Способ сублимационного обезвоживания высокодисперсных биологически активных материалов

Способ сублимационного обезвоживания высокодисперсных биологически активных материалов

Реферат

Изобретение относится к медицине и фармацевтической промышленности и касается способа получения сухих биологически активных материалов обезвоживанием сублимацией.

Известен способ получения сухого препарата на основе живых лактобацилл для лечения и профилактики дисбактериозов различной этиологии у людей и животных, который предусматривает получение биомассы клеток глубинным культивированием в жидкой питательной среде, ее замораживание и сублимационное обезвоживание, при этом перед замораживанием к биомассе лактобацилл добавляют полиглюкин до конечной концентрации 1,5% (вес./об.), розлив микробной суспензии во флаконы осуществляют при постоянной работе перемешивающего устройства аппарата (скорость вращения мешалки - (0,3-0,5)об./мин^-1), а замораживание осуществляют со скоростью 2°C/ мин^-1 (RU, патент 2223775 C1, А61К 35/74, C12N 1/20, 20.02.2004).

Известен способ получения бактерийного препарата, включающий розлив препарата в тару, его замораживание, сублимацию и досушивание на полках сублимационной установки, при этом замораживание препарата проводят при наклонном положении оси тары относительно вертикали на угол 45-75 градусов, а процесс сублимации осуществляют при подогреве полок со скоростью 10-15°C в час до температуры 30-35°C (RU, патент 2322161 С1, A23L 3/44, C12N 1/04, 20.04.2008).

Основным недостатком известных способов сублимационного высушивания препаратов является их большая продолжительность.

В основу заявляемого изобретения положена задача сокращения продолжительности процесса обезвоживания биологически активных материалов.

Задача решена тем, что жидкую фазу замораживают и обезвоживают из микрокапельного состояния, стабилизированного сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц.

В результате проведенных исследований нами впервые показано, что преимущество обезвоживания жидкостей, содержащих биологически активные вещества, из микрокапельного состояния, стабилизированного сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц, заключается в том, что такое состояние формирует развернутую поверхность жидкости в порошке, составляющую по нашим данным 0,04-0,09 м² в 1 см³ порошка, что обеспечивает большую площадь испарения влаги, и соответственно небольшую продолжительность удаления основной массы свободной влаги в окружающее пространство, поскольку процесс осуществляется из всего объема высушиваемого порошка. Кроме того, процесс замораживания материала перед сублимацией протекает гораздо быстрее, так как осуществляется в частицах очень маленьких объемов, поскольку максимальный размер стабилизированных капель не превышает, как правило, 30 мкм, а процесс досушивания осуществляется из частиц еще меньших размеров, образованных растворенными в каплях веществами, оставшимися после испарения влаги. Указанное позволяет значительно сократить продолжительность всех этапов сублимационного высушивания: замораживания жидкой фазы, сублимации влаги и досушивания.

Согласно изобретению сокращение продолжительности процесса обезвоживания биологически активных материалов обеспечивается тем, что жидкую фазу замораживают и обезвоживают из микрокапельного состояния, стабилизированного сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц.

Заявляемый способ сублимационного обезвоживания высокодисперсных биологически активных материалов является новым и в литературе не описан.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение продолжительности процесса обезвоживания биологически активных материалов.

Сущность изобретения поясняется на следующих примерах, показывающих сокращение продолжительности процесса обезвоживания биологически активных материалов при реализации способа.

Содержание в препаратах жизнеспособных аэробных микроорганизмов Serratia marcescens определяли методом Пастера-Коха на твердых питательных средах. Содержание жизнеспособных анаэробных микроорганизмов Bifidobacterium bifidum определяли в жидких питательных средах методом предельных разведений. Биологическую активность препаратов иммуноглобулинов характеризовали противосальмонеллезной активностью (в титрах РПГА) [ФС 42-3347-97].

Пример 1. Объект обезвоживания готовили смешением концентрированной суспензии микроорганизмов Serratia marcescens шт. ВКМ-851 с лактозной защитной средой в соотношении 2:1 и переводили его в микрокапельное состояние в электромагнитном диспергаторе. Микрокапельный порошок индикаторной культуры с жидкой фазой в микрокапельном состоянии, стабилизированном сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц, с концентрацией жизнеспособных микроорганизмов 202×10⁹ КОЕ/г первоначально замораживали при температуре минус 35°C в течение 1,5 ч на полке сублиматора, а затем высушивали сублимацией в аппарате TG-5 (Hochvacuum, Германия), используя режимные параметры, описанные в работе [Способ получения тест-культуры / Давыдкин И.Ю., Давыдкин В.Ю., Алибеков К.Б., Давыдкин Ю.П., Егоров О.П. / Передовой производственный опыт в медицинской промышленности, рекомендуемый для внедрения. - 1991. - Вып.11 - 12. - с.6-10].

Биологическая активность сухого препарата тест-культуры для проверки фильтров очистки воздуха составила 328×10⁹ КОЕ/г, а общая продолжительность процесса сократилась до 12 ч, что на 6 ч меньше, чем при реализации известного способа.

Пример 2. Объект обезвоживания готовили смешением суспензии микроорганизмов Bifidobacterium bifidum шт. 1С с сахарозо-молочной защитной средой в соотношении 2:1 и переводили его в микрокапельное состояние в дисковом диспергаторе. Микрокапельный порошок пробиотического препарата с жидкой фазой в микрокапельном состоянии, стабилизированном сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц, с концентрацией жизнеспособных микроорганизмов 2,1×10⁹ КОЕ/г первоначально замораживали при температуре минус 35°C в течение 8 ч., а затем высушивали сублимацией в аппарате LZ-9.2 (Frigera, Чехия), используя режимные параметры, описанные в работе [Халенева М.П. Эффективность разных способов накопления и обезвоживания биомассы в производстве таблетированного бифидумбактерина: Дис. канд. биол. наук. М., 1984. - с.89-94].

Биологическая активность сухого пробиотического препарата составила 3,0×10⁹ КОЕ/г, а общая продолжительность процесса сократилась до 20 ч, что на 24 ч меньше, чем при реализации известного способа.

Пример 3. Объект обезвоживания готовили смешением раствора иммуноглобулинов IgG, IgA, IgM с глицином (2%) в качестве защитной среды и переводили его в микрокапельное состояние в дисковом диспергаторе. Микрокапельный порошок иммунобиологического препарата с жидкой фазой в микрокапельном состоянии, стабилизированном сухим высокодисперсным гидрофобным разобщителем с наноразмерами частиц, с противосальмонеллезной активностью 1:640 в титрах РПГА первоначально замораживали при температуре минус 45°C в течение 6 ч, а затем высушивали сублимацией в аппарате LZ-9.2 (Frigera, Чехия), используя «мягкие» режимные параметры, описанные в работе [Отработка процесса сублимационного высушивания комплексного иммуноглобулинового препарата / Давыдкин В.Ю., Гаврин А.Г., Алешкин В.А. и др. // Проблемы инфекционных болезней. - М., 2000. - Ч.2. - с.61-66].

Антисальмонеллезная активность сухого иммуноглобулинового препарата составила 1:1280, а общая продолжительность процесса сократилась до 14 ч, что на 9 ч меньше, чем при реализации известного способа.

Способ сублимационного обезвоживания высокодисперсных биологически активных материалов, находящихся в микрокапельном состоянии, характеризующийся тем, что микрокапельный порошок замораживают при температуре от -35°С до -45°С в течение от 1,5 до 8 ч, а затем обезвоживают.