Технологія ультрафільтрації для видалення ендотоксинів у виробництві вакцини проти сказу: масштабоване та економічно-ефективне рішення для очищення

вступ

Традиційні методи видалення ендотоксинів, такі як хроматографія, часто включають складні процедури, високі експлуатаційні витрати та тривалий час обробки. сьогодні,технологія ультрафільтраціїстає дедалі кращим рішенням для очищення вакцини, оскільки воно забезпечує одночасне концентрування та видалення ендотоксину, зберігаючи при цьому високу швидкість відновлення антигену.

У цій статті розглядається практичне застосування a300 кДа PES ультрафільтраційна касетау виробництві вакцини проти сказу та оцінює її ефективність у зменшенні кількості ендотоксинів, відновленні антигену та можливості-великомасштабного виробництва.

 

Чому контроль ендотоксинів важливий у виробництві вакцин

Ендотоксини є високостабільними бактеріальними компонентами, які можуть залишатися активними навіть після термічної обробки. Під час виробництва вакцини зараження може статися на різних етапах попередньої обробки, культивування клітин або збору врожаю.

Для вірусних вакцин, таких як вакцини проти сказу, контроль рівня ендотоксину на стадії збирання вірусу має кілька переваг:

Зменшує навантаження на очищення після потоку

Покращує якість кінцевого продукту

Мінімізує ризики випуску партії

Підвищує ефективність виробництва

Забезпечує дотримання нормативних вимог

Оскільки технологія мембранного розділення продовжує розвиватися,системи ультрафільтраціїстали надійним рішенням як для концентрації вірусу, так і для видалення ендотоксинів.

 

Матеріали та методи

Вірус і клітинна лінія

Вірус сказу фіксований штам: CTN-1V

Клітина-господар: клітини Vero

Ультрафільтраційна мембрана

Матеріал мембрани: PES (поліефірсульфон)

Пониження-молекулярної ваги (MWCO): 300 кДа

Площа мембрани: 2,5 м²

Продукт: ультрафільтраційна касета Guidling 300 кДа (G25000300K)

Буферний розчин

0,01 М PBS

0,15 М NaCl

pH 7,6

Метод виявлення ендотоксину

Рівні ендотоксину до та після ультрафільтрації кількісно визначали за допомогоюАналіз Limulus Amebocyte Lysate (LAL)., який залишається промисловим стандартом для тестування бактеріальних ендотоксинів.

 

Підготовка збору вірусу сказу

Процес збирання вірусу включав:

Крок 1: культура клітин

Клітини Vero оживляли і культивували при 37 градусах до утворення повного моношару.

Крок 2: Інокуляція вірусу

Клітини заражали штамом вірусу сказу CTN-1V у вказаній концентрації інокуляції.

Крок 3: Розповсюдження вірусу

Культуральне середовище замінювали підтримувальним середовищем, що містило 0,1% сироваткового альбуміну людини, з подальшою інкубацією при 32–33 градусах.

Крок 4: Збір вірусів

Культуральні рідини,-що містять вірус, збирали кілька разів і об’єднували для створення живильного розчину для обробки ультрафільтрацією.

 

Оцінка ключових параметрів ультрафільтрації для видалення ендотоксину

Було досліджено три основні параметри процесу:

1. Робочий тиск 2. Фактор концентрації 3. Об'єм діафільтрації

Кілька виробничих партій було протестовано для оцінки їх впливу на ефективність видалення ендотоксину та відновлення антигену.

 

Вплив робочого тиску

Було оцінено чотири робочі тиски:

5 фунтів на квадратний дюйм

10 фунтів на квадратний дюйм

15 фунтів на квадратний дюйм

20 фунтів на квадратний дюйм

Умови експерименту:

30× коефіцієнт концентрації

10 діаоб'ємів буферного обміну

Результати

Дослідження показало, що робочий тиск мав мінімальний вплив як на ефективність видалення ендотоксину, так і на відновлення антигену.

Це відкриття забезпечує виробникам гнучкість при виборі робочого тиску відповідно до специфікацій обладнання та виробничих вимог.

 

Вплив фактора концентрації

Було досліджено чотири фактори концентрації:

30×

50×

80×

100×

Умови експерименту:

Стаціонарний тиск: 20 psi

10 діаоб'ємів буферного обміну

Результати

Зі збільшенням концентрації рівень ендотоксину в концентраті мав тенденцію до незначного підвищення.

Однак:

Відновлення антигену залишалося стабільним

Концентрація 80× досягла оптимального зниження ендотоксину

Концентрація 100× забезпечувала вищу продуктивність і нижчі витрати на виробництво

Ці результати вказують на те, що концентраційні коефіцієнти 80× і 100× придатні для промислового -виробництва вакцин.

 

Вплив об’єму діафільтрації (найбільш критичний параметр)

Оцінені обсяги діафільтрації:

10 ДВ

15 ДВ

20 ДВ

25 ДВ

Умови експерименту:

100× концентрація

Робочий тиск 20 psi

Результати

Діафільтраційний об'єм був визначений як найбільш впливовий фактор, що впливає на видалення ендотоксину.

У міру збільшення обсягу буферного обміну:

Рівень ендотоксину значно знизився

Відновлення антигену залишалося стабільно високим

на25 діафільтраційних обсягів, видалення ендотоксину досягало до98.7%, зберігаючи чудове відновлення антигену.

 

Підсумок продуктивності

Параметр	Видалення ендотоксину (%)	Відновлення антигену (%)
5 фунтів на квадратний дюйм	До 85,0	96.6
10 фунтів на квадратний дюйм	До 86.0	96.4
15 фунтів на квадратний дюйм	До 85,0	97.0
20 фунтів на квадратний дюйм	До 87,0	96.9
30 × Концентрація	53.3–95.3	97.6
50 × Концентрація	64.0–96.4	97.1
80 × Концентрація	68.7–96.9	96.3
100× Концентрація	65.0–96.5	96.5
10 DV Діафільтрація	62.5–96.3	97.6
15 DV Діафільтрація	68.7–96.9	96.6
20 DV Діафільтрація	80.0–98.0	97.1
25 DV Діафільтрація	87.5–98.7	96.2

---

 

Ключові висновки

Дослідження підтверджує, що a300 кДа PES ультрафільтраційна мембранна касетає високоефективним для видалення ендотоксинів у виробництві вакцин проти сказу.

Ключові висновки:

Об'єм діафільтрації є найбільш критичним параметром процесу.

25 діаоб'ємів забезпечують найвище зниження ендотоксину.

Видалення ендотоксину може досягати 98,7%.

Відновлення антигену стабільно перевищує 96%.

Ультрафільтрація забезпечує одночасну концентрацію та видалення ендотоксинів.

Процес підходить як для пілотного-масштабу, так і для комерційного-виробництва вакцини.

 

Переваги ультрафільтрації над традиційною хроматографією

Порівняно зі звичайними методами видалення ендотоксинів-на основі хроматографії ультрафільтрація має значні переваги:

Нижча вартість виробництва

Зменшене споживання смоли та спрощені етапи обробки допомагають зменшити експлуатаційні витрати.

Вища ефективність процесу

Концентрація та видалення ендотоксину здійснюються за одну операцію.

Чудове відновлення антигену

Високі показники відновлення мінімізують втрати продукту та підвищують загальний вихід процесу.

Легке масштабування-

Процес можна легко адаптувати від лабораторних розробок до комерційного виробництва.

Безперервна виробнича сумісність

Системи ультрафільтрації добре інтегруються з сучасними платформами безперервної біообробки.

 

Висновок

Оскільки виробники вакцин продовжують прагнути до підвищення продуктивності та суворіших стандартів якості,технологія ультрафільтрації для видалення ендотоксинівстає переважною стратегією очищення.

Застосування a300 кДа PES ультрафільтраційна касетау виробництві вакцин проти сказу демонструє видатне зниження рівня ендотоксинів, високе відновлення антигену та відмінну масштабованість. Завдяки інтеграції ультрафільтрації на стадії збору вірусу виробники можуть ефективно зменшити навантаження ендотоксинів на першому етапі, спростити подальше очищення та підвищити загальну ефективність виробництва вакцини.

Для вакцин проти сказу, інактивованих вірусних вакцин та інших біологічних продуктів ультрафільтрація є перевіреним, масштабованим і економічно-ефективним рішенням для контролю ендотоксинів і оптимізації процесу.