Особливості процесу фільтрації ліпосомальної емульсії для виготовлення очних крапель на основі пептидного комплексу

Abstract

Ліпосоми все більше досліджують та впроваджують як системи доставляння ліків у формі очних крапель. Важливим етапом у виробництві ліпосомального препарату у формі очних крапель є процес стерилізаційної фільтрації перед наповненням лікарського засобу в контейнер для кінцевого дозування. Передбачають, що компоненти ліпосом взаємодіють з мембраною та закупорюють її через свої унікальні фізико-хімічні властивості. Отже, треба глибше розуміти стерилізаційну фільтрацію ліпосом, щоб ухвалити відповідні рішення щодо вибору фільтрів для стерилізації. Розраховані з рівняння Дарсі значення опору та пропускної здатності добре підходять для порівняння різних фільтрувальних мембран або параметрів процесу. Мета роботи – обґрунтувати вибір оптимальних марок фільтрувальних мембран та параметрів процесу фільтрації ліпосомальної емульсії для виготовлення очних крапель на основі пептидного комплексу. Матеріали та методи. Об’єктом дослідження була ліпосомальна емульсія для виготовлення очних крапель на основі пептидного комплексу. Для фільтрації використовували приготовану ліпосомальну емульсію очних крапель на основі пептидного комплексу та мембранні фільтри різних марок. Випробування фільтрації здійснювали на приладі з масштабування Zero-T виробництва фірми Sartorius, Німеччина. Для всіх вимірювань вагу фільтрату контролювали за допомогою ваг. Оцінювали експерименти з фільтрації з використанням програмного забезпечення Zero-T 2.0 фірми Sartorius Stedim Biotech, Німеччина. На першому етапі записані дані результатів зберігали у файлі. За отриманими даними за допомогою табличного процесора Excel розрахували потік фільтрації J°, початковий опір мембрани R°заг і пропускну здатність Ṽ відповідно до визначеного часу вимірювання – початок T10 % та кінецьT80 %. Результати та їх обговорення. За отриманими результатами визначено оптимальні марки стерилізувальних мембран та з’ясовано, що шляхом збільшення перепаду тиску об’ємна пропускна здатність значно покращується – більш ніж у 18 разів (від 0,7 до 4,1 бар), а в іншому експерименті – більш ніж у 10 разів (від 0,3 до 2,1 бар). Крім того, виявлено користь використання більш високого перепаду тиску на фільтрацію ліпосом крізь різні стерилізувальні мембрани. Висновки. Отримані значення початкового опору мембрани засвідчили, що геометричні аспекти і властивості матеріалу марок мембран Supor® (Pall) та Sartopore 2® (Sartorius) мають меншу здатність до блокування мембрани під час фільтрації та забезпечення ресурсу фільтрації за рахунок більшої пропускної здатності. Також доведено, що використання більш високого перепаду тиску збільшує продуктивність процесу.

Liposomes are increasingly being studied and implemented as drug delivery systems in the form of eye drops. An important stage in the production of a liposomal preparation in the form of eye drops is the stage of sterilization filtration before filling the medicinal product into a container for final dosage. It is assumed that liposome components interact with the membrane and clog it due to their unique physicochemical properties. Therefore, a deeper understanding of the sterilization filtration of liposomes is needed to make appropriate decisions regarding the choice of filters for sterilization. Resistance and permeability values calculated from the Darcy equation are well suited for comparing different filter membranes or process parameters. Aim. To substantiate the choice of optimal brands of filter membranes and parameters of the liposomal emulsion filtration process for the production of eye drops based on a peptide complex. Materials and methods. The study object was a liposomal emulsion for the production of eye drops based on a peptide complex. A prepared liposomal emulsion of eye drops based on a peptide complex and membrane filters of various brands were used for filtration. Filtration tests were performed on a Zero-T scaling unit manufactured by Sartorius, Germany. For all measurements, the filtrate weight was controlled using a balance. Filtration experiments were evaluated using Zero-T 2.0 software from Sartorius Stedim Biotech, Germany. At the first stage, the recorded data of the results was saved to a file. Based on the data obtained using the Excel table processor, the filtration flow J°, the initial resistance of the membrane R°zag and the throughput Ṽ were calculated according to the calculated measurement time: the beginning of T10 % and the end of T80 %. Results and discussion. According to the results obtained, the optimal brands of sterilizing membranes were determined; it was shown that by increasing the pressure drop, the volumetric throughput was significantly improved by more than 18 times (from 0.7 to 4.1 bar), and in another experiment – by more than 10 times (from 0.3 to 2.1 bar). In addition, the benefit of using a higher pressure drop to filter liposomes through various sterilizing membranes was shown. Conclusions. The obtained values of the initial resistance of the membrane showed that the geometrical aspects and properties of the material of the Supor® (Pall) and Sartopore 2® (Sartorius) membrane brands have a lower ability to block the membrane during filtration and provide the filtration resource due to greater throughput. It has been also shown that the use of a higher pressure drop increases the productivity of the process.