RU2122463C1

RU2122463C1 - Ultrafiltration method of depyrogenization of preparations

Info

Publication number: RU2122463C1
Application number: RU97105981A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Исрафилов; А.Г. Лютов; Г.Б. Кудашева; Т.А. Баталова; С.А. Еникеева
Original assignee: Государственное предприятие Научно-Производственное Объединение "Иммунопрепарат"
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-11-27

Abstract

FIELD: pharmaceutical industry. SUBSTANCE: invention relates to production of drugs with molecular weight less than 10000 Da and may be used for purification of drugs by removing pyrogenic substances. The latter is accomplished by single or double ultrafiltration at pH 1.5 to 4.0. EFFECT: enhanced purification efficiency. 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к производству лекарственных препаратов и может быть использовано для депирогенизации препаратов, выдерживающих pH от 1,5 до 4,0 и мол.м. менее 10000 Да. The invention relates to the production of drugs and can be used for depyrogenation of drugs that withstand pH from 1.5 to 4.0 and mol.m. less than 10,000 Yes.

Существует несколько подходов к удалению пирогена (липополисахарида, эндотоксина) из водных растворов лекарственных соединений: адсорбция на активированном угле, асбесте или гидроокиси алюминия; адсорбция на ионообменнике; ультрафильтрация; связывание аффинными сорбентами. Однако эти способы не всегда дают положительный эффект и часто приводят к значительной потере очищаемой субстанции. There are several approaches to removing pyrogen (lipopolysaccharide, endotoxin) from aqueous solutions of medicinal compounds: adsorption on activated carbon, asbestos or aluminum hydroxide; adsorption on an ion exchanger; ultrafiltration; affinity sorbent binding. However, these methods do not always give a positive effect and often lead to a significant loss of the purified substance.

Адсорбция активированным углем протекает с высокой потерей очищаемого продукта, имеются трудности в удалении активированного угля и гидроокиси алюминия из раствора. Ионообменная или гидрофобная хроматография не дает постоянных положительных результатов из-за использования только ионных или только гидрофобных взаимодействий. Хроматографический материал может деградироваться и попасть в препарат. Часто сам сорбент может стать источником пирогена из-за многократного использования и длительного процесса хроматографии. Аффинный способ пока не может быть использован, так как он не гарантирует от попадания лиганда, сшивающего агента в препарат. Adsorption by activated carbon proceeds with a high loss of the product being purified; there are difficulties in removing activated carbon and aluminum hydroxide from the solution. Ion-exchange or hydrophobic chromatography does not give permanent positive results due to the use of only ionic or only hydrophobic interactions. Chromatographic material may degrade and enter the preparation. Often, the sorbent itself can become a source of pyrogen due to repeated use and a long chromatography process. The affinity method cannot yet be used, since it does not guarantee against the ingress of a ligand, a crosslinking agent into the preparation.

По данным литературы молекулы липополисахарида (ЛПС) имеет мол.м. от 10000 до 8000000 Дальтон и отрицательный заряд за счет нековалентно-связанных фосфолипидов. В последнее время для низкомолекулярных соединений во все мире получил распространение метод депирогенизации ультрафильтрацией
Первоначально считали, что однократная ультрафильтрация на мембранах 10000 Да обеспечивает 100% удаление пирогена ). Однако затем выяснилось, то при высоких уровнях пирогена даже двукратная ультрафильтрация не дает желаемого эффекта, так как на процесс депирогенизации влияют многие ранее неучитываемые факторы, например присутствие детергентов, комплексообразователей, солей кальция, магния. Нами известно также влияние величины pH раствора на процесс депирогенизации. В литературе влияние pH на агрегатное состояние пирогена не описано, хотя данный способ наиболее оптимален и прост: не требует внесения специальных химических соединений, которые необходимо полностью удалить из конечного продукта.According to the literature, the lipopolysaccharide (LPS) molecule has a mol.m. from 10,000 to 8,000,000 Daltons and a negative charge due to non-covalently bound phospholipids. Recently, depyrogenation by ultrafiltration has become widespread for low molecular weight compounds throughout the world.
Initially it was believed that a single ultrafiltration on 10,000 Da membranes provides 100% pyrogen removal). However, then it turned out that at high levels of pyrogen even double ultrafiltration does not give the desired effect, since the process of depyrogenation is affected by many previously unaccounted factors, for example, the presence of detergents, complexing agents, calcium salts, and magnesium. We also know the effect of the pH of the solution on the depyrogenation process. In the literature, the effect of pH on the state of aggregation of pyrogen is not described, although this method is the most optimal and simple: it does not require the introduction of special chemical compounds that must be completely removed from the final product.

Наиболее близким аналогом является метод однократной или двукратной обработки ультрафильтрацией при нейтральном pH на мембране 10000-20000 Да. На первой стадии получают фильтрат номер 1, на втором этапе фильтрат подвергают повторной ультрафильтрации и уже фильтрат номер 2 используется в качестве целевого продукта. Недостатками этого способа являются низкая эффективность снятия пирогенности из-за отсутствия учета влияния pH агрегатное состояние ЛПС. The closest analogue is the method of single or double treatment by ultrafiltration at a neutral pH on a membrane of 10000-20000 Da. At the first stage, filtrate number 1 is obtained, at the second stage, the filtrate is subjected to repeated ultrafiltration and filtrate number 2 is already used as the target product. The disadvantages of this method are the low efficiency of removing pyrogenicity due to the lack of consideration of the effect of pH on the state of aggregation of LPS.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является удаление пирогена из растворов низкомолекулярных лекарственных соединений. The task to which the invention is directed is the removal of pyrogen from solutions of low molecular weight drug compounds.

Достигаемый технический результат заключается в увеличении выхода целевого продукта за счет повышения эффективности удаления пирогена. The technical result achieved is to increase the yield of the target product by increasing the efficiency of pyrogen removal.

Сущность изобретения заключается в следующем: в растворе пирогенного лекарственного средства перед ультрафильтрацией устанавливают величину pH 1,5 - 4,0 с помощью раствора соляной кислоты, затем проводят одно- или двукратную ультрафильтрацию и после этого коррегируют pH до необходимого значения. The essence of the invention is as follows: in a solution of a pyrogenic drug, before ultrafiltration, a pH of 1.5-4.0 is established using a solution of hydrochloric acid, then one or two ultrafiltration is carried out and then the pH is adjusted to the desired value.

В отличие от прототипа в заявляемом способе перед ультрафильтрацией снижают pH до 1,5 - 4,0. Понижение pH приводит к снижению общей величины заряда липополисахаридов, следовательно, его растворимости, уменьшению межмолекулярных электростатических взаимодействий между лекарственным средством и ЛПС, увеличению взаимодействия между молекулами липополисахарида, и, следовательно, к увеличению молекулярного веса пирогенов и в результате к задерживанию липополисахаридов ультрафильтрационной мембраной. In contrast to the prototype in the present method before ultrafiltration, reduce the pH to 1.5 to 4.0. Lowering the pH leads to a decrease in the total charge of lipopolysaccharides, therefore, to its solubility, to a decrease in intermolecular electrostatic interactions between the drug and LPS, to an increase in the interaction between the lipopolysaccharide molecules, and, consequently, to an increase in the molecular weight of pyrogens and, as a result, to the retention of lipopolysaccharides by an ultrafiltration membrane.

Данный технологический прием позволил провести депирогенизацию практически всех серий кокарбоксилазы, аминокровина, глюкозы и других препаратов с низким молекулярным весом. This technological technique allowed depyrogenation of almost all series of cocarboxylase, aminokrovin, glucose, and other drugs with a low molecular weight.

В отличие от этого прототип не снимал пирогенности. In contrast, the prototype did not remove pyrogenicity.

Пирогенность или апирогенность лекарственных препаратов оценивалась по Государственной Фармакопее СССР, 11 издание, вып. 2. Раствор лекарственного средства считали апирогенным, если сумма повышения температур у трех кроликов была меньше или равна 1,4^oC. Если эта сумма превышала 2,2^oC, то раствор лекарственного препарата считали пирогенным. Тест-доза составляла 5 мг препарата для кокарбоксилазы или 10 мл на 1 кг массы тела кролика для глюкозы и аминокровина.Pyrogenicity or pyrogen-freeness of drugs was evaluated according to the State Pharmacopoeia of the USSR, 11th edition, vol. 2. The drug solution was considered pyrogen-free if the sum of the temperature increase in three rabbits was less than or equal to 1.4 ^o C. If this amount exceeded 2.2 ^o C, then the drug solution was considered pyrogenic. The test dose was 5 mg of the drug for cocarboxylase or 10 ml per 1 kg of rabbit body weight for glucose and aminokrovin.

В процессе выбора параметров были определены следующие оптимальные значения pH: от 1,5 до 4,0. При увеличении pH более 4,0 не удавалось устранить пирогенность лекарственного средства, а уменьшение величины pH ниже 1,5 приводило к инактивации препаратов и выходило за пределы стабильности ультрафильтрационных мембран. In the process of selecting parameters, the following optimal pH values were determined: from 1.5 to 4.0. With an increase in pH of more than 4.0, it was not possible to eliminate the pyrogenicity of the drug, and a decrease in pH below 1.5 led to inactivation of the preparations and went beyond the stability of ultrafiltration membranes.

В табл. 1 представлены данные, полученные в результате депирогенизации заявляемым способом и прототипом. Выход препаратов по заявляемому способу составил 79,80 ± 14,47% а процент депирогенизированных серий составил 95 ± 4,87. По прототипу выход целевого продукта составил 30,27 ± 5,17, а количество серий препарата, с устраненным пирогеном - лишь 30 ± 6,71. In the table. 1 presents the data obtained as a result of depyrogenation of the claimed method and prototype. The yield of drugs by the present method was 79.80 ± 14.47% and the percentage of depyrogenated series was 95 ± 4.87. According to the prototype, the yield of the target product was 30.27 ± 5.17, and the number of batches of the drug with the eliminated pyrogen was only 30 ± 6.71.

Процесс осуществляется следующим образом. В растворе пирогенного препарата 1 N раствором соляной кислоты устанавливают pH 1,5-4,0, проводят одно или двукратную ультрафильтрацию на мембранах. В качестве ультрафильтрационных мембран могут использоваться полисульфоновые или полиамидные мембраны типа PTGC (полисульфоновые) фирмы Миллипор (США) или ВПУ (отечественный полиамид) или любые другие, выдерживающие pH 1.5. В готовом продукте по окончании ультрафильтрации устанавливают необходимые показатели: величину pH, ионную силу, концентрацию препарата. Проводят стерилизующую фильтрацию. The process is as follows. In a solution of a pyrogenic preparation, a pH of 1.5-4.0 is established with a 1 N hydrochloric acid solution, one or two ultrafiltration on the membranes is carried out. As ultrafiltration membranes, polysulfone or polyamide membranes of the type PTGC (polysulfone) manufactured by Millipore (USA) or VPU (domestic polyamide) or any other withstanding pH 1.5 can be used. At the end of ultrafiltration, the necessary parameters are set in the finished product: pH, ionic strength, concentration of the drug. Sterilizing filtration is carried out.

Пример 1. 10000 мл пирогенной кокарбоксилазы с температурными показателями (+0,9; +1,0; +1,0; сумма Σ = +2,9^°C подкисляют 1 N раствором соляной кислоты до pH 2,75. Проводят ультрафильтрацию на половолоконных аппаратах ВПУ 15 с площадью фильтрации 1 м² до объема концентрата 300 мл. Фильтрат объемом 9600 мл подвергают повторной ультрафильтрации на ВПУ-15 (1 м²) до объема концентрата 300 мл. Полученный объем фильтрата составляет 9200 мл. Целевой продукт подщелачивают 1 M раствором натрия углекислого до pH 5,3. Выход препарата составляет 80%. Температурные параметры: (+0,1; +0,2; +0,2; сумма Σ = +0,5)^°C.
Пример 2. 10000 мл пирогенной кокарбоксилазы (+0,9; +1,0; +1,0; Σ = +2,9)^°C подкисляют 0,5 М раствором соляной кислоты до pH 1,5. Дальнейшие операции выполняются согласно примеру 1. Выход - 73%, температурные характеристики (+0,1; +0,1; +0,2; Σ = 0,4)^°C.
Пример 3. 10000 мл пирогенной кокарбоксилазы (+0,9; +1,0; +1,0; Σ = 2,9)^°C. подкисляют 0,5 М раствором соляной кислоты до pH 4,0. Дальнейшие операции выполняются согласно примеру 1. Выход составляет 86%, температурные характеристики - (+0,2; +0,2; +0,3; Σ = 0,7)^°C.
Пример 4. 100 л аминокровина, полученного со стадии II (Фильтрация кислого гидролизата на нутч-фильтре), который по нормативно-технической документации (7) может храниться до 15 суток при комнатной температуре, при контроле пробы на пирогенность имел следующие характеристики (+1,1+1,1+1,2; Σ - +3,4)^° и pH = 1,5. Проводят ультрафильтрацию на мембранах (2 м²) до объема концентрата 3000 мл. Полученный объем фильтрата составляет 94000 мл. Дальнейшие операции проводятся согласно Типовому регламенту производства аминокровина: деминерализация, стерилизация (7). Выход - 94%. Температурные параметры (+0,2; +0,3; +0,3; Σ = +0,8)^°C.
Пример 5. 200 л пирогенной глюкозы с температурными характеристиками (+0,9+1,1+1,1; Σ = 3,1)^° и pH 4,5 подкисляют 0,5 M раствором соляной кислоты до pH 2,0. Дальнейшие операции выполняются согласно примеру 1. Проводят ультрафильтрацию на мембранах (2 м²) до объема концентрата 3000 мл. Фильтрат объемом 96000 мл подвергают повторной ультрафильтрации до объема концентрата 300 мл. Полученный объем фильтрата составляет 92000 мл. Проводят деминерализацию от ионов хлора на ионообменнике ЭДЭ10П из расчета 50 л на 1 кг смолы. Выход - 80%. Температурные параметры (+0,1;+0,2;+0,2; Σ = +0,5)^°C.мExample 1. 10000 ml of pyrogenic cocarboxylase with temperature indicators (+0.9; +1.0; +1.0; the sum Σ = +2.9 ^° C is acidified with 1 N hydrochloric acid to a pH of 2.75. Ultrafiltration is carried out on VPU 15 hollow fiber apparatuses with a filtration area of 1 m ² up to a concentrate volume of 300 ml 9600 ml filtrate is subjected to repeated ultrafiltration on VPU-15 (1 m ² ) up to a 300 ml concentrate volume. The filtrate volume obtained is 9200 ml. Target product is made alkaline 1 M a solution of sodium carbonate to pH 5.3. The yield of the drug is 80%. Temperature parameters: (+0.1; +0.2; +0 , 2; the sum Σ = +0.5) ^° C.
Example 2. 10000 ml of pyrogenic cocarboxylase (+0.9; +1.0; +1.0; Σ = +2.9) ^° C is acidified with a 0.5 M hydrochloric acid solution to a pH of 1.5. Further operations are performed according to example 1. Yield - 73%, temperature characteristics (+0.1; +0.1; +0.2; Σ = 0.4) ^° C.
Example 3. 10000 ml of pyrogenic cocarboxylase (+0.9; +1.0; +1.0; Σ = 2.9) ^° C. Acidified with a 0.5 M hydrochloric acid solution to pH 4.0. Further operations are performed according to example 1. The yield is 86%, the temperature characteristics are (+0.2; +0.2; +0.3; Σ = 0.7) ^° C.
Example 4. 100 l of aminokrovin obtained from stage II (Filtration of an acid hydrolyzate on a suction filter), which according to the normative and technical documentation (7) can be stored for up to 15 days at room temperature, when controlling the test for pyrogenicity, it had the following characteristics (+1 , 1 + 1.1 + 1.2; Σ - +3.4) ^° and pH = 1.5. Ultrafiltration on membranes (2 m ² ) is carried out to a concentrate volume of 3000 ml. The resulting filtrate volume is 94,000 ml. Further operations are carried out in accordance with the Model Regulations for the production of aminokrovin: demineralization, sterilization (7). The yield is 94%. Temperature parameters (+0.2; +0.3; +0.3; Σ = +0.8) ^° C.
Example 5. 200 l of pyrogenic glucose with temperature characteristics (+ 0.9 + 1.1 + 1.1; Σ = 3.1) ^° and a pH of 4.5 is acidified with a 0.5 M hydrochloric acid solution to a pH of 2.0. Further operations are performed according to example 1. They carry out ultrafiltration on membranes (2 m ² ) to a concentrate volume of 3000 ml. The 96,000 ml filtrate is subjected to repeated ultrafiltration to a concentrate volume of 300 ml. The resulting filtrate volume is 92,000 ml. Demineralization from chlorine ions is carried out on an EDE10P ion exchanger at the rate of 50 l per 1 kg of resin. The yield is 80%. Temperature parameters (+0.1; +0.2; +0.2; Σ = +0.5) ^° C.m

Claims

The method of depyrogenation of drugs by ultrafiltration, by purification of low molecular weight drugs from pyrogenic substances, comprising one or two ultrafiltration, characterized in that a pH of 1.5-4.0 is set in the solution of the pyrogenic drug, then ultrafiltration is carried out and then the pH is adjusted to the desired values.