Anwendung der Ultrafiltration im Produktionsprozess von DTP-Impfstoff

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1. DTP-Impfstoff

Pertussis, allgemein bekannt als Keuchhusten, ist eine akute Infektionskrankheit der Atemwege, die durch Bordetella pertussis verursacht wird und vor allem Säuglinge und Kleinkinder betrifft. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion und die Inkubationszeit beträgt 7 bis 10 Tage. Der Patient entwickelt Symptome einer Sputumansammlung, einschließlich Husten. Diphtherie ist eine akute Infektion der Atemwege, die durch Corynebacterium diphtheriae verursacht wird. Die Bakterien dringen in die Nasenschleimhaut oder den Rachenraum ein, vermehren sich, produzieren Exotoxine und verursachen lokale Entzündungen und Gewebenekrosen. Tetanus, verursacht durch Clostridium tetani, gelangt über Haut- oder Schleimhautwunden in den menschlichen Körper. Es gedeiht unter anaeroben Bedingungen und produziert Giftstoffe, die krampfartige Muskelkontraktionen auslösen.

Der DTP-Impfstoff ist ein Kombinationsimpfstoff, der wirksame Bestandteile von Bordetella pertussis, Diphtherietoxin und Tetanustoxin enthält, die in bestimmten Anteilen gemischt und an einem Aluminiumhydroxid-Adjuvans adsorbiert sind. Es wird zur Vorbeugung von drei Krankheiten eingesetzt: Keuchhusten, Diphtherie und Tetanus.

 

2. Produktionsprozess des DTP-Impfstoffs

Der DTP-Impfstoff ist typischerweise ein inaktivierter Impfstoff. Die Herstellung des DTP-Impfstoffs folgt vor allem aus Sicherheitsgründen dem Herstellungsprozess für inaktivierte Impfstoffe. Derzeit basiert der Produktionsprozess von DTP-Impfstoffen in China weitgehend auf der Technologie der 1970er und 1980er Jahre. Allerdings umfassten die Dialyseschritte während des gesamten Prozesses zu viele herkömmliche Filtrationsstufen, was den gesamten Produktionsprozess des Produkts erheblich beeinträchtigte. Tangentialfluss-Membranfiltrationsprodukte mit offenen Kanälen bieten Vorteile bei der nachgeschalteten Trennung biologischer Produkte, wie z. B. geringe Scherkräfte und hohe Rückgewinnungsraten. Sie eignen sich besonders für die Trennung von Proben mit hohen Konzentrationen, hohen Viskositäten und hohem Partikelgehalt und sind somit für den Produktionsprozess von DTP-Impfstoffen geeignet.

3. Anwendung der Hohlfaser-Ultrafiltrationstechnologie im Reinigungsprozess von zellfreier DTP-kombinierter Impfstoffantigenflüssigkeit

(1)Materialien und Methoden

①Probe

Dekontaminierte und raffinierte zellfreie DTP-Antigenlösung (im Folgenden als dekontaminierte Antigenlösung bezeichnet).

②Hauptreagenzien und Instrumente

Wasser in Injektionsqualität; Natriumchlorid (pharmazeutische Qualität); Dialysebeutel; 10 kDa Hohlfaser; Schlauchpumpe.

③Ultrafiltration und Reinigung der zellfreien DTP-Antigenflüssigkeit

Konzentrieren Sie zunächst die dekontaminierte Antigenlösung mithilfe einer 10-kDa-Hohlfaser auf etwa das 5-fache des ursprünglichen Volumens. Anschließend beginnen Sie mit dem Filter- und Waschvorgang. Als nächstes stoppen Sie die Filtration, wenn das Filtratvolumen etwa das 4- bis 5-fache des Anfangsvolumens erreicht. Spülen Sie abschließend das gesamte System und gewinnen Sie das Filtrat mit dem {{4}fachen Volumen physiologischer Kochsalzlösung zurück.

④Dialyse und Reinigung zellfreier DTP-Antigenflüssigkeit

Verpacken Sie die dekontaminierte Antigenlösung aseptisch in Dialysebeutel, tauchen Sie sie in 0,85 % sterile Natriumchloridlösung und führen Sie dann die Dialyse bei 2-8 Grad durch.

⑤Identifizierung der gereinigten Flüssigkeit

Stellen Sie die durch Ultrafiltration und Dialyse gewonnenen Flüssigkeitsproben proportional auf das Vorreinigungsvolumen wieder her. Verwenden Sie dekontaminierte Antigenlösung als Kontrolle und analysieren Sie die Reinheit der Proben mit 12 % SDS-PAGE. Messen Sie den Feststoffgehalt in den Lösungen und berechnen Sie die Wiederfindungsrate nach 15-minütiger Zentrifugation der Proben bei 10,000 U/min.

Ergebnisse

①Hohlfaser-Ultrafiltrationskonzentration und -wäsche

Während des Ultrafiltrationskonzentrationsprozesses werden innerhalb von 70 Minuten 4.800 ml Filtrat erhalten, was zu einer 5-fachen Konzentration führt. Die Filtrationsrate nimmt stetig ab, mit einer durchschnittlichen Filtrationsrate von 42 LMH (69,6 ml/min). Während des Waschvorgangs werden innerhalb von 90 Minuten 5.300 ml Filtrat erhalten, was zu einer vierfachen Wäsche führt und die Filtrationsrate stetig abnimmt, wobei die durchschnittliche Filtrationsrate 36 LMH (59,5 ml/min) beträgt. Spülen Sie abschließend das gesamte System mit 1.200 ml physiologischer Kochsalzlösung und mischen Sie die Spüllösung mit der vorherigen Waschlösung (1.200 ml). Der Endkonzentrationsfaktor der Flüssigkeit beträgt das 2,5-fache. Im Vergleich zur Ultrafiltration erfordert die Dialyse einen fünfmaligen Wechsel des Dialysats und dauert etwa sechs Tage.

②Identifizierung der gereinigten Flüssigkeit

Die SDS-PAGE-Analyse ergab, dass die Reinheit der zellfreien DTP-Impfstoffantigenflüssigkeit, die sowohl durch Ultrafiltrations- als auch durch Dialysemethoden gereinigt wurde, relativ unverändert bleibt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Die Rückgewinnungsrate der Ultrafiltrationsreinigung ist etwas niedriger als die der Dialysereinigung, wie in der folgenden Tabelle angegeben.

Probe	Fester Inhalt(%)	Erholungsrate(%)
Dekontaminierte Antigenlösung	0.872	/
Durch Ultrafiltration zurückgewonnene Flüssigkeit (reduziert)	0.803	92.1
Durch Dialyse zurückgewonnene Flüssigkeit (reduziert)	0.813	93.2

 

Abschluss

Hohlfaser-Ultrafiltration ist eine Membrantrenntechnologie, die in Branchen wie der Lebensmittel-, Fermentations-, Pharma-, Umweltschutz- und Chemietechnik weit verbreitet zur Trennung, Konzentration und Reinigung großmolekularer Substanzen eingesetzt wird. In diesem Experiment wurde die Hohlfaser-Ultrafiltrationstechnologie zur Reinigung der dekontaminierten zellfreien DTP-Antigenlösung eingesetzt. Der Experimentator verglich die Reinigungseffizienz und die Wiederherstellungsrate mit der herkömmlichen Dialyse. Die Ergebnisse zeigten, dass die Ultrafiltration eine höhere Effizienz bei der Entfernung von Entgiftungsmitteln und Pigmenten aufwies (erreichbar innerhalb von 3 Stunden im Vergleich zu 5-7 Tagen bei der Dialyse) und eine höhere Rückgewinnungsrate aufwies. Diese legen nahe, dass die Anwendung von Hohlfasern zur Ultrafiltrationsreinigung von zellfreier DTP-Impfstoffantigenflüssigkeit möglich ist. Es kann bestehende Dialyseprozesse ersetzen.