VSE knjižnice (vzajemna bibliografsko-kataložna baza podatkov COBIB.SI)
  • Razvoj in optimizacija procesa liofilizacije formulacij z biološkimi učinkovinami = Development and optimization of lyophilization process of biopharmaceuticals : doktorska disertacija
    Bjelošević Žiberna, Maja
    V zadnjih letih so biološka in biološko podobna zdravila na farmacevtskem področju doživela velik razcvet, zato ne preseneča dejstvo, da na letni ravni predstavljajo največji obseg prodaje zdravil. ... Gre za skupino zdravil, ki kot aktivno zdravilno učinkovino vsebujejo različne proteinske molekule, pri čemer velja omeniti monoklonska protitelesa (mAb) kot eno najpomembnejših in najbolj zastopanih skupin. Biološke molekule kot nosilke zdravilnega učinka so spremenile dosedanje načine zdravljenja številnih bolezni in s tem prispevale k njegovemu napredku. Biološka in biološko podobna zdravila imajo številne prednosti pred klasičnimi sinteznimi zdravili, vendar pa je njihova proizvodnja v primerjavi s proizvodnjo klasičnih zdravil veliko bolj kompleksna in dolgotrajna. Zagotavljanje stabilnosti proteinskih molekul je bistvenega pomena, saj neposredno vpliva na varnost, kakovost in učinkovitost zdravila in tako predstavlja enega izmed najbolj kritičnih korakov procesa izdelave bioloških zdravil. Nestabilnost proteinskih molekul, skupaj z njihovo molekulsko maso, podvrženostjo encimski razgradnji in kratkim razpolovnim časom so razlogi za običajno zelo majhno biološko uporabnost bioloških makromolekul po peroralni aplikaciji, zato med biološkimi zdravili prevladujejo parenteralne farmacevtske oblike v obliki raztopin, suspenzij ali liofilizatov. Liofilizacija oz. sušenje z zamrzovanjem je tehnološki postopek, ki temelji na fizikalnem pojavu sublimacije, pri čemer z uporabo ustrezno nizkih temperatur in tlaka iz vzorca odstranimo vodo. V osnovi je liofilizacija proces, ki je sestavljen iz treh zaporednih, medsebojno prepletajočih se faz, in sicer sledita začetnemu zamrzovanju še primarno in sekundarno sušenje. Znano je dejstvo, da je liofilizacija dolgotrajen in energetsko visoko potraten proces, zato je za zagotavljanje upravičenosti stroškov nujno potrebna njena optimizacija. Slednja temelji predvsem na uporabi agresivnih pogojev primarnega sušenja kot najbolj dolgotrajne faze procesa, za optimizacijo pa je predpogoj ustrezna sestava formulacije. Pomožne snovi, kot so stabilizatorji, polnila, površinsko aktivne snovi in pufrne soli, predstavljajo osnovo formulacij s proteini, pri čemer z vidika optimizacije procesa igrajo bistveno vlogo polnila. Vključitev kristaliničnih polnil, kot sta manitol in glicin, v proteinske formulacije omogoča izvedbo primarnega sušenja pri temperaturah, višjih od kritičnih temperatur formulacij. Kristalinična polnila zagotavljajo ustrezno strukturo liofilizata in ohranitev kritičnih atributov kakovosti produkta, tudi če je med primarnim sušenjem presežena temperatura steklastega prehoda kritično koncentrirane zamrznjene Maja Bjelošević, doktorska disertacija Povzetek II raztopine (Tg') in v nekaterih najnovejših sistemih tudi temperatura kolapsa (Tc). Pozitivna vloga kristaliničnih polnil na področju liofilizacije je bila do sedaj raziskana predvsem v povezavi s proteinskimi molekulami z manjšo molekulsko maso, medtem ko je razumevanje mehanizmov delovanja polnil v povezavi z mAb še pomanjkljivo. Kljub temu da je intravenska aplikacija najpogostejši način dajanja zdravil z mAb, pa se v zadnjem času srečujemo s porastom formulacij za subkutano aplikacijo. Slednja izkazuje številne prednosti, med katerimi so najpomembnejše zmanjšanje stroškov oskrbe na račun manj pogoste aplikacije, ki jo v določenih primerih izvedejo kar bolniki sami, posledično pa se z uporabo tovrstnih zdravil povečuje komplianca s strani bolnikov. S tehnološkega vidika gre za pripravo formulacij, pri kateri se srečamo z mnogimi izzivi, predvsem zaradi majhnih volumnov, ki so posledica vrste aplikacije, zato na področju zdravil za subkutano uporabo, govorimo o visokokoncentriranih oblikah formulacij. Na tem mestu velja izpostaviti tudi povečano viskoznost raztopin za subkutano injiciranje, ki nemalokrat omejuje injektabilnost tako pripravljenih formulacij. Pomembno je, da se je uporaba liofilizacije razširila tudi na področje visokokoncentriranih formulacij, kjer se prav tako soočamo z vrsto procesnih izzivov. V prvem delu doktorske naloge smo se osredotočili na načrtovanje in optimizacijo liofilizacijskih ciklov. Pripravili smo dve različni formulaciji, in sicer formulacijo, ki je vsebovala samo saharozo in formulacijo, ki je poleg saharoze vsebovala tudi glicin (polnilo) ter ju liofilizirali pod agresivnimi in konzervativnimi pogoji. Z uvedbo agresivnih pogojev sušenja smo dokazali, da lahko primarno sušenje izvajamo pri višjih temperaturah in tlakih ter s tem dosežemo skrajšanje sušenja za do 54 %, brez vpliva na kritične lastnosti produkta, kot so videz liofilizata, rekonstitucijski čas ter delež rezidualne vlage. V naslednji stopnji smo ocenili vpliv agresivnih pogojev sušenja na stabilnost modelnega mAb in z različnimi analiznimi tehnikami ugotovili, da le-ti ne vplivajo na njegovo stabilnost. Z rezultati smo potrdili, da so agresivni pogoji ustrezna alternativa konzervativnim pogojem sušenja, pri čemer le-ti omogočajo skrajšanje primarnega sušenja in zagotavljajo ustrezne kritične atribute kakovosti produktov. V drugem delu smo proučili vpliv razmerja med mAb in stabilizatorjem (saharoza) in vpliv koncentracij mAb na stabilnost modelnega mAb. Osredotočili smo se na določanje fizikalne in kemijske stabilnosti testiranega mAb, in sicer pred in po liofilizaciji ter v okviru stresne stabilnostne študije. Najpogostejši pojav nestabilnosti proteinov se kaže v okviru Maja Bjelošević, doktorska disertacija Povzetek III fizikalne nestabilnosti, in sicer je najpogostejša oblika agregacija, kot posledica popolnega ali delnega razvitja proteinskih molekul. Na začetku smo pripravili formulacije s štirimi različnimi molarnimi razmerji mAb/ saharoza, in sicer 1:140, 1:280, 1:420 in 1:850 ter tremi različnimi koncentracijami mAb (10, 20 in 30 mg/mL). Pridobljeni rezultati kažejo, da večji deleži saharoze vodijo k boljši fizikalni in kemijski stabilnosti, in sicer takoj po procesu liofilizacije, kot tudi po 1 in 3 mesecih stresne stabilnostne študije. Nasprotno, z višanjem koncentracije mAb, narašča delež agregatov, pri čemer višja koncentracija mAb pomeni manj molekul saharoze na molekulo proteina. Enak trend smo opazili tudi pri vrednotenju kemijske stabilnosti, pri čemer se le-ta z zmanjševanjem molarnega razmerja med saharozo in mAb in zviševanjem koncentracije mAb, slabša. Nadalje smo v študijo vključili tudi višje koncentracije mAb (60, 90, 120, 150 mg/mL) in ugotovili, da ob primernem razmerju s saharozo, mAb med in po procesu liofilizacije ohranijo ustrezno stabilnost. Kot nadgradnjo proučevanja vpliva pomožnih snovi smo podrobneje ovrednotili vpliv manitola in njegovih polimorfov na stabilnost mAb in kritične lastnosti kakovosti liofilizatov ter s spreminjanjem sestave formulacije in procesnih spremenljivk ugotavljali, kakšni pogoji vodijo v nastanek polimorfne oblike manitol hemihidrata (MHH). Dokazali smo, da slednji nastaja v primeru, ko je razmerje med saharozo in manitolom nizko ter da višja koncentracija mAb inhibira kristalizacijo v MHH. Nadalje smo dokazali, da z višanjem temperature sekundarnega sušenja in temperiranja omogočimo popolno dehidratacijo MHH ter da na nastanek MHH primarno sušenje nima vpliva. Zaključili smo z ugotovitvijo, da MHH ne vpliva na stabilnost mAb, medtem ko na stabilnost vpliva prisotnost manitola. Zadnji del doktorske naloge smo namenili področju formulacij za subkutano uporabo, pri čemer smo želeli ovrednotiti vpliv visokih koncentracij mAb na viskoznost raztopin ter rekonstitucijski čas liofilizatov. Podrobneje smo proučili vpliv agresivnih pogojev sušenja na formulacije z različnimi koncentracijami mAb, in sicer 30, 60, 90 in 120 mg/mL. Slednje smo najprej ovrednotili z vidika termičnih lastnosti in viskoznosti, in sicer je zvišanje koncentracije mAb nakazovalo trend zvišanja Tg' ter eksponentno naraščanje viskoznosti. Na podlagi analiz smo dokazali, da višanje koncentracije mAb ne vpliva na stabilnost mAb zaradi dovolj velikega deleža saharoze. Primerjava med agresivnimi in konzervativnim ciklom je pokazala, da z uporabo agresivnih pogojev dosežemo skrajšanje cikla za do 80 % in s tem ne vplivamo na kritične lastnosti produkta. V raziskovalno študijo smo nadalje vključili različne aminokisline (polnila) in ugotovili, da je potencialna Maja Bjelošević, doktorska disertacija Povzetek IV alternativa uporabi manitola za nizkokoncentrirane formulacije izolevcin, medtem ko njegova uporaba v formulacijah z visokimi koncentracijami mAb še vedno ostaja vprašljiva.
    Vrsta gradiva - disertacija ; neleposlovje za odrasle
    Založništvo in izdelava - Ljubljana : [M. Bjelošević], 2021
    Jezik - slovenski, angleški
    COBISS.SI-ID - 83259907

    Povezava(-e):

    Repozitorij Univerze v Ljubljani – RUL

Knjižnica/institucija Kraj Akronim Za izposojo Druga zaloga
Centralna tehniška knjižnica Univerze v Ljubljani Ljubljana CTK na dom 1 izv.
Fakulteta za farmacijo, Ljubljana Ljubljana FFALJ v čitalnico 1 izv.
Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana Ljubljana NUK v čitalnico 1 izv.
ni za izposojo 1 izv.
loading ...
loading ...
loading ...

Vnos na polico