KR101643918B1

KR101643918B1 - 미세 액화를 위한 상호작용 및 배압 챔버의 배치

Info

Publication number: KR101643918B1
Application number: KR1020127017217A
Authority: KR
Inventors: 해랄드 뤼클; 한노 셰프지크
Original assignee: 노파르티스 아게
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2016-07-29
Also published as: WO2011067672A2; NZ600254A; SI2506833T1; ES2393182T5; CN102740832A; PL2380558T5; CN102740832B; EP2506833B1; JP2015145007A; RS52565B; CL2012001398A1; MX2012006214A; HRP20120965T1; KR20140133961A; EA031593B1; PT2380558E; KR20120102736A; EP2380558B1; SG10201501613SA; BR112012013426B1

Abstract

수-중-유 에멀션을 제조하기 위한 개선된 방법은 상호작용 챔버가 복수의 Z-형 채널들을 배압 챔버의 상류에 포함하는 미세 액화 장치를 사용하는 것을 포함한다.

Description

미세 액화를 위한 상호작용 및 배압 챔버의 배치{ARRANGING INTERACTION AND BACK PRESSURE CHAMBERS FOR MICROFLUIDIZATION}

본 출원은 2009년 12월 3일에 출원된 미국 임시 특허출원 61/283,548호의 권리를 주장하며, 그것의 전체적인 내용은 모든 목적에 대해 본원에 포함된다.

기술분야

본 발명은 미세 액화(microfluidization)에 의한 백신을 위한 수-중-유 에멀션 보조제의 제조 분야에 관한 것이다.

'MF59'[참고문헌 1-3]로 알려져 있는 백신 보조제는 스쿠알렌, 폴리소르베이트 80(트윈 80으로도 알려져 있다), 및 소르비탄 트리올레에이트(Span 85로도 알려져 있다)의 초미세 수-중-유 에멀션이다. 그것은 또한 시트레이트 이온, 예를 들어 10mM 시트르산 나트륨 완충제를 포함할 수 있다. 부피를 기준으로 에멀션의 조성은 약 5% 스쿠알렌, 약 0.5%의 트윈 80 및 약 0.5% Span 85일 수 있다. 보조제 및 그것의 제조는 참고문헌 4의 제 10장, 참고문헌 5의 제 12장 및 참고문헌 6의 제 19장에서 더 상세하게 설명된다.

참고문헌 7에서 설명되는 것과 같이, MF59는 Span85를 스쿠알렌 상에, 트윈 80을 수성 상에 분산시키고, 그것을 고속 혼합하여 거친 에멀션을 형성함으로써 상업적 규모로 제조된다. 이 거친 에멀션이 다음에 미세 액화 장치(microfluidizer)를 반복적으로 통과함으로써 균질한 오일 방울 크기를 가지는 에멀션이 제조된다. 참고문헌 6에서 설명되는 것과 같이, 다음에 미세 액화된 에멀션은 0.22㎛의 막을 통해 여과되어 어떠한 큰 오일 방울이 제거되고, 결과의 에멀션의 평균 방울 크기는 최소한 3년 동안 4℃에서 변화되지 않고 유지된다. 최종 에멀션의 스쿠알렌 함량은 참고문헌 8에서 설명되는 것과 같이 측정될 수 있다.

수-중-유 에멀션은 오일 방울들을 함유한다. 이들 에멀젼에 함유된 큰 오일 방울은 응집을 위한 핵화 부위로서 작용할 수 있고, 이것은 저장 동안 에멀션 변성을 가져온다.

본 발명의 목적은 미세 액화된 수-중-유 에멀션(예를 들어, MF59)의 또 다른 개선된 제조 방법, 특히 상업적 규모에 사용하기에 적당하고, 큰 입자를 적게 가진 에멀션을 제공할 수 있는 개선된 미세 액화를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 미세 액화 장치를 통해서 제 1 평균 오일 방울 크기를 갖는 첫 번째 에멀션을 통과시켜 제 1 평균 오일 방울 크기보다 작은 제 2 평균 오일 방울 크기를 갖는 두 번째 에멀션을 형성하는 것을 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법을 제공한다. 미세 액화 장치는 복수의 Z-형 채널을 포함하는 상호작용 챔버들과 적어도 하나의 채널을 포함하는 보조 처리 모듈을 포함하며, 상기 보조 처리 모듈은 상호작용 챔버의 하류에 위치된다.

첫 번째 에멀션은 제 1 압력으로 상호작용 챔버에 도입될 수 있고, 두 번째 에멀션은 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 보조 처리 모듈을 빠져나갈 수 있다. 한 구체예에서, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 80 내지 95%가 상호작용 챔버를 가로질러 강하되고, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 5 내지 20%가 보조 처리 모듈을 가로질러 강하된다.

또한, 본 발명은 미세 액화 장치를 통해서 제 1 평균 오일 방울 크기를 갖는 첫 번째 에멀션을 통과시켜 제 1 평균 오일 방울 크기보다 작은 제 2 평균 오일 방울 크기를 갖는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법을 제공한다. 미세 액화 장치는 복수의 채널들을 포함하는 상호작용 챔버와 복수의 채널들을 포함하는 보조 처리 모듈을 포함한다.

첫 번째 에멀션이 (i) 제 1 압력으로 상호작용 챔버에 도입될 수 있고, 두 번째 에멀션이 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 보조 처리 모듈을 빠져나갈 수 있거나; 또는 첫 번째 에멀션이 (ii) 제 1 압력으로 보조 처리 모듈에 도입될 수 있으며, 제 2 에멀젼이 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 상호작용 챔버를 빠져나갈 수 있다. 한 구체예에서, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 80 내지 95%가 상호작용 챔버를 가로질러 강하되고, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 5 내지 20%가 보조 처리 모듈을 가로질러 강하된다.

하기 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 첫 번째 에멀션은 5000nm 또는 그 미만의 평균 오일 방울 크기, 예를 들어 300nm 내지 800nm의 평균 크기를 가질 수 있다. 첫 번째 에멀션 중의 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수는 하기 설명된 것과 같이 5×10¹¹/ml 또는 그 미만일 수 있다. 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울은 그것들이 방울들의 응집 및 합체로 인해 에멀션의 불안정성을 유발할 수 있기 때문에 유익하지 않다[14].

첫 번째 에멀션은 형성 후 다음 단계로, 최소한 1회의 미세 액화가 수행되어 작아진 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션이 형성된다. 하기 설명되는 것과 같이, 두 번째 에멀션의 평균 오일 방울 크기는 500nm 또는 그 미만이다. 크기가 1.2㎛보다 큰 두 번째 에멀션 중의 오일 방울의 수는 하기 설명된 것과 같이 5×10¹⁰/ml 또는 그 미만일 수 있다. 이런 특성을 달성하기 위해서는 미세 액화 장치를 에멀션 성분이 여러 번, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7회 통과하는 것이 필요할 수 있다.

다음에, 두 번째 에멀션은, 예를 들어 친수성 폴리에테르술폰 막을 통해 여과될 수 있고, 이로써 백신 보조제로서 사용하기에 적당할 수 있는 수-중-유 에멀션이 얻어질 수 있다. 여과 후 수-중-유 에멀션의 평균 오일 방울 크기는 220nm 이하, 예를 들어 135 내지 175nm, 145 내지 165nm 또는 약 155nm일 수 있다. 여과 후에 생성된 수-중-유 에멀션에 존재하는 1.2㎛보다 큰 크기를 갖는 오일 방울의 수는 5×10⁸/ml 또는 그 미만, 예를 들어 5×10⁷/ml 또는 그 미만, 5×10⁶/ml 또는 그 미만, 2×10⁶/ml 또는 그 미만 또는 5×10⁵/ml 또는 그 미만일 수 있다.

여과 후에 형성된 최종 수-중-유 에멀션은 첫 번째 에멀션과 비교하여 1.2㎛보다 큰 크기를 갖는 오일 방울을 최소한 10²배 더 적게 가질 수 있고, 이상적으로는 최소한 10³배 더 적게 가질 수 있다(예를 들어, 10⁴배 더 적다).

어떤 구체예에서, 단계 (i)과 (ii)의 주기가 1회 이상 사용된 후 단계 (iii)이 사용된다. 유사하게, 개별적 단계 (i)과 (ii)가 다수 반복되어 사용될 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 방법은 20 내지 60℃에서, 이상적으로는 40±5℃에서 수행된다. 첫 번째와 두 번째 에멀션 성분들이 상대적으로 고온에서 안정하긴 하지만, 여전히 일부 성분들의 열 파괴가 일어날 수 있고, 따라서 더 낮은 온도가 바람직하다.

에멀션 성분

평균 오일 방울 크기(즉, 에멀션의 오일 방울의 수평균 직경)은 동적 광 산란 기술을 사용하여, 참고문헌 13에서 설명된 대로 측정될 수 있다. 동적 광 산란 측정기의 실례는 Nicomp 380 Submicron Particle Size Analyzer(Particle Sizing Systems사)이다.

1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 입자의 수는 Accusizer™ 770(Particle Sizing Systems사)과 같은 입자 계수기를 사용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 방법은 수-중-유 에멀션의 제조를 위해 사용된다. 이들 에멀션은 3가지의 핵심 성분, 즉 오일, 수성 성분, 및 계면활성제를 포함한다.

에멀션은 약제학적 용도에 대해 의도된 것이므로, 오일은 전형적으로 체내에서 분해될 수 있고 (대사가능) 생체에 적합한 것이다.

사용된 오일은 스쿠알렌, 즉 분지 불포화 테르페노이드(C₃₀H₅₀; [(CH₃)₂C[=CHCH₂CH₂C(CH₃)]₂=CHCH₂-]₂; 2,6,10,15,19,23-헥사메틸-2,6,10,14,18,22-테트라코사헥사엔; CAS RN 7683-64-9)인 상어 간유이다. 스쿠알렌은 특히 본 발명에 사용하기에 바람직하다.

본 발명의 오일은 오일의 혼합물(또는 조합), 예를 들어 스쿠알렌과 최소한 하나의 추가 오일을 포함할 수 있다.

스쿠알렌을 사용하는 것 외에(또는 그것에 더불어) 에멀션은, 예를 들어 동물(예를 들어, 물고기) 또는 식물 공급원으로부터의 것을 아우르는 오일(들)을 포함할 수 있다. 식물성 오일에 대한 공급원은 땅콩, 씨앗 및 곡물을 포함한다. 땅콩 기름, 대두유, 코코넛 오일, 및 올리브유가 있으며, 가장 흔하게 사용할 수 있는 것의 예를 들면 땅콩 기름이다. 호호바 콩으로부터 얻어지는 호호바 오일도 사용될 수 있다. 씨앗 기름으로는 해바라기 오일, 면실유, 참기름 등이 있다. 곡물 군으로는 옥수수 기름이 가장 쉽게 사용되는 것이지만, 다른 곡식이 되는 곡물, 예를 들어 밀, 귀리, 호밀, 쌀, 테프, 라이밀 등의 오일도 또한 사용될 수 있다. 글리세롤과 1,2-프로판디올의 6 내지 10개 탄소 지방산 에스테르는 자연적으로 씨앗 기름에서 발생하는 것은 아니지만, 땅콩 및 씨앗 오일로부터 출발하여 적절한 물질의 가수분해, 분리 및 에스테르화에 의해 제조될 수 있다. 포유류의 우유로부터의 지방과 오일은 대사가능하며, 따라서 사용될 수 있다. 순수한 오일을 동물 공급원으로부터 얻기 위해 필요한 분리, 정제, 비누화 과정 및 다른 수단은 해당 기술분야에 잘 알려져 있다.

대부분의 어류는 쉽게 회수될 수 있는 대사성 오일을 함유한다. 예를 들어 대구 간유, 상어 간유, 및 고래 간유, 예를 들어 경랍(spermaceti)은 본원에서 사용될 수 있는 어유의 전형적인 예이다. 많은 분지된 오일은 5-탄소 이소프렌 단위로 생화학적으로 합성되며, 그것은 일반적으로 테르페노이드로 언급된다. 스쿠알렌의 포화된 유사체인 스쿠알란도 또한 사용될 수 있다. 스쿠알렌과 스쿠알란을 포함한 어유는 상업적인 공급원으로부터 쉽게 이용되거나 기술분야에 공지되어 있는 방법에 의해 얻어질 수 있다.

다른 유용한 오일은 토코페롤, 특히 스쿠알렌과 조합된 토코페롤이다. 에멀션의 오일 상은 토코페롤을 포함하는 한편, α, β, γ, δ, ε, 또는 ξ 토코페롤도 사용될 수 있지만, α-토코페롤이 바람직하다. D-α-토코페롤 및 DL-α-토코페롤 두 가지 모두 사용될 수 있다. 바람직한 α-토코페롤은 DL-α-토코페롤이다. 토코페롤은 여러 형태를 취할 수 있는데, 예를 들면 상이한 염 및/또는 이성질체 형태일 수 있다. 염으로는 유기 염, 예를 들어 숙시네이트, 아세테이트, 니코티네이트 등을 포함한다. 만약 토코페롤의 염이 사용되어야 한다면, 바람직한 염은 숙시네이트이다. 스쿠알렌과 토코페롤(예를 들어, DL-α-토코페롤)을 포함하는 오일 조합이 사용될 수 있다.

수성 성분은 맹물(예를 들어, w.f.i.)이거나, 또는 추가 성분, 예를 들어 용질을 포함할 수 있다. 예를 들면 그것은 완충제, 예를 들어 시트레이트 또는 인산염을 형성하기 위한 염, 예를 들어 나트륨염을 포함할 수 있다. 전형적인 완충제로는 인산염 완충제, 트리스 완충제, 붕산염 완충제, 숙시네이트 완충제, 히스티딘 완충제, 또는 시트레이트 완충제를 포함한다. 완충제는 전형적으로 5 내지 20mM 범위로 포함될 것이다.

계면활성제는 바람직하게는 체내에서 분해될 수 있고 (대사가능) 생체에 적합한 것이다. 계면활성제는 그것의 'HLB'(친수성/친유성 균형)에 의해서 분류될 수 있는데, 이때 1 내지 10 범위의 HLB는 일반적으로 계면활성제가 물보다는 오일에서 더 많이 녹을 수 있음을 의미하고, 10 내지 20 범위의 HLB는 오일보다는 물에서 더 잘 녹는 것을 의미한다. 에멀션은 바람직하게는 최소한 10, 예를 들어 최소한 15, 또는 바람직하게는 최소한 16의 HLB를 가지는 최소한 하나의 계면활성제를 포함한다.

본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니지만 다음의 것을 포함하는 계면활성제와 함께 사용될 수 있다: 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 계면활성제(통상 트윈으로도 언급된다), 특히 폴리소르베이트 20 및 폴리소르베이트 80; DOWFAX™ 상표명으로 시판되는 에틸렌 옥사이드(EO), 프로필렌 옥사이드(PO), 및/또는 부틸렌 옥사이드(BO)의 공중합체, 예를 들어 선형 EO/PO 블록 공중합체; 반복된 에톡시(옥시-1,2-에탄디일) 기의 수가 달라질 수 있는 옥토크시놀, 그 중 특히 관심 있는 것은 옥토크시놀-9(트리톤 X-100 또는 t-옥틸페녹시폴리에톡시에탄올); (옥틸페녹시)폴리에톡시에탄올(IGEPAL CA-630/NP-40); 인지질, 예를 들어 포스파티딜콜린(레시틴); 라우릴, 세틸, 스테아릴 및 올레일 알코올로부터 유도된 폴리옥시에틸렌 지방 에테르(Brij 계면활성제로 알려져 있음), 예를 들어 트리에틸렌글리콜 모노라우릴에테르(Brij 30); 폴리옥시에틸렌-9-라우릴에테르; 및 소르비탄 에스테르(일반적으로 SPAN으로 알려져 있음), 예를 들어 소르비탄 트리올레에이트(Span 85) 및 소르비탄 모노라우레이트. 에멀션에 포함되기에 바람직한 계면활성제는 폴리소르베이트 80(트윈 80; 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트), Span 85(소르비탄 트리올레에이트), 레시틴 및 트리톤 X-100이다.

계면활성제의 혼합물, 예컨대 트윈 80/Span 85 혼합물, 또는 트윈 80/트리톤 X-100 혼합물이 에멀션에 포함될 수 있다. 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(트윈 80)과 옥토크시놀, 예를 들어 t-옥틸페녹시-폴리에톡시에탄올(트리톤 X-100)의 조합이 또한 적당하다. 또 다른 유용한 조합은 라우레쓰 9와 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 및/또는 옥토크시놀을 포함한다. 유용한 혼합물은 HLB 값이 10 내지 20 범위인 계면활성제(예를 들어, HLB가 15.0인 트윈 80) 및 HLB 값이 1 내지 10 범위에 있는 계면활성제(예를 들어, HLB가 1.8인 Span 85)을 포함할 수 있다.

첫 번째 에멀션의 형성

미세 액화 단계 전에 에멀션 성분들이 혼합되어 첫 번째 에멀션이 형성될 수 있다.

첫 번째 에멀션 중의 오일 방울은 평균 크기가 5000nm 또는 그 미만, 예를 들어 4000nm 또는 그 미만, 3000nm 또는 그 미만, 2000nm 또는 그 미만, 1200nm 또는 그 미만, 1000nm 또는 그 미만, 예를 들어 평균 크기가 800 내지 1200nm이거나, 300nm 내지 800nm일 수 있다.

첫 번째 에멀션에서 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수는 5×10¹¹/ml 또는 그 미만, 예를 들어 5×10¹⁰/ml 또는 그 미만 또는 5×10⁹/ml 또는 그 미만일 수 있다.

다음에, 첫 번째 에멀션이 미세 액화되어 첫 번째 에멀션보다 더 적은 평균 오일 방울 크기를 가지거나 및/또는 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수가 더 적은 두 번째 에멀션이 형성될 수 있다.

첫 번째 에멀션의 평균 오일 방울 크기는 첫 번째 에멀션의 성분들을 균등화기에서 혼합함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 것과 같이, 그것들은 혼합 용기(12)에서 조합된 후, 조합된 성분들이 기계식 균등화기, 예를 들어 회전자-고정자 균등화기(1) 안에 유입될 수 있다(13).

균등화기는 수직 및/또는 수평 방식으로 작동할 수 있다. 상업적인 환경에서의 편리를 위해 인-라인 균등화기가 바람직하다.

성분들은 회전자-고정자 균등화기에 유입되고, 홈 또는 구멍을 함유하고 있는 빠르게 회전하는 회전자를 만나게 된다. 성분들은 펌프와 유사한 방식으로 원심력에 의해 바깥쪽을 향해 투척되고 홈/구멍을 통해 통과한다. 어떤 구체예에서, 균등화기는 회전자와 고정자의 다수 조합, 예를 들면 도 1 및 도 2에서 모양 (3) & (4), (5) & (6), 및 (7) & (8)에 의해서 도시된 것과 같이, 빗살 고리(comb-teeth ring)의 동심원 배치를 포함한다. 유용한 대규모 균등화기에서 회전자는 고정 라이너의 이(teeth)에 맞물리기 위해 밀접하게 배열된 수평 배향의 다중-날 임펠러(예를 들어, 도 1의 모양(9))의 가장자리에 빗살 고리를 가질 수 있다. 첫 번째 에멀션은 회전자와 고정자 사이의 갭 내에 발생하는 난기류, 캐비테이션 및 기계식 전단력의 조합을 경유하여 형성된다. 성분들은 유용하게 회전자의 축과 평행한 방향으로 도입된다.

회전자-고정자 균등화기의 중요한 성능 매개변수는 회전자의 첨단 속도(주변 속도)이다. 이 매개변수는 회전 속도와 회전자 직경 모두의 함수이다. 최소한 10ms^-1의 첨단 속도, 이상적으로 예를 들어 ≥20ms^-1, ≥30ms^-1, ≥40ms^-1 등보다 빠른 첨단 속도가 유용하다. 40ms^-1의 첨단 속도는 작은 균등화기를 사용해서는 10,000rpm에서, 또는 더 큰 균등화기를 사용해서는 더 낮은 회전 속도(예를 들어, 2,000rpm)에서 쉽게 이루어질 수 있다. 적당한 고-전단력 균등화기는 상업적으로 활용될 수 있다.

상업적 규모의 제조를 위해 균등화기는 이상적으로 최소한 300L/시간, 예를 들어 ≥400L/시간, ≥500L/시간, ≥600L/시간, ≥700L/시간, ≥800L/시간, ≥900L/시간, ≥1000L/시간, ≥2000L/시간, ≥5000L/시간 또는 심지어 ≥10000L/시간의 유속을 가져야 한다. 적당한 고용량 균등화기는 상업적으로 활용될 수 있다.

바람직한 균등화기는 3×10⁵ 내지 1×10⁶ s^-1, 예를 들어 3×10⁵ 내지 7×10⁵ s^-1, 4×10⁵ 내지 6×10⁵ s^-1, 예를 들어 5×10⁵ s^-1의 전단 속도를 제공한다.

회전자-고정자 균등화기는 조작 중에 비교적 거의 열을 생성하지는 않지만, 균등화기는 사용 중에 냉각될 수 있다. 이상적으로는 첫 번째 에멀션의 온도는 균등화 중에 60℃ 아래로, 예를 들어 45℃ 아래로 유지된다.

어떤 구체예에서, 첫 번째 에멀션 성분들은 여러 번 균등화될 수 있다(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50회 또는 그 이상). 용기와 균등화기의 긴 줄(string)에 대한 필요성을 피하기 위하여, 에멀션 성분들은 대신 순환될 수 있다(예를 들어, 도 1의 모양(11)에 도시된 바와 같이). 특히 첫 번째 에멀션은 균등화기를 통하여 여러 번(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 100회 등) 첫 번째 에멀션 성분들을 순환시킴으로써 형성될 수 있다. 그러나, 너무 많은 순환은 그것으로 인해 참고문헌 14에서 설명된 것과 같은 재-합체가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않을 것이다. 따라서, 균등화기 순환이 원하는 방울 크기가 이루어지거나 및/또는 재-합체가 일어나지 않는 것을 점검하기 위해 사용된다면 오일 방울의 크기가 모니터될 수 있다.

균등화기를 통한 순환은 그것이 첫 번째 에멀션의 오일 방울의 평균 크기를 감소시킬 수 있기 때문에 유익하다. 순환은 또한 그것이 첫 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수를 감소시킬 수 있기 때문에 유익하다. 첫 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 방울의 평균 방울 크기와 수의 이런 감소는 이후 처리과정(들)에 장점을 제공할 수 있다. 특히 균등화기를 통한 첫 번째 에멀션의 순환은 개선된 미세 액화 과정을 유도할 수 있고, 그것은 다음 단계에서, 즉 미세 액화 후 두 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수를 감소시킬 수 있다. 두 번째 에멀션 매개변수의 이런 개선은 개선된 여과 성능을 제공할 수 있다. 개선된 여과 성능은 여과 중 내용물 손실, 예를 들어 수-중-유 에멀션이 MF59일 때 스쿠알렌, 트윈 80 및 Span 85의 더 적은 손실을 유발할 수 있다.

두 가지 특정한 유형의 순환이 본원에서 "타입 I" 및 "타입 II"로 언급된다. 타입 I 순환은 도 5에서 예시되고, 타입 II 순환은 도 6에서 예시된다.

첫 번째 에멀션 성분들의 순환은 첫 번째 전혼합 용기와 균등화기 사이에 첫 번째 에멀션 성분들을 전달하는 타입 I 순환을 포함할 수 있다. 첫 번째 전혼합 용기는 크기가 50 내지 500L, 예를 들어 100 내지 400L, 100 내지 300L, 200 내지 300L, 250L 또는 280L일 수 있다. 첫 번째 전혼합 용기는 스테인레스 스틸로 제조될 수 있다. 타입 I 순환은 10 내지 60분 동안, 예를 들어 10 내지 40분 또는 20분 동안 계속될 수 있다.

첫 번째 에멀션 성분들의 순환은 첫 번째 전혼합 용기로부터 첫 번째 성분들을, 첫 번째 균등화기를 통해 두 번째 전혼합 용기(임의로 첫 번째 전혼합 용기와 동일한 특성을 가진다)에 전달한 후, 두 번째 균등화기를 통하여 전달하는 타입 II 순환을 포함할 수 있다. 두 번째 균등화기는 통상 첫 번째 균등화기와 동일하겠지만, 어떤 배치에서는 첫 번째와 두 번째 균등화기가 상이하다. 첫 번째 에멀션 성분들이 두 번째 균등화기를 통해 통과한 후, 예를 들어 만약 타입 II 순환 과정이 반복되어야 한다면, 첫 번째 에멀션 성분들은 다시 첫 번째 전혼합 용기로 전달될 수 있다. 따라서, 에멀션 성분들은 첫 번째와 두 번째 전혼합 용기 사이에서 단일 균등화기를 경유하여 8 경로의 모양으로 이동할 수 있다(도 6 참조). 타입 II 순환은 1회 또는 여러 번, 예를 들어 2, 3, 4, 5회 등으로 수행될 수 있다.

타입 II 순환은 타입 I 순환과 비교하여 유익한데, 왜냐하면 그것은 균등화기를 통하여 첫 번째 에멀션의 모든 성분이 확실하게 통과하는 것을 보조할 수 있기 때문이다. 첫 번째 전혼합 용기가 텅 비는 것은 완전한 에멀션 내용물이 균등화기를 통하여 두 번째 전혼합 용기 안으로 통과했음을 의미한다. 마찬가지로, 두 번째 전혼합 용기의 내용물은 비워질 수 있고, 그것은 다시 내용물이 모두 균등화기를 통과하였음을 보장한다. 그러므로 타입 II 배치는 편리하게도 모든 에멀션 성분이 최소한 2회 균등화될 수 있고, 그것은 첫 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 평균 크기와 오일 방울의 수를 모두 감소시킬 수 있음을 보장한다. 그러므로 이상적인 타입 II 순환은 첫 번째 전혼합 용기를 비우는 것과 실질적으로 그것의 모든 내용물이 균등화기를 통과하여 두 번째 전혼합 용기 안으로 유입되는 것과, 이어서 두 번째 전혼합 용기를 비우는 것과 실질적으로 모든 그것의 내용물이 균등화기를 통하여 다시 첫 번째 전혼합 용기 안을 통과하는 것을 포함한다. 따라서, 모든 입자는 최소한 2회 균등화기를 통과하는 한편, 이것은 타입 I 순환으로는 이루기 어렵다.

어떤 구체예에서, 타입 I과 타입 II 순환의 조합이 사용되며, 이러한 조합은 양호한 특성을 갖는 첫 번째 에멀션을 제공할 수 있다. 특히 이런 조합은 첫 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 크기의 오일 방울의 수를 크게 감소시킬 수 있다. 이런 조합은 타입 I과 타입 II 순환을 어떤 순서로든, 예를 들면 타입 I 후에 타입 II, 타입 II 후에 타입 I, 타입 I 후에 타입 II 후에 다시 타입 I 등의 순서로 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 조합은 20분 동안의 타입 I 순환과 1회의 타입 II 순환, 즉 첫 번째 전혼합 용기로부터 순환된 첫 번째 에멀션 성분을, 첫 번째 균등화기를 통하여 두 번째 전혼합 용기로 전달한 후, 두 번째 균등화기를 1회 통과하는 것을 포함한다.

첫 번째 및 두 번째 전혼합 용기는, 예를 들어 최대 0.5 바까지의 비활성 기체, 예를 들어 질소 하에 보유될 수 있다. 이것은 에멀션 성분이 산화되는 것을 방지할 수 있는데, 특히 에멀션 성분 중 하나가 스쿠알렌인 경우에 유익하다. 이것은 에멀션의 안정성을 증가시킬 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 균등화기에 대한 초기 유입은 첫 번째 에멀션 성분의 비-균등화된 혼합물일 수 있다. 이 혼합물은 각각의 첫 번째 에멀션 성분을 개별적으로 혼합함으로써 제조될 수 있으나, 어떤 구체예에서는 다수의 성분이 조합된 후에 혼합될 수 있다. 예를 들어, 만약 에멀션이 HLB가 10 아래인 계면활성제를 포함한다면, 이 계면활성제는 혼합 전에 오일과 조합될 수 있다. 유사하게, 에멀션이 10 이상의 HLB를 가지는 계면활성제를 포함한다면, 이 계면활성제는 수성 성분과 조합된 후 혼합될 수 있다. 완충제 염은 혼합 전에 수성 성분과 조합되거나, 별도로 첨가될 수 있다.

본 발명의 방법은 대규모로 사용될 수 있다. 그러므로 방법은 그것의 부피가 1 리터보다 큰, 예를 들어 5 리터 이상, 10 리터 이상, 20 리터 이상, 50 리터 이상, 100 리터 이상, 250 리터 이상인 첫 번째 에멀션을 제조하는 것을 포함한다.

첫 번째 에멀션은, 형성된 후에 미세 액화되거나, 또는 미세 액화를 위해 보관될 수 있다.

어떤 구체예에서, 특히 단계 (i)과 (ii)가 여러 번 반복하여 사용된 경우에, 균등화기에 대한 유입물은 미세 액화 장치의 유출물이 될 것이고, 이로써 첫 번째 에멀션은 미세 액화된 후 다시 균등화될 것이다.

미세 액화

첫 번째 에멀션은 형성된 후에 미세 액화되어 그것의 평균 오일 방울 크기가 감소되거나 및/또는 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수가 감소된다.

미세 액화 기기는 평균 오일 방울의 크기를, 고압 및 고속에서 기하학적으로 고정된 채널을 통해 유입 성분의 스트림을 나아가게 함으로써 감소시킨다. 상호작용 챔버로 들어가는 입구에서의 압력("첫 번째 압력"으로도 불린다)은 성분이 미세 액화 장치에 공급되는 도중 최소한 85%의 시간 동안, 예를 들어 에멀션이 미세 액화 장치에 공급되는 동안 그 시간의 최소한 87%, 최소한 90%, 최소한 95%, 최소한 99% 또는 100%의 시간 동안 실질적으로 일정할 수 있다(즉, ±15%; 예를 들어 ±10%, ±5%, ±2%).

한 구체예에서, 첫 번째 압력은 에멀션이 미세 액화 장치에 공급되는 동안의 시간의 85% 동안 1300 바±15%(18 kPSI±15%), 즉 1100 바 내지 1500 바(15 kPSI 내지 21 kPSI)이다. 두 개의 적당한 압력 프로필이 도 3에 도시된다. 도 3A에서 압력은 시간의 최소 85% 동안 실질적으로 일정한 반면, 도 3B에서는 압력은 계속해서 실질적으로 일정하게 유지된다.

미세 액화 장치는 전형적으로 최소한 하나의 강화제 펌프(바람직하게 두 개의 펌프, 이들은 동시에 있을 수 있다)와 상호작용 챔버를 포함한다. 이상적으로, 전동-유압식으로 구동되는 강화제 펌프는 상호작용 챔버 안으로, 그리고 그것을 통과하도록 에멀션을 가압하기 위한 고압(즉, 첫 번째 압력)을 제공한다. 강화제 펌프의 동시적 특성은 상기 논의된 에멀션의 실질적으로 일정한 압력을 제공하기 위해 사용될 수 있고, 그것은 에멀션 방울이 모두 미세 액화 중에 실질적으로 동일한 수준의 전단력에 노출된다는 것을 의미한다.

실질적으로 일정한 압력을 사용하는 한 가지 장점은 그것이 미세 액화 장치의 피로 파괴를 줄일 수 있다는 것인데, 이로써 장치의 수명이 더 길어질 수 있다. 실질적으로 일정한 압력을 사용하는 추가 장점은 두 번째 에멀션의 매개변수가 개선될 수 있다는 것이다. 특히 두 번째 에멀션에 존재하는 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수가 감소될 수 있다. 나아가, 두 번째 에멀션의 평균 오일 방울의 크기는 실질적으로 일정한 압력이 사용될 때 감소될 수 있다. 두 번째 에멀션 중의 평균 오일 방울 크기 및 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수의 감소는 개선된 여과 성능을 제공할 수 있다. 개선된 여과 성능은 여과 중 내용물 손실, 예를 들어 에멀션이 MF59일 때 스쿠알렌, 트윈 80 및 Span 85의 더 적은 양의 손실을 유발할 수 있다.

상호작용 챔버는 다수의, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등의 고정된 기하학적 채널을 가지고 있어서, 그 안으로 에멀션이 통과한다. 에멀션은 직경이 200 내지 250㎛인 유입 라인을 통해 상호작용 챔버 안으로 들어간다. 에멀션은 그것이 상호작용 챔버 안으로 들어가서 고압 하에 속도가 높아지도록 가속됨에 따라 스트림으로 나누어진다. 다음에, 채널을 통해 통과함에 따라 고압에 의해 발생된 힘이 에멀션의 오일 방울 크기와 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수를 감소시키기 위해 작용할 수 있다. 이런 힘으로는 채널 벽과의 접촉으로부터 발생하는 에멀션 스트림의 변형을 통한 전단력; 고속의 에멀션 스트림이 상호 충돌할 때 발생하는 충돌을 통한 충격력; 그리고 스트림 내 공동의 형성과 붕괴를 통한 캐비테이션 힘을 들 수 있다. 상호작용 챔버는 통상 움직이는 부품을 포함하지 않는다. 그것은 세라믹(예를 들어, 알루미나) 또는 다이아몬드(예를 들어, 다결정 다이아몬드) 채널 표면을 포함할 수 있다. 다른 표면은 스테인레스 스틸로 만들어질 수 있다.

상호작용 챔버의 다중 채널의 고정된 기하학은 "Y"형 기하학 구조 또는 "Z"형 기하학 구조를 취할 수 있다.

Y-형 기하학 구조의 상호작용 챔버에서, 단일 유입 에멀션 스트림은 첫 번째와 두 번째 에멀션 스트림으로 나누어진 후, 다시 단일 유출 에멀션 스트림으로 조합된다. 재조합 전에 첫 번째 및 두 번째 에멀션 스트림은 각각 독립적으로 첫 번째 및 두 번째의 다수의(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등) 하위스트림으로 나누어질 수 있다. 에멀션 스트림이 재조합될 때, 첫 번째와 두 번째 에멀션 스트림(또는 그것의 하위 스트림)은 이상적으로는 실질적으로 반대 방향으로 흐른다(예를 들어, 첫 번째 및 두 번째 에멀션 스트림, 또는 그것들의 하위 스트림은 실질적으로 동일한 평면(±20°)으로 흐르고 있고, 첫 번째 에멀션 스트림의 흐름 방향은 두 번째 에멀션 스트림의 흐름 방향과 180±20°상이하다). 에멀션 스트림이 재조합될 때 생성된 힘은 에멀션의 오일 방울의 크기를 감소시키고 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수를 감소시키는 작용을 할 수 있다.

Z-형 기하학 구조의 상호작용 챔버에서, 에멀션 스트림은 다수의(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등) 실질적으로 직각 코너(즉 90±20°) 주변을 지나간다. 도 4는 Z-형 기하학 구조와 흐름 방향으로 두 개의 직각 코너를 가지는 상호작용 챔버를 도시한다. 코너 주변을 통과하는 중에 유입 에멀션 스트림은 다수의(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등) 하위 스트림으로 나누어질 수 있고, 다음에 단일 유출 에멀션 스트림으로 재조합될 수 있다(예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 4개의 하위 스트림(32)). 분열과 그 후의 재조합(31)은 유입과 유출 사이의 어느 지점에서든지 일어날 수 있다. 에멀션이 코너 주변을 통과함에 따라 채널 벽에 접촉할 때 생성된 힘은 에멀션의 오일 방울의 크기를 감소시키고, 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수를 감소시키는 작용을 할 수 있다. Z-형 상호작용 챔버의 실례는 Microfluidics사의 E230Z 상호작용 챔버이다.

한 구체예에서, 에멀션 스트림은 실질적으로 직각인 2개의 코너 주변을 통과한다. 유입 에멀션 스트림이 첫 번째 실질적으로 직각 코너 주변을 통과하는 지점에서, 그것은 5개의 하위 스트림으로 나누어진다. 하위 스트림이 두 번째 실질적으로 직각 코너 주변을 통과하는 지점에서 하위 스트림들은 단일 유출 에멀션 스트림으로 재조합된다.

선행 기술에서는 본 발명의 것과 같이 수-중-유 에멀션에 대해 Y-형 상호작용 챔버를 사용하는 것이 통상적인 것이었다. 그러나 본 발명자들은 수-중-유 에멀션에 대해 Z-형 채널 기하학 상호작용 챔버를 사용하는 것이 유익하다는 것을 발견하였는데, 왜냐하면 이 구조가 Y-형 기하학 상호작용 챔버와 비교하여, 두 번째 에멀션에 존재하는 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 더 큰 감소를 유발할 수 있기 때문이다. 두 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 감소는 개선된 여과 성능을 제공할 수 있다. 개선된 여과 성능은 여과 중에 내용물 손실, 예컨대 에멀션이 MF59일 때 스쿠알렌, 트윈 80 및 Span 85의 더 적은 양의 손실을 유발할 수 있다.

바람직한 미세 액화 장치는 170 바 내지 2750 바 사이의 압력(약 2500psi 내지 40000psi)에서, 예를 들어 약 345 바, 약 690 바, 약 1380 바, 약 2070 바 등에서 작동한다.

바람직한 미세 액화 장치는 최대 20L/분까지, 예를 들어 최대 14L/분까지, 최대 7L/분까지, 최대 3.5L/분까지의 유속으로 작동한다.

바람직한 미세 액화 장치는 1×10⁶s^-1, 예를 들어 ≥2.5×10⁶s^-1, ≥5×10⁶s^-1, ≥10×10⁷s^-1 등을 초과하는 전단 속도를 제공하는 상호작용 챔버를 가진다.

미세 액화 장치는 병렬로 사용되는 다수의, 예를 들어 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 상호작용 챔버를 포함할 수 있지만, 하나의 상호작용 챔버를 포함하는 것이 더 유용하다.

미세 액화 장치는 최소한 하나의 채널을 포함하는 보조 프로세싱 모듈(APM; 배압 챔버로서 미세 액화 장치라고도 알려져 있으며, 이들 용어는 상호 교환 가능하게 사용된다)을 포함할 수 있다. APM은 미세 액화 장치를 통해 통과하는 에멀션의 오일 방울의 평균 크기의 감소에 기여하지만, 대부분의 감소는 상호작용 챔버에서 일어난다. 상기 언급된 바와 같이, 에멀션 성분은 첫 번째 압력 하에서 강화제 펌프(들)에 의해 상호작용 챔버에 도입된다. 에멀션 성분들은 일반적으로 첫 번째 압력(예를 들어, 대기압)보다 낮은 두 번째 압력에서 APM을 빠져나간다. 일반적으로 첫 번째와 두 번째 압력 사이의 압력의 80 내지 95%의 압력 차이는 상호작용 챔버를 가로질러 강하되고(예를 들어, 도 4에서 P₁에서 P₂로), 첫 번째와 두 번째 압력 사이의 5 내지 20%의 압력 차이는 보조 프로세싱 모듈을 가로질러 강하된다. 예를 들어, 상호작용 챔버는 압력 강하의 대략 90%를 제공할 수 있는 한편, APM은 압력 강하의 대략 10%를 제공할 수 있다. 만약 상호작용 챔버를 가로질러 강하된 압력과 보조 프로세싱 모듈을 가로질러 강하된 압력이 첫 번째와 두 번째 압력 사이의 압력 차이 전체를 설명하지 못한다면, 이것은 상호작용 챔버와 보조 프로세싱 모듈 사이의 연결부를 가로지르는 유한한 압력 강하로 인한 것일 수 있다.

APM은 통상 움직이는 부품을 포함하지 않는다. 그것은 세라믹(예들 들어, 알루미나) 또는 다이아몬드(예를 들어, 다결정 다이아몬드) 채널 표면을 포함할 수 있다. 다른 표면은 스테인레스 스틸로 만들어질 수 있다.

APM은 일반적으로 상호작용 챔버의 아래쪽에 위치하며, 또한 상호작용 챔버와 순차적으로 위치할 수 있다. 선행 기술에서 APM은 보통 Y-형 채널을 포함하는 상호작용 챔버의 아래쪽에 위치하여 캐비테이션을 억제하고, 그로써 Y-형 챔버에서의 유속을 최대 30%까지 증가시킨다. 나아가, 선행 기술에서 APM은 보통 Z-형 채널을 포함하는 상호작용 챔버의 위쪽에 위치하여 큰 응집체의 크기를 감소시킨다. 후자의 경우에 APM은 단지 Z-형 챔버의 유속을 최대 3%까지 감소시킨다. 그러나 APM을 다수의 Z-형 채널을 포함하는 상호작용 챔버의 아래쪽에 위치시키는 것이 본 발명에 유익한 것으로 발견되었는데, 왜냐하면 그것이 두 번째 에멀션에 존재하는 평균 오일 방울 크기의 더 큰 감소와 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 더 큰 감소를 유발할 수 있기 때문이다. 상기 논의된 것과 같이, 두 번째 에멀션에서 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 감소는 개선된 여과 성능을 제공할 수 있다. 개선된 여과 성능은 여과 중 내용물 손실, 예컨대 수-중-유 에멀션이 MF59일 때 스쿠알렌, 트윈 80 및 Span 85의 손실을 줄일 수 있다. Z-형 상호작용 챔버와 하류 APM의 이런 위치 선정의 추가의 장점은 그것이 상호작용 챔버 뒤에서 더 느린 압력 감소를 유발할 수 있다는 것이다. 더 느린 압력 감소는 에멀션에 포함되는 기체가 적기 때문에 생성물 안정성의 증가를 유발할 수 있다.

APM은 최소한 하나의 고정된 기하학적 구조의 채널을 가지는데, 그 안으로 에멀션이 통과한다. APM은 그 안으로 에멀션이 통과하는 다수의, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 등의 고정된 기하학적 구조의 채널을 가질 수 있다. APM의 채널 또는 채널들은 선형이거나 비-선형일 수 있다. 적당한 비-선형 채널은 "Z" 형 기하학적 구조 또는 "Y" 형 기하학적 구조이고, 그것은 상호작용 챔버에 대해 상기에서 설명한 것들과 동일하다. 한 구체예에서, APM의 채널 또는 채널들은 Z-형 기하학 구조의 것이다. 다수의 Z-형 채널은 에멀션을 그것이 APM에 유입됨에 따라 스트림으로 나눈다.

제조업체의 권장과는 대조적으로, 다수의 고정된 기하학적 구조의 채널을 포함하는 APM을 사용하는 것은 단일한 고정된 기하학적 구조의 채널 APM과 비교하여 유익한데, 왜냐하면 그것이 두 번째 에멀션에 존재하는 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 더 큰 감소를 유발할 수 있기 때문이다. 상기에서 논의된 바와 같이, 두 번째 에멀션 중의 1.2㎛보다 큰 크기를 가지는 오일 방울의 수의 감소는 개선된 여과 성능을 제공할 수 있다. 개선된 여과 성능은 여과 중 내용물 손실, 예를 들어 에멀션이 MF59일 때 스쿠알렌, 트윈 80 및 Span 85의 손실을 줄일 수 있다.

미세 액화 장치는 작동 중에 열을 발생하는데, 그것은 첫 번째 에멀션과 비교하여 에멀션의 온도를 15 내지 20℃ 상승시킬 수 있다. 그러므로 유익하게는, 미세 액화된 에멀션은 가능한 한 빨리 냉각된다. 두 번째 에멀션의 온도는 60℃ 아래로, 예컨대 45℃ 아래로 유지될 수 있다. 그러므로 상호작용 챔버의 유출 및/또는 APM의 유출은 냉각 메커니즘, 예컨대 열 교환기 또는 냉각 코일 안으로 공급될 수 있다. 유출과 냉각 메커니즘 사이의 거리는 가능한 짧게 단축되어 냉각 지연을 줄임으로써 전체 시간을 단축시킨다. 한 구체예에서, 미세 액화 장치의 유출과 냉각 메커니즘 사이의 거리는 20 내지 30cm이다. 냉각 메커니즘은 특히 에멀션이 다중 미세 액화 단계를 거치게 될 때 에멀션의 과열을 방지한다.

미세 액화의 결과는 수-중-유 에멀션, 두 번째 에멀션이고, 그것의 오일 방울의 평균 크기는 500nm 또는 그 미만이다. 이 평균 크기는 특히 그것이 에멀션의 필터 멸균을 촉진하기 때문에 유용하다. 그것의 오일 방울의 수의 최소한 80%의 평균 크기가 500nm 또는 그 미만, 예컨대 400nm 또는 그 미만, 300nm 또는 그 미만, 200nm 또는 그 미만 또는 165nm 또는 그 미만인 에멀션이 특히 유용하다. 나아가 두 번째 에멀션 중의 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수는 5×10¹⁰/ml 또는 그 미만, 예컨대 5×10⁹/ml 또는 그 미만, 5×10⁸/ml 또는 그 미만 또는 2×10⁸/ml 또는 그 미만이다.

미세 액화를 위한 초기 유입은 첫 번째 에멀션일 수 있다. 그러나 어떤 구체예에서 미세 액화된 에멀션은 다시 미세 액화 단계를 거치고, 그로써 다중 회기의 미세 액화가 일어난다. 특히 두 번째 에멀션은 두 번째 에멀션 성분들을 미세 액화 장치를 통해 여러 번, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 회 등으로 순환시킴으로써 형성될 수 있다. 두 번째 에멀션은 두 번째 에멀션 성분을 미세 액화 장치를 4 내지 7회 통과하여 순환시킴으로써 형성될 수 있다.

두 번째 에멀션 성분의 순환은 두 번째 에멀션 성분을 첫 번째 에멀션 용기(임의로 첫 번째 전혼합 용기와 동일한 특성을 가진다)와 미세 액화 장치 사이에 전달하는 타입 I 순환을 포함할 수 있다.

두 번째 에멀션 성분의 순환은 두 번째 에멀션 성분을 첫 번째 에멀션 용기로부터, 첫 번째 미세 액화 장치를 통해 두 번째 에멀션 용기(임의로 첫 번째 전혼합 용기와 동일한 특성을 가진다)에 전달한 후, 두 번째 미세 액화 장치를 통과하는 타입 II 순환을 포함할 수 있다.

두 번째 미세 액화 장치는 첫 번째 미세 액화 장치와 동일할 수 있다. 또는 달리 두 번째 미세 액화 장치는 첫 번째 미세 액화 장치와 상이할 수 있다.

첫 번째 에멀션 용기는 첫 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다. 또는 달리 첫 번째 에멀션 용기는 두 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다.

두 번째 에멀션 용기는 첫 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다. 또는 달리 두 번째 에멀션 용기는 두 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다.

첫 번째 에멀션 용기는 첫 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있고, 두 번째 에멀션 용기는 두 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다. 또는 달리 첫 번째 에멀션 용기는 두 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있고, 두 번째 에멀션 용기는 첫 번째 전혼합 용기와 동일할 수 있다.

대안으로서 첫 번째와 두 번째 에멀션 용기는 첫 번째와 두 번째 전혼합 용기와 상이할 수 있다.

두 번째 미세 액화 장치를 통하여 두 번째 에멀션 성분이 통과한 후, 두 번째 에멀션 성분은 첫 번째 에멀션 용기에 다시 전달될 수 있다, 예를 들면 만약 타입 II 순환 과정이 반복될 수 있다. 타입 II 순환은 1회 또는 다수의, 예컨대 2, 3, 4, 5 회 등으로 수행될 수 있다.

타입 II 순환은 그것이 모든 두 번째 에멀션 성분이 미세 액화 장치를 최소한 2회 통과하는 것을 보장하기 때문에 유익하고, 그런 통과는 두 번째 에멀션 중의 오일 방울의 평균 크기와 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수를 감소시킨다.

타입 I 순환과 타입 II 순환의 조합은 미세 액화 중에 사용될 수 있다. 이 조합은 타입 I과 타입 II 순환을 어떠한 순서로든지, 예컨대 타입 I 후에 타입 II, 타입 II 후에 타입 I, 타입 I 후에 타입 II 그리고 다시 타입 I 등으로 포함할 수 있다.

첫 번째 및 두 번째 에멀션 용기는 예컨대 최대 0.5 바까지의 비활성 기체, 예컨대 질소 하에 보유될 수 있다. 이것은 에멀션 성분이 산화되는 것을 방지하고, 그것은 특히 에멀션 성분 중 하나가 스쿠알렌인 경우에 유익하다. 이것으로 인해 에멀션의 안정성이 증가될 수 있다.

본 발명의 방법은 대규모로 사용될 수 있다. 그러므로 방법은 1 리터보다 큰 부피, 예를 들어 5 리터 이상, 10 리터 이상, 20 리터 이상, 50 리터 이상, 100 리터 이상, 250 리터 이상의 부피를 미세 액화하는 것을 포함한다.

여과

미세 액화 후에 두 번째 에멀션은 여과된다. 이 여과는 균등화 및 미세 액화 과정에서도 살아남은 어떠한 큰 오일 방울을 제거한다. 비록 수의 관점에서는 적지만, 이들 오일 방울은 부피 관점에서는 큰 것이고, 응집에 대해 핵화 부위로서 작용할 수 있어서 보관 중에 에멀션 분해가 유도된다. 더욱이 이 여과 단계는 필터 멸균을 이룰 수 있다.

필터 멸균에 적당한 특정 여과 막은 두 번째 에멀션의 유체 특성과 필요한 여과 정도에 따라 좌우된다. 필터의 특징은 미세 액화된 에멀션의 여과에 대한 그것의 적합성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 그것의 기공 크기와 표면 특징은 중요할 수 있는데, 특히 스쿠알렌-기초 에멀션을 여과할 때 중요하다.

본 발명에 사용된 막의 기공 크기는 원하는 방울의 통과를 허용해야 하지만 원하지 않는 방울은 보유한다. 예를 들어 막은 크기가 1㎛ 이상인 방울을 보유해야 하는 한편, 200nm보다 작은 방울의 통과는 허용해야 한다. 0.2㎛ 또는 0.22㎛ 필터가 이상적이며, 그것으로 필터 멸균을 이룰 수 있다.

에멀션은 예컨대 0.45㎛ 필터를 통해 예비 여과될 수 있다. 예비 여과 및 여과는 더 큰 기공을 가지는 첫 번째 막 층과 보다 작은 기공을 가지는 두 번째 막 층을 포함하는 기존의 이중-층 막을 사용함으로써 한 단계로 이루어질 수 있다. 이중-층 필터는 특히 본 발명에서 유용하다. 첫 번째 층은 이상적으로 0.3㎛보다 큰, 예를 들면 0.3 내지 2㎛ 또는 0.3 내지 1㎛, 또는 0.4 내지 0.8㎛, 또는 0.5 내지 0.7㎛의 기공 크기를 가진다. 첫 번째 층에서는 0.75㎛ 이하의 기공 크기가 바람직하다. 그러므로 첫 번째 층은 예를 들면 0.6㎛ 또는 0.45㎛의 기공 크기를 가질 수 있다. 두 번째 층은 이상적으로 첫 번째 기공 크기의 75% 미만(이상적으로는 그것의 절반 미만), 예를 들면 첫 번째 층의 기공 크기의 25 내지 70% 또는 25 내지 49%, 예컨대 30 내지 45% 사이, 예컨대 첫 번째 층의 기공 크기의 1/3 또는 4/9의 기공 크기를 가진다. 따라서, 두 번째 층은 0.3㎛ 미만, 예를 들어 0.15 내지 0.28㎛ 또는 0.18 내지 0.24㎛, 예를 들면 0.2㎛ 또는 0.22㎛의 기공 크기를 가질 수 있다. 한 예에서 보다 큰 기공을 가지는 첫 번째 막 층은 0.45㎛ 필터를 제공하는 한편, 보다 작은 기공을 가지는 두 번째 막 층은 0.22㎛ 필터를 제공한다.

여과 막 및/또는 예비 여과 막은 비대칭일 수 있다. 비대칭 막은 기공 크기가 다른 것의 막의 한쪽과 다른 것으로, 이때 기공 크기는 출구 면에서보다 입구 면에서 더 크다. 비대칭 막의 한쪽은 "거친 기공 표면"으로 언급될 수 있는 한편으로, 비대칭 막의 다른 한쪽은 "미세한 기공 표면"으로 언급될 수 있다. 이중-층 필터에서 하나 또는 (이상적으로는) 두 개의 층은 비대칭일 수 있다.

여과 막은 다공성이거나 균질할 수 있다. 균질한 막은 보통 10 내지 200㎛ 범위의 조밀한 필름이다. 다공성 막은 다공성 구조를 가진다. 한 구체예에서, 여과 막은 다공성이다. 이중-층 필터에서 두 개의 층은 모두 다공성일 수 있고, 두 층 모두 균질할 수 있거나, 또는 하나는 다공성이고, 다른 하나는 균질한 층일 수 있다. 바람직한 이중-층 필터는 두 층 모두 다공성인 것이다.

한 구체예에서, 두 번째 에멀션은 비대칭의 친수성 다공성 막을 통해 예비 여과된 후 예비 여과 막보다 작은 기공을 가진 다른 비대칭 친수성 다공성 막을 통해 여과된다. 이 과정은 이중-층 필터를 사용할 수 있다.

필터 막(들)은 사용 전에 오토클레이브되어 멸균이 보장된다.

여과 막은 전형적으로 중합체 지지체 물질, 예를 들어 PTFE(폴리-테트라-플루오로-에틸렌), PES(폴리에테르술폰), PVP(폴리비닐 피롤리돈), PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드), 나일론(폴리아미드), PP(폴리프로필렌), 셀룰로오스(셀룰로오스 에스테르 포함), PEEK(폴리에테르에테르케톤), 니트로셀룰로오스 등으로 만들어진다. 이들은 다양한 특성을 가지는데, 일부 지지체는 본래 소수성이고(예를 들어, PTFE), 다른 것은 본래 친수성이다(예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트). 그러나, 이들 고유의 특성은 막 표면을 처리함으로써 변형될 수 있다. 예를 들어 친수성 또는 소수성 막을, 그것들을 다른 물질(예를 들어, 다른 중합체, 석영, 실리콘 등)로 처리하여 막 표면을 코팅함으로써 제조하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 참고문헌 15의 단원 2.1 참조). 이중-층 필터에서 두 개의 막은 상이한 물질로 만들어지거나 또는 (이상적으로는) 동일한 물질로 만들어질 수 있다.

본 발명에서 사용하기에 이상적인 필터는 친수성 표면을 가지는 것으로, 그것은 소수성(폴리술폰) 필터가 사용되어야 하는 참고문헌 9 내지 12의 교시와는 대조적이다. 친수성 표면을 가지는 필터는 친수성 물질로부터, 또는 소수성 물질의 친수화에 의해 형성될 수 있고, 본 발명에 사용하기에 바람직한 필터는 친수성 폴리에테르술폰 막이다. 소수성 PES 막을 친수성 PES 막으로 변환시키는 여러 상이한 방법들이 알려져 있다. 때로 그것은 친수성 중합체로 막을 코팅함으로써 이루어진다. PES에 친수성 중합체를 영구적으로 부착하기 위하여, 친수성 코팅층에는 통상적으로 교차결합 반응 또는 그래프팅이 수행된다. 참고문헌 15에는 기능성 사슬 단부를 가지는 소수성 중합체의 표면 성질을 변형시키는 방법이 개시되어 있는데, 그 방법은 중합체를 링커 부분의 용액과 접촉시켜서 공유 결합을 형성한 후 반응된 소수성 중합체를 변형제 용액과 접촉시키는 것으로 이루어진다. 참고문헌 16에는 PES 막을 직접 막 코팅에 의해 친수화하는 방법이 개시되어 있는데, 그 방법은 알코올로 사전-습윤시킨 후 친수성 단량체, 다중기능성 단량체 (교차결합제) 및 중합반응 개시제를 함유하고 있는 수용액에 막을 침지시키는 것을 포함한다. 그런 다음 단량체와 교차결합제는 열- 또는 UV-개시된 중합반응을 사용하여 중합체화되어 막 표면 상에 교차결합된 친수성 중합체의 코팅이 형성된다. 유사하게 참고문헌 17과 18에는 친수성 중합체 (폴리알킬렌 옥사이드)와 최소한 하나의 다중기능성 단량체 (교차결합제)의 수용액에 PES 막을 담근 후, 단량체를 중합체화하여 추출할 수 없는 친수성 코팅을 제공함으로써 PES 막을 코팅하는 것이 개시되어 있다. 참고문헌 19에는 PES 막이 저온 헬륨 플라즈마 처리를 받은 후 친수성 단량체 N-비닐-2-피롤리돈 (NVP)이 막 표면 위에 그래프팅되는 그래프팅 반응에 의해 PES 막이 친수화되는 것이 설명되어 있다. 추가로 그런 과정은 참고문헌 20 내지 26에서 설명되어 있다.

코팅에 의존하지 않는 방법에서, PES는 용매에 용해되고, 가용성 친수성 첨가제와 혼합된 후, 혼합된 용액이 친수성 막의 주조에, 예컨대 침전에 의해 또는 공-중합반응의 개시에 의해 사용될 수 있다. 그런 방법은 참고문헌 27 내지 33에 개시되어 있다. 예를 들어 참고문헌 33에는 막 추출가능성이 낮고 초고순도의 물 저항률의 빠른 회복을 가능하게 하며, 형성된 교차-결합된 내부-침투성 중합체 네트워크 구조를 가지는 친수성 전하-변형된 막의 제조 방법이 개시되어 있는데, 그 방법은 PES, PVP, 폴리에틸렌이민, 및 지방족 디글리시딜 에테르의 혼합물의 중합체 용액을 만드는 단계, 용액의 얇은 필름을 형성하는 단계, 그리고 필름을 막으로서 침전시키는 단계를 포함한다. 유사한 과정이 참고문헌 34에도 개시되어 있다.

하이브리드 접근법이 사용될 수 있는데, 그 방법에서 친수성 첨가제는 막 형성 과정 중에 존재하고, 또한 코팅으로서 나중에 첨가될 수도 있다 (참고문헌 35).

PES 막의 친수화는 또한 저온 플라즈마로의 처리에 의해 이루어질 수 있다. 참고문헌 36은 저온 CO₂-플라즈마를 사용한 처리에 의해 PES막을 친수성 변형시키는 것에 대해 설명하고 있다.

PES 막의 친수화는 또한 참고문헌 37에 설명된 것과 같이 산화에 의해서도 이루어질 수 있다. 이 방법은 낮은 표면 장력을 가지고 있는 액체에 소수성 PES 막을 사전에 담가 축축하게 하고, 젖은 PES 막을 산화제의 수용액에 노출시킨 후 가열하는 것을 포함한다.

상 전환 또한 참고문헌 38에서와 같이 사용될 수 있다.

이상적인 친수성 PES 막은 PES (소수성)를 PVP (친수성)로 처리함으로써 얻어질 수 있다. PVP 대신 PEG (친수성)로 처리하는 것은 쉽게 망가지고 (특히 스쿠알렌-함유 에멀션을 사용할 때) 또한 불리하게도 오토클레이빙 중에 포름알데히드를 방출하는 친수화된 PES 막을 유발하는 것으로 밝혀졌다.

바람직한 이중-층 필터는 첫 번째 친수성 PES 막과 두 번째 친수성 PES 막을 가진다.

공지된 친수성 막으로는 Bioassure (Cuno사); EverLUX^TM 폴리에테르술폰; STyLUX^TM 폴리에테르술폰 (둘 다 Meissner사); Millex GV, Millex HP, Millipak 60, Millipak 200 및 Durapore CVGL01TP3 막 (Millipore사); Fluorodyne^TM EX EDF 막, Supor^TM EAV; Supor^TM EBV, Supor^TM EKV (모두 Pall사); Sartopore^TM (Sartorius사); Sterlitech사의 친수성 PES 막; 및 Wolftechnik사의 WFPES PES 막이 있다.

여과 중에 에멀션은 40℃ 또는 그 아래의 온도, 예컨대 30℃ 또는 그 아래의 온도에서 유지되어 성공적인 멸균 여과가 촉진될 수 있다. 어떤 에멀션은 그것이 40℃보다 큰 온도에 있을 때에는 멸균 필터를 통과하지 않을 수 있다.

두 번째 에멀션의 제조시 여과 단계는 24시간 이내에, 예컨대 18시간 이내에, 12시간 이내에, 6시간 이내에, 2시간 이내에, 30분 이내에 수행되는 것이 유익한데, 왜냐하면 이 시간 후에는, 참고문헌 39에서 논의되는 것과 같이, 두 번째 에멀션이 필터를 막는 일 없이 멸균 필터를 통과하는 것이 가능하지 않을 것이기 때문이다.

본 발명의 방법은 대규모로 사용될 수 있다. 그러므로 방법은 1리터보다 큰 부피, 예컨대 5리터 이상, 10리터 이상, 20리터 이상, 50리터 이상, 100리터 이상, 250리터 이상의 부피를 여과하는 것을 포함한다.

최종 에멀션

미세 액화 및 여과의 결과는 오일 방울의 평균 크기가 220nm보다 작을 수 있는, 예컨대 155±20nm, 155±10nm 또는 155±5nm이고, 크기가 1.2㎛보다 큰 오일 방울의 수가 5×10⁸/ml 또는 그 미만, 예컨대 5×10⁷/ml 또는 그 미만, 5×10⁶/ml 또는 그 미만, 2×10⁶/ml 또는 그 미만 또는 5×10⁵/ml 또는 그 미만일 수 있는 수-중-유 에멀션이다.

본원에서 설명되는 (첫 번째 및 두 번째 에멀션을 포함하여) 에멀션의 평균 오일 방울 크기는 일반적으로 50nm보다 작지 않다.

본 발명의 방법은 대규모로 사용될 수 있다. 그러므로 방법은 1리터보다 큰 부피, 예컨대 5리터 이상, 10리터 이상, 20리터 이상, 50리터 이상, 100리터 이상, 250리터 이상의 부피를 가지는 최종 에멀션을 제조하는 것을 포함할 수 있다.

일단 수-중-유 에멀션이 형성되면, 그것은 멸균 유리병 안으로 옮겨질 수 있다. 유리병은 5L, 8L, 또는 10L 크기일 수 있다. 또는 달리 수-중-유 에멀션은 멸균 가요성 백(bag) (플렉스 백)에 옮겨질 수 있다. 플렉스 백은 50L, 100L 또는 250L 크기일 수 있다. 또한 플렉스 백은 하나 또는 그 이상의 멸균 연결기가 장착되어 플렉스 백과 시스템이 연결된다. 멸균 연결기가 장착된 플렉스 백의 사용은 유리병에 비교하여 유익한데, 왜냐하면 플렉스 백이 유리병보다 크고 그것은 단일 배치식으로 제조된 모든 에멀션을 보관하기 위해 플렉스 백을 바꿀 필요가 없을 것이기 때문이다. 이것은 최종 에멀션에 불순물이 존재하는 기회를 감소시킬 수 있는 에멀션의 제조를 위해 멸균 폐쇄 시스템을 제공할 수 있다. 이것은 특히 최종 에멀션이 약제학적 용도에 대해, 예컨대 최종 에멀션이 MF59 보조제인 경우 중요하다.

최종 에멀션 중의 오일의 바람직한 양 (% 부피)은 2 내지 20%, 예컨대 약 10%이다. 약 5% 또는 약 10%의 스쿠알렌 함량이 특히 유용하다. 30 내지 50mg/ml의 스쿠알렌 함량 (w/v), 예컨대 35 내지 45mg/ml, 36 내지 42mg/ml, 38 내지 40mg/ml등이 유용하다.

최종 에멀션 중의 계면활성제의 바람직한 양 (중량%)은 다음과 같다: 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 (예컨대 트윈 80) 0.02 내지 2%, 특히 약 0.5% 또는 약 1%; 소르비탄 에스테르 (예컨대 Span 85) 0.02 내지 2%, 특히 약 0.5% 또는 약 1%; 옥틸- 또는 노닐페녹시 폴리옥시에탄올 (예컨대 트리톤 X-100) 0.001 내지 0.1%, 특히 0.005 내지 0.02%; 폴리옥시에틸렌 에테르 (예컨대 laureth 9) 0.1 내지 20%, 바람직하게는 0.1 내지 10%, 특히 0.1 내지 1% 또는 약 0.5%. 폴리소르베이트 80 함량 (w/v)은 4 내지 6mg/ml, 예컨대 4.1 내지 5.3mg/ml이 유용하다. 4 내지 6mg/ml, 예컨대 4.1 내지 5.3mg/ml의 소르비탄 트리올레에이트 함량 (w/v)이 유용하다.

방법은 특히 다음의 수-중-유 에멀션 중 어느 것을 제조하는 데 유용하다:

ㆍ 스쿠알렌, 폴리소르베이트 80 (트윈 80), 및 소르비탄 트리올레에이트 (Span 85)를 포함하는 에멀션. 에멀션의 부피 조성은 약 5%의 스쿠알렌, 약 0.5%의 폴리소르베이트 80 및 약 0.5%의 소르비탄 트리올레에이트일 수 있다. 중량 관점에서 이들 양은 약 4.3%의 스쿠알렌, 0.5%의 폴리소르베이트 80 및 0.48%의 소르비탄 트리올레에이트이다. 이 보조제는 'MF59'로 알려져 있다. MF59 에멀션은 유익하게도 시트레이트 이온, 예컨대 10mM의 시트르산 나트륨 완충제를 포함한다.

ㆍ 스쿠알렌, α-토코페롤 (이상적으로 DL-α-토코페롤), 및 폴리소르베이트 80을 포함하는 에멀션. 이들 에멀션은 중량으로 2 내지 10%의 스쿠알렌, 2 내지 10%의 α-토코페롤 및 0.3 내지 3%의 폴리소르베이트 80, 예컨대 4.3%의 스쿠알렌, 4.7%의 α-토코페롤 및 1.9%의 폴리소르베이트 80을 가질 수 있다. 스쿠알렌:토코페롤의 중량비는 바람직하게는 1 이하 (예컨대 0.90)인데, 이 비율이 보다 안정한 에멀션을 제공하기 때문이다. 스쿠알렌과 폴리소르베이트 80은 약 5:2의 부피 비율로, 또는 약 11:5의 중량 비율로 존재할 수 있다. 그런 한 에멀션은 폴리소르베이트 80을 PBS에 2% 용액으로 녹인 후 이 용액 90ml을 (5g의 DL-α-토코페롤과 5ml의 스쿠알렌)의 혼합물과 혼합한 다음, 그 혼합물을 미세 액화함으로써 제조될 수 있다. 그 결과의 에멀션은 미크론 아래의 크기의 오일 방울, 예컨대 100 내지 250nm, 바람직하게는 약 180nm 크기의 오일 방울을 가진다.

ㆍ 스쿠알렌, 토코페롤, 및 트리톤 계면활성제 (예컨대 트리톤 X-100)의 에멀션. 에멀션은 또한 3-O-탈아실화된 모노포스포릴 지질 A ('3d-MPL')을 포함할 수 있다. 에멀션은 포스페이트 완충제를 함유할 수 있다.

ㆍ 스쿠알렌, 폴리소르베이트 (예컨대 폴리소르베이트 80), 트리톤 계면활성제 (예컨대 트리톤 X-100) 및 토코페롤 (예컨대 α-토코페롤 숙시네이트)을 포함하는 에멀션. 에멀션은 이들 세 가지 성분을 약 75:11:10의 중량 비율로 (예컨대 750㎍/ml의 폴리소르베이트 80, 110㎍/ml의 트리톤 X-100 및 100㎍/ml의 α-토코페롤 숙시네이트) 포함할 수 있고, 이들 농도는 항원으로부터 이들 성분의 어떠한 기여를 포함해야 한다. 에멀션은 또한 3d-MPL을 포함할 수 있다. 에멀션은 또한 사포닌, 예컨대 QS21을 포함할 수 있다. 수성 상은 포스페이트 완충제를 함유할 수 있다.

ㆍ 스쿠알렌, 수성 용매, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 친수성 비이온성 계면활성제 (예컨대 폴리옥시에틸렌 (12) 세토스테아릴 에테르) 및 소수성 비이온성 계면활성제 (예컨대 소르비탄 에스테르 또는 만니드 에스테르, 예컨대 소르비탄 모노올레에이트 또는 'Span 80')를 포함하는 에멀션. 에멀션은 바람직하게는 열가역성이거나 및/또는 크기가 200nm 미만인 오일 방울을 최소한 90% (부피) 함유한다 [40]. 에멀션은 또한 하나 또는 그 이상의 알디톨; 동결 방지제 (예컨대 당, 예를 들면 도데실말토시드 및/또는 슈크로오스); 및/또는 알킬폴리글리코시드를 포함할 수 있다. 또한 에멀션은 TLR4 아고니스트, 예컨대 화학적 구조가 당 고리를 포함하지 않는 TLR4 아고니스트를 포함할 수 있다 [41]. 그런 에멀션은 동결건조될 수 있다.

상기에서 백분율과 관련하여 표시된 이들 에멀션의 조성은 희석 또는 농축에 의해 (예컨대, 2 또는 3과 같이 정수로, 또는 2/3 또는 3/4와 같이 부분적으로) 변형될 수 있는데, 이때 그것들의 비율은 동일하게 유지된다. 예를 들어 2배 농축된 MF59는 약 10%의 스쿠알렌, 약 1%의 폴리소르베이트 80 및 약 1%의 소르비탄 트리올레에이트를 가진다. 농축된 형태는 희석되어 (예컨대 항원 용액을 사용하여) 에멀션의 원하는 최종 농도가 얻어진다.

본 발명의 에멀션은 이상적으로 2℃ 내지 8℃에서 보관된다. 그것은 냉동되어서는 안된다. 에멀션은 이상적으로는 직사광선이 없는 곳에서 보관되어야 한다. 특히 본 발명의 스쿠알렌-함유 에멀션 및 백신은 스쿠알렌의 광화학적 파괴를 피하도록 보호되어야 한다. 만약 본 발명의 에멀션이 보관된다면 비활성 대기, 예컨대 N₂ 또는 아르곤 중에서 보관되는 것이 바람직하다.

백신

수-중-유 에멀션 보조제를 그 자체로 환자에게 투여하는 것 (예컨대 환자에게 별도로 투여되었던 항원에 대한 보조제 효과를 제공하는 것)이 가능하지만, 보조제를 투여 전에 항원과 혼합하여 면역원성 조성물, 예컨대 백신을 형성하는 것이 보다 통상적이다. 에멀션과 항원의 혼합은 즉석에서, 사용할 때 이루어질 수 있거나, 또는 백신 제조시, 충전 전에 이루어질 수 있다. 본 발명의 방법은 두 가지 상황에서 모두 적용될 수 있다.

그러므로 본 발명의 방법은 항원 성분과 에멀션을 혼합하는 추가의 과정 단계를 포함할 수 있다. 대안으로서, 방법은 보조제를 키트 안에, 항원 성분과 함께 키트 성분으로서 포장하는 추가의 단계를 포함할 수 있다.

그러므로 전체적으로 본 발명은 혼합된 백신을 제조할 때 또는 혼합을 위한 준비로 항원과 보조제를 포함하는 키트를 제조할 때 사용될 수 있다. 혼합이 제조중에 일어나는 경우에는 혼합되는 벌크 항원과 에멀션의 부피는 전형적으로 1리터 이상, 예컨대 5리터 이상, 10리터 이상, 20리터 이상, 50리터 이상, 100리터 이상, 250리터 이상 등이 될 것이다. 혼합이 사용 시점에서 이루어지는 경우에는 혼합되는 부피는 전형적으로 1 밀리리터 이하, 예컨대 0.6ml 이하, 0.5ml 이하, 0.4ml 이하, 0.3ml 이하, 0.2ml 이하 등이 될 것이다. 두 가지 경우에 모두 에멀션과 항원 용액은 실질적으로 동일한 부피로, 즉 실질적으로 1:1로 (예컨대 1.1:1 내지 1:1.1, 바람직하게는 1.05:1 내지 1:1.5, 보다 바람직하게는 1.025:1 내지 1:1.025) 혼합되는 것이 통상적이다. 그러나 어떤 구체예에서, 에멀션의 과량 또는 항원의 과량이 사용될 수 있다 [42]. 한 성분의 과잉 부피가 사용되는 경우, 과잉량은 보통 최소한 1.5:1, 예컨대 ≥2:1, ≥2.5:1, ≥3:1, ≥4:1, ≥5:1 등이 될 것이다.

항원과 보조제가 키트 내에서 별도의 성분으로서 제공되는 경우, 그것들은 키트 내에서 물리적으로 상호 별개이고, 이런 분리는 다양한 방식으로 이루어질 수있다. 예를 들어 성분들은 별도의 용기, 예컨대 바이알에 있을 수 있다. 두 개의 바이알의 내용물은 그런 다음 필요시, 예컨대 한 바이알의 성분을 꺼내어 다른 바이알에 그것을 첨가하거나, 또는 두 개의 바이알의 내용물을 꺼내어 세 번째 용기에서 그것들을 혼합함으로써 혼합될 수 있다.

또는 다르게는, 키트 성분 중 하나는 주사기에 있고, 다른 것은 바이알과 같은 용기에 들어있다. 주사기는 그것의 내용물을 혼합을 위해 바이알에 삽입하기 위해 사용될 수 있고 (예컨대 바늘을 사용하여), 그런 다음 혼합물이 주사기 안으로 빼내어진다. 그런 다음 주사기의 혼합된 내용물이 환자에게, 전형적으로는 새로운 멸균 바늘을 통해 투여될 수 있다. 한 성분을 주사기에 채우는 것은 환자 투여를 위해 별도의 주사기를 사용할 필요성을 제거한다.

바람직한 다른 구체예에서, 두 개의 키트 성분은 함께 보유되지만 동일한 주사기에 별도로, 예컨대 참고문헌 43 내지 50 등에서 개시되어 있는 것과 같이, 이중-챔버 주사기에 보유된다. 주사기가 작동되면 (예컨대 환자에게 투여하는 중에) 두 챔버의 내용물이 혼합된다. 이런 배치는 사용시 별도의 혼합 단계의 필요를 피하게 해준다.

다양한 키트 성분의 내용물은 일반적으로 모두 액체 형태이다. 어떤 배치에서 한 성분 (전형적으로 에멀션 성분보다는 항원 성분)은 건조 형태 (예컨대 동결건조된 형태)이고, 다른 성분은 액체 형태이다. 두 성분은 건조 성분을 재활성화시키기 위해 혼합될 수 있고, 그로써 환자에게 투여하기 위한 액체 조성물이 제공된다. 동결건조된 성분은 전형적으로 주사기보다는 바이알 내에 위치할 것이다. 건조된 성분은 안정화제, 예컨대 락토오스, 슈크로오스 또는 만니톨과, 그것들의 혼합물, 예컨대 락토오스/슈크로오스 혼합물, 슈크로오스/만니톨 혼합물 등을 포함할 수 있다. 가능한 한 가지 배치는 사전에 채워진 주사기 안의 액체 에멀션 성분과 바이알 중의 동결건조된 항원 성분을 사용한다.

만약 백신이 에멀션과 항원 이외의 성분을 함유한다면, 이들 추가의 성분은 이들 두 키트 성분과 하나의 키트에 포함되거나 세 번째 키트 성분의 일부가 될 수 있다.

본 발명의 혼합 백신에 대한, 또는 개별적인 키트 성분에 대한 적당한 용기로는 바이알과 일회용 주사기를 포함한다. 이들 용기는 멸균되어야 한다.

조성물/성분이 바이알에 위치하는 경우, 바이알은 바람직하게는 유리나 플라스틱 물질로 만들어지는 것이 좋다. 바이알은 바람직하게는 조성물이 그것에 첨가되기 전에 멸균된다. 라텍스-민감성 환자에게 일어나는 문제를 피하기 위하여, 바이알은 라텍스-유리 마개로 밀봉되는 것이 바람직하고, 모든 패키징 물질에 라텍스가 없는 것이 바람직하다. 한 구체예에서, 바이알은 부틸 고무 마개를 가진다. 바이알은 단일 투약 용량의 백신/성분을 포함하거나, 또는 1회 이상의 투약량 ('다중투약' 바이알), 예컨대 10회 투약량을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 바이알은 10×0.25ml 용량의 에멀션을 포함한다. 바람직한 바이알은 무색 유리로 만들어진다.

바이알은 맞춤식 뚜껑 (예컨대 루어락)을 가질 수 있어서 사전에 채워진 주사기가 뚜껑에 삽입되면, 주사기 내용물이 바이알 안으로 방출될 수 있고 (예컨대 그 안의 동결건조된 물질을 재구성하기 위하여), 바이알의 내용물은 주사기 안으로 다시 들어갈 수 있다. 주사기가 바이알로부터 제거된 후 바늘이 부착되고, 조성물은 환자에게 투여될 수 있다. 뚜껑은 바람직하게는 밀봉 또는 커버 내부에 위치함으로써 밀봉 또는 커버가 뚜껑이 연결되기 전에 제거될 수 있다.

조성물/성분이 주사기 안에 포장되는 경우, 주사기는 정상적으로는 그것에 바늘이 부착될 필요가 없지만, 별도의 바늘이 조립과 사용을 위해 주사기에 공급될 수 있다. 안전한 바늘이 바람직하다. 1인치 23-게이지, 1인치 25-게이지 및 5/8인치 25-게이지 바늘이 전형적으로 사용된다. 주사기에는 떼어서 쓸 수 있는 라벨이 붙어 있어서, 거기에 로트 번호, 인플루엔자 계절 및 내용물의 만기일이 인쇄되어 기록 유지를 촉진할 수 있다. 주사기의 플런저에는 바람직하게도 마개가 있어서 플런저가 흡인 중에 우발적으로 제거되는 것을 방지한다. 주사기에는 라텍스 고무 뚜껑 및/또는 플런저가 달릴 수 있다. 주사기에는 일반적으로 바늘이 부착되기 전에 밀봉하기 위해 첨단 뚜껑이 있을 것이고, 그 첨단 뚜껑은 부틸 고무로 만들어지는 것이 바람직하다. 만약 주사기와 바늘이 별도로 포장된다면 바늘은 부틸 고무 보호장치로 막아놓는 것이 바람직하다.

에멀션은 바이알 또는 주사기 안에 포장되기 전에 완충제로 희석될 수 있다. 전형적인 완충제로는 포스페이트 완충제, 트리스 완충제; 붕산염 완충제; 숙시네이트 완충제; 히스티딘 완충제; 또는 시트레이트 완충제가 있다. 희석으로는 보조제의 성분들의 농도를 감소시킬 수 있는 한편 그것들의 상대적인 특성, 예컨대 "반(half)-강도" 보조제를 제공하는 특성은 보유된다.

용기는 반-투약 부피를 나타내기 위하여, 예컨대 어린이에 대한 전달을 용이하게 하기 위해 표지될 수 있다. 예를 들어 0.5ml 용량을 함유하고 있는 주사기는 0.25ml 부피를 나타내는 표시를 가질 수 있다.

유리 용기 (예컨대 주사기 또는 바이알)이 사용되는 경우, 소다 석회 유리보다는 붕규산염 유리로부터 제조된 용기를 사용하는 것이 바람직하다.

다양한 항원이 수-중-유 에멀션과 함께 사용될 수 있는데, 예를 들면 그것들에 한정되는 것은 아니지만, 바이러스 항원, 예컨대 바이러스 표면 단백질; 박테리아 항원, 예컨대 단백질 및/또는 당 항원; 진균 항원; 기생충 항원; 및 종양 항원이 있다. 본 발명은 특히 인플루엔자 바이러스, HIV, 십이지장충, B형 간염 바이러스, 단순 포진 바이러스, 광견병, 호흡기 합포체 바이러스, 사이토메갈로 바이러스, 스타필로코쿠스 아우레우스, 클라미디아, SARS 코로나바이러스, 바리셀라 조스터 바이러스, 스트렙토코쿠스 뉴모니아에, 나이지리아 메닝기티디스, 마이코박테리움 튜베르큘로시스, 바실루스 안트라시스, 엡스타인 바르 바이러스, 사람 유두종 바이러스 등에 대한 백신에 유용하다. 예를 들면 다음과 같다:

⊙ 인플루엔자 바이러스 항원: 이것들은 살아있는(생) 바이러스 또는 비활성화된 바이러스의 형태를 취할 수 있다. 비활성화된 바이러스가 사용되는 경우, 백신은 전체 비리온, 분열된 비리온, 또는 정제된 표면 항원 (헤마글루티닌을 포함하고, 보통 뉴라미니다제를 포함하기도 한다)을 포함할 수 있다. 인플루엔자 항원은 또한 비로좀의 형태로 존재할 수 있다. 항원은 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H10, H11, H12, H13, H14, H15 및/또는 H16으로부터 선택된, 어떠한 헤마글루티닌 하위유형이든지 가질 수 있다. 백신은 하나 또는 그 이상의 (예컨대 1, 2, 3, 4 또는 그 이상) 인플루엔자 바이러스 스트레인, 이를테면 인플루엔자 A 바이러스 및/또는 인플루엔자 B 바이러스로부터의 항원(들)을 포함할 수 있고, 예를 들면 일가 A/H5N1 또는 A/H1N1 백신, 또는 3가 A/H1N1 + A/H3N2 백신이 있다. 인플루엔자 바이러스는 재교배 스트레인일 수 있고, 역 유전자 기법 [예컨대 51 내지 55]에 의해 얻어질 수도 있다. 그러므로 바이러스는 A/PR/8/34 바이러스로부터의 하나 또는 그 이상의 RNA 절편 (전형적으로 A/PR/8/34로부터 6개의 절편과, 백신 스트레인으로부터의 HA 및 N 절편들, 즉 6:2 재교배체)을 포함할 수 있다. 항원의 공급원으로서 사용된 바이러스는 알 (예컨대 발육 계란)상에서 또는 세포 배양 중에 성장될 수 있다. 세포 배양이 사용되는 경우, 세포 기질은 전형적으로 포유류 셀라인, 예컨대 MDCK; CHO; 293T; BHK; Vero; MRC-5; PER.C6; WI-38 등일 것이다. 인플루엔자 바이러스를 성장시키기에 바람직한 포유류 셀라인으로는 Madin Darby 개 신장으로부터 유도된 MDCK 세포 [56-59]; 아프리카 녹색 원숭이 신장으로부터 유도된 베로 세포 [60-62]; 또는 사람 배아(embryonic) 망막모세포로부터 유도된 PER.C6 세포[63]가 있다. 바이러스가 포유류 셀라인 상에서 성장한 경우, 조성물은 유익하게도 난단백질 (예컨대 오브알부민 및 오보뮤코이드)과 닭의 DNA가 없음으로써, 알레르기 유발성이 감소된다. 백신의 단위 용량은 전형적으로 헤마글루티닌 (HA) 함량을 참조로 표준화되며, 전형적으로 SRID에 의해 측정된다. 기존의 백신은 전형적으로 스트레인 당 약 15㎍의 HA를 함유하지만, 더 낮은 용량이 사용될 수 있고, 특히 보조제를 사용할 때 그러하다. 부분적인 용량, 예컨대 1/2 (즉 스트레인 당 7.5㎍의 HA), 1/4 및 1/8이 사용될 수 있고 [64,65], 더 높은 용량 (예컨대 3배 또는 9배 용량 [66,67])이 사용될 수 있다. 그러므로 백신은 인플루엔자 스트레인 당 0.1 내지 150㎍의 HA, 바람직하게는 0.1 내지 50㎍, 예컨대 0.1 내지 20㎍, 0.1 내지 15㎍, 0.1 내지 10㎍, 0.1 내지 7.5㎍, 0.5 내지 5㎍의 HA 등을 포함할 수 있다. 특정 용량은 스트레인 당 예컨대 약 15, 약 10, 약 7.5, 약 5, 약 3.8, 약 3.75. 약 1.9, 약 1.5를 포함한다.

⊙ 사람 면역결핍 바이러스. HIV-1 및 HIV-2를 포함한다. 항원은 전형적으로 엔벨로프 항원일 것이다.

⊙ B형 간염 바이러스 표면 항원. 이 항원은 바람직하게는 재조합 DNA 방법에 의해, 예컨대 사카로마이세스 세레비시아에에서의 발현 후에 얻어진다. 천연 바이러스 HBsAg와 달리 재조합 효모-발현된 항원은 글리코실화되지 않는다. 그것은 실질적으로 구형 입자의 형태일 수 있고 (평균 직경은 약 20nm이다), 인지질을 포함한 지질 매트릭스를 포함한다. 천연 HBsAg와 달리 효모-발현된 입자는 포스파티딜이노시톨을 포함할 수 있다. HBsAg는 하위유형 ayw1, ayw2, ayw3, ayw4, ayr, adw2, adw4, adrq- 및 adrq+ 중 어느 것으로부터든지 유래될 수 있다.

⊙ 십이지장충. 특히 개에서 볼 수 있는 십이지장충 (Ancylostoma caninum). 이 항원은 재조합 Ac-MTP-1 (아스타신-유사 메탈로프로테아제) 및/또는 아스파르트산 헤모글로비나제 (Ac-APr-1)일 수 있고, 그것은 분비된 단백질로서 배큘로바이러스/곤충 세포에서 발현될 수 있다 [68,69].

⊙ 단순 포진 바이러스 항원 (HSV). 본 발명에 사용하기에 바람직한 HSV 항원은 막 당단백질 gD이다. HSV-2 스트레인으로부터의 gD ('gD2' 항원)를 사용하는 것이 바람직하다. 조성물은 C-말단 막 고정 영역이 결실되어 있는 gD 형태, 예컨대 C-말단에 아스파라긴과 글루타민이 첨가되어 있는 천연 단백질의 아미노산 1 내지 306을 포함하는 절단된 gD를 사용할 수 있다 [70]. 단백질의 이런 형태는 절단되어 성숙한 283 아미노산 단백질을 생성하는 신호 펩티드를 포함한다. 고정부의 결실은 단백질이 가용성 형태로 제조되는 것을 가능하게 한다.

⊙ 사람 유두종 바이러스 항원 (HPV). 본 발명에 사용하기에 바람직한 HPV 항원은 L1 캡시드 단백질로, 바이러스-유사 입자 (VLP)로서 알려져 있는 구조를 형성하기 위해 어셈블될 수 있다. VLP는 효모 세포에서 (예컨대 S. cerevisiae에서) 또는 곤충 세포에서 (예컨대 스포도프테라 세포, 예컨대 S. frugiperda, 또는 드로조필라 세포에서) L1의 재조합 발현에 의해 생성될 수 있다. 효모 세포의 경우, 플라스미드 벡터가 L1 유전자(들)을 운반할 수 있고; 곤충 세포의 경우 배큘로바이러스 벡터가 L1 유전자(들)을 운반할 수 있다. 보다 바람직하게는 조성물은 HPV-16 및 HPV-18 스트레인 둘 다로부터의 L1 VLP를 포함한다. 이런 이가의 조합은 매우 효과적인 것으로 밝혀졌다 [71]. HPV-16 및 HPV-18 스트레인 외에, HPV-6 및 HPV-11 스트레인으로부터의 L1 VLP를 포함하는 것도 가능하다. 발암성 HPV를 사용하는 것 또한 가능하다. 백신은 HPV 스트레인 당 20 내지 60㎍/ml (예컨대 약 40㎍/ml)의 L1을 포함할 수 있다.

⊙ 탄저병 항원. 탄저병은 바실루스 안트라시스에 의해 유발된다. 적당한 B.anthracis 항원은 A-성분 (치사 인자 (LF) 및 부종 인자 (EF))을 포함하며, 그것 중 두 가지는 보호성 항원 (PA)으로서 알려져 있는 공통되는 B-성분을 공유할 수 있다. 항원은 임의로 독성이 제거될 수 있다. 추가의 상세한 설명은 참고문헌 [72 내지 74]에서 볼 수 있다.

⊙ S. aureus 항원. 다양한 S.aureus 항원이 알려져 있다. 적당한 항원으로는 캡슐형 당 (예컨대 타입 5 및/또는 타입 8 스트레인으로부터) 및 단백질 (예컨대 IsdB, Hla 등)을 포함한다. 캡슐형 당 항원은 이상적으로 담체 단백질에 포합된다.

⊙ S. pneumoniae 항원. 다양한 S.pneumoniae 항원이 알려져 있다. 적당한 항원으로는 캡슐형 당 (예컨대 하나 또는 그 이상의 혈청형 1, 4, 5, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F, 및/또는 23F) 및 단백질 (예컨대 독성이 제거된 뉴모라이신, 폴리히스티딘 트리애드 단백질 D (PhtD) 등)을 포함한다. 캡슐형 당 항원은 이상적으로 담체 단백질에 포합된다.

⊙ 암 항원. 다양한 종양-특이적 항원이 알려져 있다. 본 발명은 폐암, 흑색종, 유방암, 전립선암 등에 대해 면역치료적 반응을 유도하는 항원과 함께 사용될 수 있다.

항원 용액은 정상적으로 에멀션과, 예컨대 1:1 부피 비로 혼합될 수 있다. 이 혼합은 백신 제조업체에 의해 충전 전에 수행되거나 또는 사용 시점에서 건강관리 종사자에 의해 수행될 수 있다.

약제학적 조성물

본 발명의 방법을 사용하여 만들어진 조성물은 약제학적으로 허용된다. 그것은 에멀션 및 임의의 항원 이외의 성분들을 포함할 수 있다.

조성물은 보존제, 예컨대 티오메르살 또는 2-페녹시에탄올을 포함할 수 있다. 그러나 백신은 실질적으로 수은 함유 물질이 없는데 (즉 5㎍/ml 미만), 예컨대 티오메르살이 없다 [75, 76]. 수은을 함유하지 않은 백신과 성분이 보다 바람직하다.

조성물의 pH는 일반적으로 5.0과 8.1 사이일 것이고, 보다 전형적으로는 6.0과 8.0 사이, 예컨대 6.5와 7.5 사이이다. 그러므로 본 발명의 방법은 포장 전에 백신의 pH를 조정하는 단계를 포함한다.

조성물은 바람직하게는 멸균이다. 조성물은 바람직하게는 발열성 물질이 없다. 있더라도 예를 들어 용량당 <1 EU를 함유하고, 바람직하게는 용량당 0.1EU 미만이다. 조성물은 바람직하게는 글루텐이 없다.

조성물은 단일 면역화를 위한 물질을 포함할 수 있거나, 또는 다중 면역화를 위한 물질을 포함할 수 있다 (즉 '다중용량' 키트). 보존제의 포함은 다중용량 배치에 바람직하다.

백신은 전형적으로 약 0.5ml의 단위용량으로 투여되지만, 절반의 용량 (즉 약 0.25ml)이 어린이에게 투여될 수 있다.

치료 방법, 및 백신의 투여

본 발명은 본 발명의 방법을 사용하여 제조된 키트와 조성물을 제공한다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 조성물은 사람 환자에게 투여하기에 적당하고, 본 발명은 그런 조성물을 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 환자의 면역 반응을 상승시키는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 의약으로서의 용도에 대해 이들 키트와 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한 환자의 면역 반응을 상승시키기 위하여 의약을 제조할 때 (i) 항원의 수성 제제; 및 (ii) 본 발명에 따라 제조된 수-중-유 에멀션의 사용을 제공한다.

이들 방법 및 용도에 의해 상승된 면역 반응은 일반적으로 항체 반응, 바람직하게는 보호성 항체 반응을 포함할 것이다.

조성물은 다양한 방식으로 투여될 수 있다. 가장 바람직한 면역화 경로는 근육 내 주사에 의한 것 (예컨대 팔이나 다리에)이지만 , 다른 활용가능한 경로로 피하 주사, 비내 주사 [77 내지 79], 경구 투여 [80], 피내 주사 [81,82], 경피 주사 [83] 등을 포함한다.

본 발명에 따라 제조된 백신은 어린이와 성인을 모두 치료하기 위해 사용될 수 있다. 환자는 1세 미만, 1세 내지 5세, 5세 내지 15세, 15세 내지 55세, 또는 최소한 55세일 수 있다. 환자는 더 고령일 수 있고 (예컨대 50세 이상, 바람직하게는 65세 이상), 어릴 수 있고 (예컨대 5세 이하), 입원 환자, 보건 종사자, 군인 및 군 부대원, 임산부, 만성병자, 면역결핍 환자, 및 해외 여행객일 수 있다. 백신은 이들 군에 대해서는 단독으로 사용되는 것이 적당하지 않지만, 집단에서는 보다 일반적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 백신은 실질적으로 다른 백신과 동시에 (예컨대 동일한 의료 상담 중에 또는 건강관리 전문가를 방문한 때에) 환자에게 투여될 수 있다.

중간 과정

본 발명은 또한 수-중-유 에멀션의 제조 방법을 제공하는데, 그 방법은 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 두 번째 에멀션을 형성한 후 두 번째 에멀션을 여과하는 것을 포함한다. 첫 번째 에멀션은 상기에서 설명된 특징을 가진다.

본 발명은 또한 두 번째 에멀션, 즉 미세 액화된 에멀션의 여과를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법을 제공한다. 미세 액화된 에멀션은 상기에서 설명된 특징을 가진다.

본 발명은 또한 에멀션과 항원을 조합하는 것을 포함하는, 백신의 제조 방법을 제공하는데, 이때 에멀션은 상기에서 설명된 특징을 가진다.

특정 구체예

본 발명의 특정 구체예는 다음을 포함한다:

ㆍ (i) 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계; (ii) 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; 그리고 (iii) 친수성 막을 사용하여 두 번째 에멀션을 여과하는 단계로 이루어지는, 스쿠알렌을 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법.

ㆍ (i) 5000nm 또는 그보다 작은 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계; (ii) 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; 그리고 (iii) 친수성 막을 사용하여 두 번째 에멀션을 여과하는 단계로 이루어지는, 수-중-유 에멀션의 제조 방법.

ㆍ (i) 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계; (ii) 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; 그리고 (iii) 친수성 막을 사용하여 두 번째 에멀션을 여과하는 단계로 이루어지는, 수-중-유 에멀션의 제조 방법.

ㆍ (i) 균등화기를 사용하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는, 스쿠알렌을 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법으로, 이때 첫 번째 에멀션은 첫 번째 에멀션 성분들을 균등화기를 여러 번 통하여 순환시킴으로써 형성된다.

ㆍ 스쿠알렌을 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법. 그 방법은 (b) 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하고, 이때 두 번째 에멀션은 첫 번째 에멀션 용기로부터 두 번째 에멀션 성분들을, 첫 번째 미세 액화 장치를 통해 두 번째 에멀션 용기에 전달한 후 두 번째 미세 액화 장치를 통과시킴으로써 두 번째 에멀션 성분들을 순환시킴으로써 형성되고, 이때 첫 번째 및 두 번째 미세 액화 장치는 동일하다.

ㆍ 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통해 통과시킴으로써 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계로 이루어지는 수-중-유 에멀션의 제조 방법, 이때 미세 액화 장치는 다수의 Z-형 채널과, 최소한 한 채널을 가지고 있는 보조 프로세싱 모듈을 포함하는 상호작용 챔버를 포함하고 있고, 상기 보조 프로세싱 모듈은 상호작용 챔버의 아래쪽에 위치하고 있다.

ㆍ 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통하여 통과시킴으로써 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법, 이때 미세 액화 장치는 상호작용 챔버와, 다수의 채널을 포함하는 보조 프로세싱 모듈을 포함한다.

ㆍ 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통하여 통과시킴으로써 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법, 이때 미세 액화 장치는 상호작용 챔버를 포함하고, 상호작용 챔버의 입구에서 에멀션 성분의 압력은 실질적으로 에멀션이 미세 액화 장치에 공급되는 동안의 시간의 최소한 85% 동안 일정하다.

ㆍ 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법, 이때 첫 번째 에멀션의 형성은 비활성 기체, 예컨대 질소 하에서, 예컨대 최대 0.5바까지의 압력에서 수행된다.

ㆍ 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통하여 통과시킴으로써 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 수-중-유 에멀션의 제조 방법, 이때 두 번째 에멀션의 형성은 비활성 기체, 예컨대 질소 하에서, 예컨대 최대 0.5바까지의 압력에서 수행된다.

ㆍ (i) 첫 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계; (ii) 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 첫 번째 평균 오일 방울 크기보다 작은 두 번째 평균 오일 방울 크기를 가지는 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; (iii) 두 번째 에멀션을 여과하는 단계; 그리고 (iv) 수-중-유 에멀션을 멸균 플렉스 백에 전달하는 단계로 이루어지는, 수-중-유 에멀션의 제조방법.

일반

용어 "포함하는"은 "포함하는"과 "구성되는"을 포함하는데, 예컨대 X를 "포함하는" 조성물은 X로만 구성되는 것일 수 있고, 또는 추가의 어떤 것, 예컨대 X+Y를 포함하는 것일 수 있다.

단어 "실질적으로"는 "완전히"를 배제하지는 않는다. 예컨대 Y가 "실질적으로 없는" 조성물은 완전히 Y가 없는 것일 수 있다. 필요하다면, 단어 "실질적으로"는 본 발명의 정의로부터 생략될 수 있다.

용어 "약"은 숫자 값 x와 관련하여 임의적인 것이고, 예를 들면 x±10%를 의미한다.

구체적인 언급이 없는 한, 둘 또는 그 이상의 성분을 혼합하는 단계를 포함하는 과정은 어떠한 특정 순서로 혼합하는 것을 필요로 하지 않는다. 그러므로 성분들은 어떠한 순서로든지 혼합될 수 있다. 세 가지 성분이 있게 되는 경우, 두 성분이 상호 조합된 후에 그 조합은 세 번째 성분과 조합될 수 있다.

세포 배양에 동물 (및 특히 소의) 물질이 사용되는 경우, 그것들은 전염성의 스펀지 같은 뇌병증 (TSE), 및 특히 소의 스펀지 같은 뇌병증 (BSE)이 없는 공급원으로부터 얻어져야 한다. 전체적으로 동물-유도된 물질이 전혀 없는 세포를 배양하는 것이 바람직하다.

도 1은 첫 번째 에멀션을 형성하기 위해 사용될 수 있는 균등화기의 특정 실례를 도시한다.
도 2는 그런 균등화기에 사용될 수 있는 회전자 및 고정자를 상세하게 도시한다.
도 3은 동시적인 강화제 펌프 모드에 대한 두 개의 압력 프로필을 도시한다.
도 4는 Z-형 채널 상호작용 챔버를 도시하다.
도 5는 타입 I 순환을 도시하는 한편, 도 6은 타입 II 순환을 도시한다. 용기는 "C"로 표지되는 반면, 균등화기는 "H"로 표지된다. 유체 이동의 방향 및 순서가 도시된다.
도 6에서는 균등화기가 두 개의 유입 화살표와 두 개의 유출 화살표를 가지는 것으로 나타나지만, 실제로 균등화기는 단일 유입 채널과 단일 유출 채널을 가진다.

스쿠알렌, 폴리소르베이트 80, 소르비탄 트리올레에이트 및 시트르산 나트륨 완충제를 포함하는 첫 번째 에멀션을 균질화하여 제조했다. 첫 번째 에멀션은 그것의 평균 오일 방울 크기가 1200nm 이하가 되고, 1.2㎛보다 큰 크기를 가진 오일 방울의 수가 5 x 10⁹/mL 이하가 될 때까지 균질화되었다.

다음에, 첫 번째 에멀션을 미세 액화하여 두 번째 에멀션을 형성했다. 미세 액화 장치는 약 700 바(즉, 약 1000psi)의 실질적으로 일정한 압력을 제공하는 2개의 동기식 강화제 펌프를 포함했다. 에멀션을 미세 액화 장치를 5번 통과시켰다. 에멀션은 냉각 메커니즘을 사용하여 미세 액화 동안 40±5℃의 온도에서 유지되었다.

4번의 테스트 과정을 수행했다. 제1차 테스트 쌍에서, 단일 채널 보조 처리 모듈(APM)는 제조자에 의해 권장된 대로 8-채널 Z-형 상호작용 챔버(IXC)의 상류에 위치되었고, 미세 액화 장치에서 에멀션의 유속은 10.2L/min였다. 제2차 테스트 쌍에서는 멀티-채널 APM가 8-채널 Z-형 IXC의 하류에 위치되었고, 미세 액화 장치에서 에멀션의 유속은 11.6L/min였다. 두 테스트는 모두 대규모에서 수행되었다(250 리터). 4번의 테스트 과정의 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 도시된 대로, APM이 IXC의 하류에 위치되었던 테스트 과정에서는 에멀션의 평균 입자 크기가 더 작았고, 크기가 1.2㎛보다 큰 입자도 더 적었다. 또한, IXC-APM 순서는 1회 통과 후 200nm 이하의 입자 직경에 도달했지만, APM-IXC 순서에서는 4회 통과 후에도 이 크기에 도달하지 못했다. 따라서, Z-형 IXC의 하류에 APM의 배치는 대규모 제조에서 유익한 것으로 나타났다.

본 발명의 단지 예시의 방식으로 설명되었으며, 본 발명의 범위 및 사상 안에서 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

참고문헌

Claims

제 1 평균 오일 방울 크기를 가진 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통과시켜 제 1 평균 오일 방울 크기보다 작은 제 2 평균 오일 방울 크기를 가진 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; 및
상기 두 번째 에멀션을 여과하는 단계를 포함하며,
상기 미세 액화 장치가 복수의 Z-형 채널을 포함하는 상호작용 챔버 및 적어도 하나의 채널을 포함하는 배압 챔버를 포함하고, 상기 배압 챔버가 상호작용 챔버의 하류에 위치된, 수-중-유 에멀션을 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서, 첫 번째 에멀션은 제 1 압력에서 상호작용 챔버에 도입되고, 두 번째 에멀션은 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 배압 챔버를 빠져나가며, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 80 내지 95%는 상호작용 챔버를 가로질러 강하되고, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 5 내지 20%는 배압 챔버를 가로질러 강하되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 배압 챔버가 복수의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 평균 오일 방울 크기를 가진 첫 번째 에멀션을 미세 액화 장치를 통과시켜 제 1 평균 오일 방울 크기보다 작은 제 2 평균 오일 방울 크기를 가진 두 번째 에멀션을 형성하는 단계; 및
두 번째 에멀션을 여과하여 최종 에멀션을 제공하는 단계를 포함하며,
상기 미세 액화 장치가 복수의 채널을 포함하는 상호작용 챔버 및 복수의 채널을 포함하는 배압 챔버를 포함하는, 수-중-유 에멀션을 제조하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 첫 번째 에멀션은
(i) 제 1 압력으로 상기 상호작용 챔버에 도입되고, 두 번째 에멀션이 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에서 배압 챔버를 빠져나가거나; 또는
(ii) 제 1 압력으로 상기 배압 챔버에 도입되고, 두 번째 에멀션이 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에서 상호작용 챔버를 빠져나가고;
제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 80 내지 95%는 상호작용 챔버를 가로질러 강하되고, 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 압력 차이의 5 내지 20%는 배압 챔버를 가로질러 강하되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배압 챔버의 채널 또는 채널들은 Z-형 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 균등화기를 사용하여 첫 번째 에멀션을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 평균 오일 방울 크기는 5000nm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첫 번째 에멀션에서 1.2㎛보다 큰 크기를 가진 오일 방울의 수는 5 x 10¹¹/mL 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 평균 오일 방울 크기는 500nm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 평균 오일 방울 크기는 200nm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 번째 에멀션에서 1.2㎛보다 큰 크기를 가진 오일 방울의 수는 5 x 10¹⁰/mL 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션에서 1.2㎛보다 큰 크기를 가진 오일 방울의 수는 5 x 10⁸/mL 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션은 2~20vol%의 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션은 계면활성제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션은 스쿠알렌, 폴리소르베이트 80 및 소르비탄 트리올레에이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션은 스쿠알렌 5vol%, 폴리소르베이트 80 0.5vol% 및 소르비탄 트리올레에이트 0.5vol%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최종 에멀션을 멸균 용기에 포장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따라서 에멀션을 제조하는 단계; 및
상기 에멀션을 항원과 조합하는 단계를 포함하는 백신 조성물의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따라서 에멀션을 제조하는 단계; 및
상기 에멀션을 항원 성분과 함께 키트 성분으로서 키트 내에 포장하는 단계를 포함하는 백신 키트의 제조 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 키트 성분들을 분리된 바이알에 넣는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 바이알은 붕규산 유리로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 보조제는 벌크 보조제이고, 상기 방법은 키트 성분으로서 포장하기 위해서 벌크 보조제로부터 단위 용량을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 항원은 인플루엔자 바이러스 항원인 것을 특징으로 하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 에멀션과 항원은 백신 조성물을 형성하고, 상기 백신 조성물은 바이러스 균주 당 0.1 내지 50μg의 헤마글루티닌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 에멀션과 항원의 조합은 백신 조성물을 형성하고, 상기 백신 조성물은 인플루엔자 바이러스 균주당 1.5 내지 50μg의 헤마글루티닌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 에멀션과 항원의 조합은 백신 조성물을 형성하고,상기 백신 조성물은 티오메르살 또는 2-페녹시에탄올 보존제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상호작용 챔버는 에멀션의 오일 방울 크기를 감소시키고, 1.2㎛보다 큰 크기를 가진 오일 방울의 수를 감소시킬 수 있는 압력하에 에멀션이 지나가고 또한 에멀션이 가속되는 복수의 고정된 기하구조 채널을 가지며, 상기 상호작용 챔버의 채널은 복수의 실질적으로 직각의 코너를 포함하고, 상기 배압 챔버는 에멀션이 지나가는 적어도 하나의 고정된 기하구조 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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