schichten
Ausrichtung LRV | von ϕX174 | Durchfluß-lmh/kPa
(lmh/psi) |
| 1
TSDS
2 TSDS/TSDS
3 TSDS/TSDS/TSDS | 4,9
> 6,9
> 6,9 | 23,21
(160)
9,28 (64)
6,96 (48) |
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Beispiel 4
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Eine
25 mg/ml-Lösung
eines monoklonalen Antikörpers
(Mab, molare Masse etwa 160 kDa) in Tris-HCl-Puffer wurde mit einem
Modell-Bakteriophagen (Größe 28 nm)
FX174 bei einem Beaufschlagungspegel von etwa 107 pfu/ml beaufschlagt.
Die Lösung
wurde mit 206,84 kPa (30 psi) durch 47 mm-Scheiben einer Verbund-Ultrafiltrationsmembran
gefiltert, die gemäß dem
US-Patent Nr. 5017292 hergestellt
und unter dem Warenzeichen Viresolve
TM durch
Millipore Corporation vertrieben wird. Es wurde ein Gegenüberstellungsvergleich
vorgenommen. Ein Halter enthielt eine Membranschicht in TSDS-Ausrichtung und ein
anderer Halter enthielt 2 Membranschichten in TSDS/TSDS-Ausrichtung.
Während
des Filtervorgangs wurden mehrere Male das Filtratvolumen, die Zeit,
die Viruskonzentration und monoklonale Antikörper im Filtrat gemessen. Der Durchfluß, das Virus-LRV
und der MAb-Durchgang
wurden berechnet.
3 zeigt die sich ergebenden
Werte für
den Durchfluß und
das Virus-LRV. Der MAb-Durchgang (in
3 nicht
gezeigt) betrug > 98%
für alle
Werte, die an Punkten gemessen wurden, die denjenigen der
3 entsprechen.
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Dieses
Beispiel stellt eine Beseitigung kleiner Viren durch die vorliegende
Erfindung dar und zeigt, dass eine Beseitigung von im wesentlichen
allen kleinen Viren bei einem hohen Prozessfluss mit einem wesentlichen
Durchgang von relativ großen
Proteinen, wie z. B. IgG möglich
ist. Ein auf dem Markt erhältliches vergleichbares
Produkt, DV20, erreicht nur einen geringen Durchfluß, nur 0,6
lmh/psi unter ähnlichen
Bedingungen. Die vorliegende Erfindung ist auf die Beseitigung von
kleinen Viren bei hohen Prozessflüssen, d. h. > 0,29 lmh/kPa (2 lmh/psi)
gerichtet. Vorzugsweise beträgt
der Prozessfluss > 0,43
lmh/kPa (3 lmh/psi). Noch bevorzugter beträgt der Prozessfluss > 0,58 lmh/kPa (4 lmh/psi).