Исследования в области особоопасных инфекций

Лиофилизация сывороточных препаратов

Для консервирования целого ряда биологических объектов в настоящее время широкое распространение получил метод лиофильного высушивания, который позволяет сохранять диагностические и лечебные сыворотки и другие биопрепараты в течение длительного времени. Его отличительная особенность состоит в том, что высушивание происходит из замороженного состояния путем сублимации льда из материала в вакууме. Низкая температура, при которой длительное время находится высушиваемый материал, предохраняет белки от денатурирующего действия повышенных концентраций электролитов, создающихся в результате удаления воды.

Как известно, лиофилизированные препараты, в отличие от высушенных обычным образом из жидкого состояния, почти не изменяют свой первоначальный объем, а при соприкосновении с водой сравнительно быстро растворяются. В растворах белков, коллоидов и других гидрофильных веществ содержится два вида воды — свободная и связанная. Свободная вода замерзает при температуре несколько ниже 0°, она связана с полярными группами молекул белка менее прочными адсорбционными силами (Г. Б. Булл, 1949). Испарение свободной воды происходит за счет сублимации льда и начинается с поверхности материала, затем распространяется на участки, прилегающие к стенкам ампул, и далее на более глубоколежащие слои замороженной массы. Связанная вода характеризуется несколько иными свойствами. Она обладает большей плотностью в силу прочного притяжения молекул воды отрицательно заряженными группами белковой молекулы (Б. И. Бланков, Д. Л. Клебанов, 1961), не является растворителем и замерзает при температурах значительно ниже 0: при —20 —40° (М. Polangi, 1920; I. Iones, 1932). Связанная вода удаляется из всей толщи материала, уже освободившегося ото льда, обычным испарением в вакууме, для чего требуется значительное количество тепла.

Благодаря качественно различному характеру связи влаги с материалом, процесс лиофилизации состоит из двух периодов: периода удаления свободной воды, или сублимации, и периода удаления связанной воды, или испарения остаточной влаги (Е. Flosdorf, 1949; С. Г. Колесов, 1952; М. Я. Броун, 1954; К. Е. Долинов, 1955; М. И. Верба, 1956; S. Chiba с соавт., 195S; L. Stephenson, 1960; Б. И. Бланков и Д. Л. Клебанов, 1960; Т. Nei, 1960, 1962; М. Deconski, 1961).

В первый период высушивания удаляется основная масса (92—98%) влаги.

Продолжительность периода сублимации находится в обратно пропорциональной зависимости от интенсивности теплопровода и глубины вакуума. Однако количество тепла, подаваемого к биологическому материалу в период сублимации, не должно превышать расход этого тепла на сублимацию. Избыточное тепло может вызвать оттаивание материала и ухудшение его специфических свойств.

G. Scott (1944) получил хорошие результаты, лиофилизируя ткани при температуре —32,5°, а К. Е. Долинов (1960) рекомендует проводить высушивание живых вакцин при температуре сублимации —25 —30°. Второй период лиофилизации идет по типу обычного высушивания в вакууме. Свободная вода в материале отсутствует, и обезвоживание продолжается за счет удаления связанной воды из пористой массы сухого вещества. Этот период продолжается длительное время, необходимое для получения низкой остаточной влажности в биологическом материале (2,5—3%).

К концу второго периода температура материала повышается и достигает приблизительно температуры окружающей среды (Э. И. Гуйго, 1955).

Внимание многих исследователей было направлено на сокращение длительности периода удаления остаточной влаги за счет повышения конечной температуры подогрева в сушильной камере. В этом вопросе мнения ряда авторов расходятся. Так, Г. Чижов (1948) и Н. Н. Титов (1945) считают, что в конце высушивания температуру материала можно поднять до 50° без ущерба для биологической активности, а С. Chojnowski, I. Chojnowska (1959), С. Г. Колесов (1959) рекомендуют конечную температуру подогрева 25—30°.

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  199  200  201  202