HU204126B - Method for lyophilizing under sterile circumstances - Google Patents

Description

A találmány steril körülmények közötti liofilizálő, azaz fagyasztásra szárítással történő eljárásra, valamint az említett eljárás megvalósítására alkalmas edényzetre vonatkozik. A találmány főleg biológiai és/vagy gyógyszerészeti anyagok szárítására alkalmas.

Biológiai és gyógyszerészeti anyagoknál gyakran szükség van arra, hogy ezeket a szubsztanciákat felhasználásukig teljesen szárazon tárolják. Az üyen érzékeny szubsztanciákhoz az esetek nagy részében csakis fagyasztásra szárítás útján lehet eljutni. Rendszerint fennáll még annak szükségessége is, hogy a szóban forgó anyagoktól a mikroorganizmusokat teljesen távol tartsák azért, hogy mind a biológiai anyagoknak mikrobák okozta bomlását, mind az alkalmazásuk soránlehetségesiofekciókatmegakadályozzák.

A biológiai és a gyógyszerészeti anyagok liofilizálása általában véve ismert (ásd: UJlmannsEnzyklopsdie dér Technischen Chemie, 3. kiadás, I. kötet, 556. oldalon és az ezt követő oldalakon). Emellett a szárított anyagnak mikroorganizmusokkal történő fertőződésének vagy másféle szennyeződésének megakadályozására számra költséges apparatív megoldást és eljárástechnikai szabályt is találunk.

így például gyógyszerkészítmények ampullákban vagy üvegecskékben történő szárításánál úgy járunk el, hogy a megfagyasztott anyagot tartalmazó üvegcséket baktériumszűrővel látják el és az üvegecskékben levő anyagot az első szárítási lépésben addig szárítják, amíg a megfagyott oldószer szublimációja befejeződik.

Ezután egy második szárítási szakasz, az úgynevezett útószárítás vagy maradványszárítás következik, melynek során az anyagban még visszamaradt maradéknedvességet távoÜtják el. Mivel ezt a második szárítási lépést többnyire egy különálló készülékben végzik, az ampullákat vagy a fiolákat ki kell venni az első készülékből és azokat a második szárítóberendezésbe kell elhelyezni, ami egy további -szennyeződés szempontjából érzékeny - munkafolyamat. Ennél a baktériumszűrőket eltávolítják és azokat gumidiafragmával és üreges tűvel ellátott alumíhiumsapkával helyettesítik. Az utószárítás a szárítani kívánt anyag tulajdonságaitól függően több napon át tart, ami után a szárítási teret enyhe túlnyomás alatt álló inért gázzal töltik fel és a diafragmanyílást valamilyen öntőmasszával lehetőleg gőzre nézve tömören lezárják.

Minthogy az ilyen módon végzett liofiiizálásnál a szublimáció sebessége csak mintegy fele a nyitottal szétterített anyagénak, a biológiai és a gyógyszerészeti anyagok fagyasztásos szárítását lemezeken, illetve lapokon is el lehet végezni steril körülmények között. Ennek során a szárítani kívánt anyag oldatát előbb sterilizálják, például sterilszűrőn át sterilre szűrik, majd steril körülmények között lapokra öntik és ismert módszerekkel liofilizálják. Ennél az eljárásnál azonban feltétel, hogy az egész liofilizálő berendezés sterilizálható legyen és ezen túlmenően követelmény még, hogy a szárítóberendezés környékét is csíramentesen (aszeptikusán) kell tartani.

Az elvégzett szárítás után szükséges, hogy az anyagot magában a szárítóberendezésben vagy annak környezetében valamilyen steril körülmények között végzett mechanikai eljárással eltávolítsák a lemezekről és az anyag tárolására is a sterilitási előírásokat kielégítő körülményeket kell biztosítani. Ez az eljárás így költséges berendezéseket és steril tereket, valamint a szárítani kívánt és a más megszárított anyaggal különös gondossággal végzett munkát követel meg, ami egészen a használatra kész kiszerelés végéig tart.

A jelen találmány célja ennél fogva a fentiekben vázolt nehézségek leküzdésével a köz számára egy olyan egyszerű eljárást biztosítani, melynek segítségével steril liofilizett anyagot kaphatunk anélkül, hogy a fentiekben említett és költséges sterilitási/sterilizálási követelményeknek - mind a szárítóberendezés, mind a berendezés körül levő térség tekintetében - eleget kellene tenni.

Ezt a célkitűzést a találmány szerint úgy érjük el. hogy a szárítani kívánt anyagot sterü körülmények kö20 zott bejuttatjuk egy edénybe, illetve tartályba, amely mikroorganizmusok számára áthatolhatatlanul zárható és annakhatároló falait -legalábbrészben - valamilyen mikroorganizmusok számára áthatolhatatlan, porózus, gőz formájában levő víz számára átjárható, 25 hidrofób membrán alkotja, továbbá hogy az edényt mikroorganizmusokra nézve áthatolhatatlanul ésnyomásállóan lezárjuk, különösen ragasztással vagy hegesztéssel, majd az anyagot közvetlenül az edényben a szokásos körülmények között végzett fagyasztásos 30 szárításnakvetjükalá.

A találmány azon a meglepő felismerésen alapszik, hogy az elvárásokkal .ellentétben az oldószermolekulák - különösen vízmolekulák - szublimációjával keletkező gőzáramot (amely a szárítani kívánt anyagból 35 a kondenzátor felé áramlik) a találmány szerinti eljárásban alkalmazott membrán csak mérsékelten akadályozza. így a membránnal körülvett anyag liofilezése meglepő módon közel azonos sebességgel megy végbe, mint a nyitottan történő, vagyis a csomagolással 40 körül nem vett anyag fagyasztva szárítása. A találmány szerint alkalmazott membránok olyan hidrofób membránok, melyek prózusak és egyrészt vízgőz számára átjárhatók, másrészt a pórusok olyan kicsinyek, hogy azokon mikroorganizmusok már nem képesek 45 átjutni. Ezen pórusok mérete előnyösen 5 0,5 pm, különösen < 0,2 pm. A találmány szerint előnyösen , olyan membránokat alkalmazunk, melyek még nedves állapotban is a mindenkori eljárási körülmények között is megfelelő szakítás! szilárdsággal rendelkeznek. 50 Egyébként a találmány szerinti eljárást kevésbé stabil membránokkal is meg lehet valósítani, ha ezeket valamilyen hordozóanyaggal megerősítjük, vagy mechanikailagnem vesszük őket túlzott mértékben igénybe.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott edény 55 falfelületének membránként megválasztott része a mindenkori körülményektől és a szárítási időtől függ és azt egy szakmában jártas személy egyszerű próbákkal könnyen meghatározhatja. A találmny szerinti eljárás egyik előnyös megvalósítási módja szerint az 60 egész falfelület membránfóliából áll, egy másik el2

HU 204126 Β őnyös kivitelezési mód értelmében a membránfólia felülete csupán kb. a tejes falfelület fele. Meglepő módon azonban a találmány szerinti eljárást még abban az esetben is előnyösen meg lehet valósítani, ha a membránfólía a teljes falfelületnek csupán 10%-át teszi ki.

cellulózszármazékokból, így cellulóz-acetátból készült féligáteresztő tulajdonságú papírok. A találmány szerint azonban még bizonyos polimervegyületekből, így politetrafluor-etilénből vagy polipropüénből készült fóliákat is használhatunk. Vízgőz számára átjárható membránként egészen különös módon alkalmasak a DIN 58 953 szabvány szerinti sterilizációs papírból készített fóliák és így az említett szabványban foglaltakat a jelen leírás részének kell tekinteni. A találmány további előnyös megvalósítási formáiban Goretex-membránokat vagy hasonlókat alkalmazunk, vagy a kereskedelemben szokásosan, beszerezhető fóliatömlőket, mint például a Vihuri OY cég (Wipack, Finnország) „Mediplast” néven forgalomba hozott termékét használjuk. Alkotórészeitől függetlenül bármilyen fóliamembránt alkalmazhatunk, amennyiben az kielégíti a DIN 58 953 szabványban megadott körülményeket a mikroorganizmusok át jutását megakadályozó pórusméretre C’Keimdichte”), a levegőáteresztő-képességre és különösen a szilárdságra vonatkozóan.

Az egyik előnyös megvalósítási forma szerint, a találmány szerinti eljárást egy tasakban vagy egy tömlőben valósítjuk meg, amely előnyösen kétféle falból készült. A kétféle fal a széleiken szilárdan és nyomásállóan össze van kötve, mimellett az egyik fal folyadékra nézve áthatolhatatlan anyagból áll, míg a másik falat a membrán alkotja.

A membránt és az edényt előnyösen hegesztéssel vagy ragasztással kötjük össze. A találmány értelméEgy további előnyös kivitelezési forma szerint a kád, illetve a kádalakú edény nedvességre nézve áthatolhatatlan műanyagból készült és annak előnyös falvastagsága 0,5-1 mm,

A leginkább alkalmas szárítási körülmények - így a nyomás, a hőmérséklet és az anyagmennyiség - esetenként a szárítani kívánt anyagtól, a membrán vastagságától, a membrán pórusainak számától és ezek méretétől függenek. Ezeket a paramétereket minden egyes anyagra és csomagolási rendszerre nézve a szokásos és egyszerű kipróbálással kell meghatározni.

A találmányt az alábbiakban néhány kivitelezési példa segítségével közelebbről megmagyarázzuk.

1, példa

Valamüyen membrán azon tulajdonságát, hogy mikroorganizmusokat müyen mértékben enged vagy nem enged át C’Keimdichte”) a DIN 58 953 szerint úgy vizsgáljuk, hogy mikroorganizmusokat viszünk fel vízcseppekben szuszpendálva egy próbadarabra, majd· a vízcsepp rászáradása után azt határozzuk meg, hogy a próbadarab alsó oldalára átjutottak-e a mikroorganizmusok, vagy sem.

A vizsgálni kívánt membránfóliából kb. 50 mm élhosszúságú négyzeteket vágunk ki. Ezeket a próbadarabokat sterilizáljuk, majd megszárítjuk. Ezután a sterü próbadarabokat külön-külön egy ugyancsak sterilizált lemezre rakjuk olymódon, hogy a próbadaraboknak azon oldala, amely a gyakorlati alkalmazás során fertőződhez vagy szennyeződhet, felül legyen. Ezekre a felfelé eső oldalakra próbadarabonként 5 csepp, cseppenként 0,1 ml térfogatú és 10⁶ -10⁷ csírát tartalmazó vízcseppet helyezünk el és így a membránokat beoltjuk. Ezt követően a próbadarabokat szobahőmérsékleten (20-25 ’C) és 40-60% relatív légnedvesség alatt tartjuk. A cseppeknek 6 órán belül teljesen be kell száradniok. Az egyes próbadarabokat a beoltott felületükkel felfelé vér-agar lemezre (1,5% agar) helyezzük úgy, hogy a fólia egész felülete érintkezzen az agaira. 5-6 másodperc múlva a papírt eltávolítjuk, majd a lemezeket 16-25 órán át és 37 ’Chőmérsékleten inkubálva tenyésztjük. Amennyiben az ilyen próbafóliákkal kezelt agarlemezeken tenyészet megjelenését és növekedését nem észlelünk, úgy a fólia mikroorganizmusokra nézve kellően tömör, vagyis „keimdicht”. A membránok ezen tulajdonságának vizsgálatára, különösen a vizsgálathoz szükséges mikroorganizmus-szuszpenziók készítésére, további adatokat megtudhatunk a DIN 58 953 számú szabvány 6. részében lírtakból.

2. példa

Tápoldatot készítünk 10 g peptonból, 5 g glükózból, 5 g nátrium-ldoridból, 0,084 g kálium-dihidrogénfoszfátból (KH₂PO₄), 0,187 g dinátrium-hidrogénfoszfát-dihidrátból [Na₂HPO₄ - víz (1/2)] éspirogénmentes vízből, hogy az össztérfogat 1 liter legyen. Ennek pH-ját 7,0 értékre beállítjuk, majd zárt, átszúrható palackban végsterüizálásnak vetjük alá.

A liofüizálni kívánt steril tápoldat befogadására egy sterü, átlátszó tasakot készítünk, amely egy átlátszó fóliából és egy megfelelő papírból áü. Ennek érdekében egy kereskedelemben beszerezhető, átlátszó és sterilizálható tasakfóliából indulunk ki, így a Wipak Medical cégSterü-KingR47 néven forgalmazott temrékéből. Ez egy tömló'alakú, vagyis mind a két oldalán összehegesztett, de egyébként nyitott cső, amely fel van tekercselve egy 400 mm szélességű görgőre. Ebből levágunk egy 800 mm hosszúságú darabot. Ennek a csőnek a két nyitott végét egy kereskedelmi forgalomban beszerezhető fóliahegesztő-készülékkel összehegesztjük és így egy tasakot kapunk. Ezt a tasakot ezután autoklávban, szűrőprogrammal 123 ‘C hőmérsékleten és 2 bar gőznyomás alatt sterilizáljuk, majd a már sterü tasakot a könnyebb kezelhetőség céljából egy nem sterü kádba helyezzük el olymódon, hogy az átlátszó fólia alul legyen. Az említett kád VA-lemezből készült, hossza 800 mm, szélessége 400 mm, magassága 30 mm. Mindezek után a steril tasakot egy úgynevezett „Laminar-Flowbox”-ban sterü körülmények k8zött egy dezinf iciált oüó segítségével megnyitjuk, nevezetesen a tasak egyik sarkát levágjuk, llymó3

HU 204126 Β dón a fólia és a papír között kb. 30 mm-es nyílás keletkezik. Ebbe egy steril csövet dugunk be és ezen keresztül l,51iter steril tápoldattalmegtöltjükatasakot, melyet azután - még mindig a Laminar-Flowboxban steril körülményekközött lezárunk Ezt úgy végezzük, hogy egy kereskedelemben szokásosan beszerezhető fóliahegesztő-készülékkel a sarkot hegesztéssel lezárjuk.

Az egész összeállítást (lemezkád, tasak és benne a steril tápoldat) ezután egy Edwards + Kniese cégtől származó, nem sterilizálható, a kereskedelemben szokásos áruként beszerezhető liofilizáló berendezésben (összfelület: 1,5 m²) egy -45 °C hőmérsékletre előhűtött lapon elhelyezzük és az oldatot megfagyasztjuk. Az oldat teljes megfagyása után, nem steril körülmények között, 13,3 Pa nyomás alatt és 22 ’C laphőmérsékleten elvégezzük a liofilizálást, majd a terméket 0,13 Pa nyomás alatt és továbbra is nem steril körülményekközött utánszárítási műveletnek vetjük alá. A teljesszárításiidőkb. 72óra.

A fentiek szerint kapott, az átlátszó sterilizálótasakban világosbarna színű por alakjában levő liofilizált terméket a tasakkal együtt egy Jaminar-FIowbox”-ba helyezzük és 1,5 liter steril vízben oldjuk. Ezt úgy csináljuk, hogy a papíroldalt a tervezett beszúrási helyen alkohollal dezinficiál juk, majd egy steril kanul és alkalmas steril fecskendő segítségével összesen 1,5 liter steril vizet juttatunk be a tasakba és a fagyasztva szárított anyagot oldjuk, majd az oldatot áttöltjük egy steril palackba. Az oldatot ezután 4 napon át 37 ’C hőmérsékleten tartva inkubáljuk, ezt követően az inkubált membránfilteres módszerrel meghatározzuk a mikrooranizmusok (csírák) számát.

Úgy találtuk, hogy a Iiofilizálási eljárással semmilyen csírát nem vittünk át az anyagba. -

Claims (10)

1. Eljárás különösen valamilyen biológiai vagy gyógyszerészeti anyagnak steril körülmények között * történő fagyasztásos szárítására (liofilizálására), azzal jellemezve, hogy a szárítani kívánt anyagot elhelyezzük egy olyan tartályban, melynek oldalai - legalább részben -valamüyenhidrofób, porózus, mikroorganizmusokszámára átjárhatatlan, de vízgőzszámára átjárható membránból állnak, majd az említett tartályt nyo5 másállóan lezárjuk és ezt követően a lezárt tartályban levő anyagot a szokásos körülmények között végzett fagyasztásos szárításnak (liofüezésnek) vetjük alá.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyanmembránt alkalmazunk, mélynekpórusmé10 rete^0,5pm.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan membránt alkalmazunk, melynek pórusmérete < 0(2. μηχ

4. Az 1-3. igénypontokbármelyike szerinti eljárás, 15 azzal jellemezve, hqgy membránként a DIN 58 953 szabványnak megfelelő tulajdonságokkal rendelkező fóliát alkalmazunk.

5. Az 1-4, igénypontokbármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy féligáteresztő papírból, elő20 pyösen cellulózbői és cellulózszármazékokból készült membrán alkalmazunk.

6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy cellulóz-acetátból készült membrán alkalmazunk

25

7. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy membránként valamilyen polimer vegyületből, előnyösen politetrafluor-etilénből vagy polipropilénbőlkészítettfóliát alkalmazunk

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás,

30 azzal jellemezve, hogy tartályként olyan tömlőt vagy tasakot használunk melynek előnyösen egy víz számára áthatolhatatlan fala és ehheznyomásállóan kapcsolódó további fala van, mely utóbbi membránként van kialakítva.

9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy tartályként palackot, ampullát vagy fiolát alkalmazunk, amely le van zárva a membránnal.

10. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy tartályként egy kádalakú edényt alkalmazunk amely a membránból álló fedéllel nyomásállóan összeköttetésben van.