Научная статья на тему 'Универсальная защитная среда для лиофилизации пробиотических препаратов'

Универсальная защитная среда для лиофилизации пробиотических препаратов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
2632
368
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
среда для лиофилизации / сублимационное высушивание / пробиотики / medium for lyophilization / sublimation drying / probiotics

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Нечисляев Валерий Александрович, Орлова Екатерина Владимировна, Бахтин Илья Александрович

Описана разработка универсального варианта защитной среды для лиофилизации флаконных форм пробиотических препаратов на основе лактои бифидобактерий. Приведены сравнительные данные об эффективности структурообразующего компонента ксеропротектора при лиофилизации лактобактерина.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Нечисляев Валерий Александрович, Орлова Екатерина Владимировна, Бахтин Илья Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Described was the development of a universal version of the protective medium for lyophilization vial forms of probiotic preparations based on lacto-and bifidobacteria. Presented was the comparative data on the effectiveness of structure-forming components in xero-protector for lyophilization of lactobacterin.

Текст научной работы на тему «Универсальная защитная среда для лиофилизации пробиотических препаратов»

УДК 576.8.095.162:615.453.2

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЗАЩИТНАЯ СРЕДА ДЛЯ ЛИОФИЛИЗАЦИИ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

Валерий Александрович Несчисляев, Екатерина Владимировна Орлова, Илья Александрович Бахтин

Пермское НПО «Биомед» (директор — докт. мед. наук А.В. Казьянин), e-mail: [email protected]

Реферат

Описана разработка универсального варианта защитной среды для лиофилизации флаконных форм пробиотических препаратов на основе лакто- и би-фидобактерий. Приведены сравнительные данные об эффективности структурообразующего компонента ксеропротектора при лиофилизации лактобактерина.

Ключевые слова: среда для лиофилизации, сублимационное высушивание, пробиотики.

Распространенные нарушения микробиоценоза играют значительную роль в патогенезе различных заболеваний, что позволяет рассматривать проблему коррекции дисбио-тических состояний как общемедицинскую [3]. Первоочередной задачей для отечественного производства пробиотиков, предназначенных для поддержания и восстановления симбиотических микробиоценозов человека, является выпуск конкурентоспособных препаратов, не уступающих по своим качественным параметрам импортным аналогам, которые доминируют в настоящее время на российском фармацевтическом рынке. Это положение диктует необходимость интенсивного развития ряда направлений прикладных исследований, в том числе оптимизации и унификации их технологии.

В настоящее время наиболее распространенным способом стабилизации бактериальных культур в производстве пробиотических препаратов остается сублимационное высушивание. Производительность сублимационного оборудования относится к лимитирующим факторам, определяющим объем выпуска пробиотиков. На эффективность использования сублимационной техники влияет продолжительность цикла высушивания того или иного препарата. Сокращение длительности процесса предполагает более жесткие условия сублимации, связанные с интенсивным подогревом биомассы. Это обстоятельство диктует повышенные требования к защитным средам для лиофилизации, которые должны обеспечить при получении сухого препарата биопротективный и структурообразующий эффекты. Представляется 122

целесообразной разработка универсального варианта защитной среды, которая может быть использована при получении пробио-тиков на основе лакто- и бифидобактерий в виде сухой биомассы во флаконах.

Практика разработки защитных сред свидетельствует, что для минимизации гибели клеток и отходов продукции по физическим свойствам состав ксеропротектора для каждого вида бактерий должен включать сбалансированный качественно и количественно набор компонентов. При этом существенное значение имеют количество клеток в бактериальной суспензии, ее эвтектические параметры, а также характер температурного воздействия при замораживании и обезвоживании [1, 2].

Унификация защитных сред, применяемых в производстве пробиотиков, предполагает ограничение количества используемых компонентов, необходимых в составе ксе-ропротекторов для жестких режимов сублимации. При таких режимах высушивания негативный биологический и структуроде-формирующий эффект нивелируется, как правило, увеличением концентрации ксеро-протектора в бактериальной суспензии. При этом добиться улучшения структуры сухой биомассы значительно сложнее, чем получить необходимое количество живых клеток в сухом препарате.

Логическим завершением процесса унификации защитных сред, на наш взгляд, можно считать разработку и применение универсального протектора для изготовления флаконных форм лактобактерина и бифи-думбактерина, а также ацилакта как наиболее массовых отечественных медицинских пробиотиков. В качестве модели для отработки оптимального унифицированного состава защитной среды был выбран лактобактерин, так как бактериальная суспензия штамма Ь. р1аП;агит 8Р-А3 отличается высоким содержанием клеток (до 1010 КОЕ/мл) и низкой температурой замерзания (не выше -40О С), что создает трудности при проведении про-

Таблица 1

Состав и эффективность защитных сред для лиофилизации

Состав защитной среды Эффект

структурообразующий компонент сахароза молоко биопротективный, % сохранения жизнеспособных клеток структурообразующий, % некондиционных образцов

Желатин + + 50,2±2,9* < 10

№-КМЦ + + 50,6±2,3* 20-50

Крахмал + + 51,0±3,1* > 50

ПВП + + 50,4±2,7* 20-50

- + + 49,9±2,7* > 80

* р>0,05 по отношению к другим защитным средам.

цессов замораживания и высушивания образцов данного препарата. Варианты защитных сред приведены в табл. 1.

Бактериальную суспензию (по 2,0 мл во флаконе) замораживали при температуре -50ОС не менее 16 часов и помещали в сублиматор ТГ-50 (Германия). Общая продолжительность цикла высушивания не превышала 50 часов. По окончании сушки флаконы герметизировали в атмосфере стерильного воздуха, в препарате определяли содержание жизнеспособных клеток и оценивали качество сухой биомассы по наличию дефектов ее структуры (% образцов, не соответствующих требованиям нормативной документации).

Подбор вариантов защитных сред базировался на результатах предварительных исследований, свидетельствующих о возможности использования традиционных компонентов: обезжиренного молока и сахарозы, которые обеспечивают высокий уровень сохранения живых клеток при различных режимах суб-

ми физическими свойствами. Было проведено сравнительное испытание следующих веществ: желатина, крахмала картофельного, натрий карбоксиметилцеллюлозы (№-КМЦ) и поливинилпирролидона (ПВП), известных своим применением в комплексных ксеро-протекторах [1, 2].

Результаты исследований показали, что все варианты защитных сред оказывали практически аналогичный протективный эффект, обеспечивая необходимый уровень выживаемости клеток. По структуре сухой биомассы лактобактерина лучший результат отмечен у варианта ксеропротектора на основе желатина (табл. 1). С учетом комплексной эффективности защитного действия, а также всех сопутствующих обстоятельств, в том числе экономического характера, сахаро-зо-желатино-молочная среда была признана наиболее пригодной к использованию в качестве производственного ксеропротектора для изготовления лактобактерина.

Таблица 2

Состав и эффективность протективного действия универсальной защитной среды

Препараты Состав бактериальной суспензии для розлива Объем разлитого препарата во флаконе, мл Соответствие лиофилизирован-ного препарата требованиям НД

бактериальная взвесь частей защитная среда биологические парамет-ры,% физические параметры (отсутствие выраженных дефектов структуры), %

СЖ, частей молоко, частей

Лактобактерин 9 2 2 2 ± 0,2 100 не менее 92

Бифидумбактерин 8 - 9 1 - 2 2 2 ± 0,2 100 не менее 96

Ацилакт 9 2 2 2 ± 0,2 100 не менее 94

лимации. Основная задача была связана с выбором высокомолекулярного структурообразующего компонента, который, наряду с биологическим эффектом, способствовал бы получению препарата с удовлетворительны-

Следующий этап наших исследований был связан с разработкой универсального варианта данной защитной среды. Балансировка ее компонентного состава была проведена в ходе параллельных исследований на мо-

дели лактобактерина, бифидумбактерина и ацилакта. В процессе исследований, связанных с разработкой универсального варианта защитной среды, были получены результаты, свидетельствующие о высоких протек-тивных свойствах универсальной среды и целесообразности ее применения при изготовлении указанных препаратов (табл. 2). В производственную практику универсальный вариант протектора был внедрен в 2007 г. на базе Пермского филиала НПО «Микро-ген». До разработки универсального варианта СЖМ среды в производстве лактобактерина при подготовке препарата к розливу использовали аналогичный по составу протектор, но с увеличенным расходом обезжиренного молока (в 1,25 раза) и сахарозо-желатиново-го компонента (в 1,5 раза). Универсальный вариант позволил снизить удельный вес защитной среды в бактериальной суспензии с 40 до 30% при сохранении всех качественных характеристик получаемой продукции.

Таким образом, исследования позволили разработать и адаптировать к условиям массового (крупносерийного) производства способ стабилизации пробиотиков, предусматривающий применение эффективной универсальной защитной среды при полу-

чении препаратов в виде сухой биомассы во флаконах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Долинов К.Е. Основы технологии сухих биопрепаратов. — М.: Медицина, 1969. — 230 с.

2. Нежута А.А., Токарик Э. Ф., Самуйленко А.Я. и др. Теоретические и практические основы технологии сублимационного высушивания биопрепаратов. — Курск, 2002. — 211 с.

3. Ткаченко Е.И., Суворова А.Н. Дисбиоз кишечника. — СПб: СпецЛит, 2007. — 238 с.

Поступила 16.10.09.

UNIVERSAL PROTECTIVE MEDIUM FOR FREEZE-DRYING OF PROBIOTIC PREPARATIONS

V.A. Nechislyaev, E.V. Orlova, I.A. Bakhtin

Summary

Described was the development of a universal version of the protective medium for lyophilization vial forms of probiotic preparations based on lacto-and bifidobacteria. Presented was the comparative data on the effectiveness of structure-forming components in xero-protector for lyophilization of lactobacterin.

Key words: medium for lyophilization, sublimation drying, probiotics.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.