Aplicación de la ultrafiltración en el proceso de producción de la vacuna DTP

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1. Vacuna DTP

La tos ferina, comúnmente conocida como tosferina, es una enfermedad infecciosa respiratoria aguda causada por Bordetella pertussis, que afecta principalmente a bebés y niños pequeños. Se transmite a través de gotitas respiratorias y tiene un período de incubación de 7 a 10 días. El paciente desarrollará síntomas de acumulación de esputo, incluida tos. La difteria es una infección aguda del tracto respiratorio causada por Corynebacterium diphtheriae. Las bacterias invaden la mucosa nasal o la garganta, proliferan, producen exotoxinas y provocan inflamación local y necrosis tisular. El tétanos, causado por Clostridium tetani, ingresa al cuerpo humano a través de heridas en la piel o las membranas mucosas. Prospera en condiciones anaeróbicas y produce toxinas, provocando contracciones musculares espasmódicas.

La vacuna DTP es una vacuna combinada que contiene componentes eficaces de Bordetella pertussis, toxina diftérica y toxina tetánica mezcladas en determinadas proporciones y adsorbidas en un adyuvante de hidróxido de aluminio. Se utiliza para prevenir tres enfermedades: tos ferina, difteria y tétanos.

 

2. Proceso de producción de la vacuna DTP

La vacuna DTP suele ser una vacuna inactivada. La preparación de la vacuna DTP sigue el proceso de producción de la vacuna inactivada, principalmente por razones de seguridad. Actualmente, el proceso de producción de vacunas DTP en China se basa en gran medida en la tecnología de las décadas de 1970 y 1980. Sin embargo, durante todo el proceso, los pasos de diálisis involucraron demasiadas etapas de filtración convencional, lo que impactó significativamente el proceso de producción general del producto. Los productos de filtración de membrana de flujo tangencial con canales abiertos ofrecen ventajas en la separación posterior de productos biológicos, como bajas fuerzas de corte y altas tasas de recuperación. Son particularmente adecuados para la separación de muestras con altas concentraciones, altas viscosidades y alto contenido de partículas, lo que los hace adecuados para el proceso de producción de vacunas DTP.

3. Aplicación de la tecnología de ultrafiltración de fibra hueca en el proceso de purificación del líquido de antígeno de vacuna combinado DTP libre de células

(1) Materiales y métodos

①Muestra

Solución de antígeno DTP sin células descontaminada y refinada (en lo sucesivo, solución de antígeno descontaminada).

②Reactivos e instrumentos principales

Agua de grado para inyección; cloruro de sodio (grado farmacéutico); bolsa de diálisis; fibra hueca de 10 kDa; bomba peristáltica.

③Ultrafiltración y purificación de líquido de antígeno DTP libre de células

En primer lugar, concentre la solución de antígeno descontaminado aproximadamente 5-veces el volumen inicial utilizando una fibra hueca de 10 kDa. Posteriormente se inicia el proceso de filtración y lavado. A continuación, detenga la filtración cuando el volumen de filtrado alcance aproximadamente de 4 a 5 veces el volumen inicial. Finalmente, enjuague todo el sistema y recupere el filtrado usando 1- veces el volumen de solución salina fisiológica.

④Diálisis y purificación del líquido del antígeno DTP libre de células

Empaque asépticamente la solución de antígeno descontaminada en bolsas de diálisis y sumérjala en una solución estéril de cloruro de sodio al 85 % y luego realice la diálisis a 2-8 grados.

⑤Identificación del líquido purificado

Restaure proporcionalmente las muestras líquidas recuperadas de ultrafiltración y diálisis al volumen de prepurificación. Utilice una solución de antígeno descontaminada como control y analice la pureza de las muestras utilizando SDS-PAGE al 12%. Mida el contenido de sólidos en las soluciones y calcule la tasa de recuperación después de centrifugar las muestras a 10,000 rpm durante 15 minutos.

Resultados

①Concentración y lavado de ultrafiltración de fibra hueca

Durante el proceso de concentración por ultrafiltración, se obtienen 4800 ml de filtrado en 70 minutos, lo que da como resultado una concentración 5- veces mayor. La tasa de filtración disminuye constantemente, con una tasa de filtración promedio de 42 LMH (69,6 ml/min). Durante el proceso de lavado, se obtienen 5300 ml de filtrado en 90 minutos, lo que da como resultado un lavado 4 veces y la tasa de filtración disminuye constantemente, con una tasa de filtración promedio de 36 LMH (59,5 ml/min). Finalmente, enjuague todo el sistema con 1200 mL de solución salina fisiológica y mezcle la solución de enjuague con la solución de lavado anterior (1200 mL). El factor de concentración final del líquido es 2,5-veces. En comparación con la ultrafiltración, la diálisis requiere cambiar el dializado cinco veces y demora aproximadamente 6 días.

②Identificación del líquido purificado

El análisis SDS-PAGE reveló que la pureza del antígeno líquido de la vacuna DTP libre de células purificado mediante métodos de ultrafiltración y diálisis permanece relativamente sin cambios, como se muestra en la figura siguiente. La tasa de recuperación de la purificación por ultrafiltración es ligeramente menor que la de la purificación por diálisis, como se indica en la siguiente tabla.

Muestra	Contenido solido(%)	Índice de recuperación(%)
Solución de antígeno descontaminada	0.872	/
Líquido recuperado por ultrafiltración (reducido)	0.803	92.1
Líquido recuperado por diálisis (reducido)	0.813	93.2

 

Conclusión

La ultrafiltración de fibra hueca es una tecnología de separación por membranas ampliamente utilizada en industrias como la alimentaria, la fermentación, la farmacéutica, la protección ambiental y la ingeniería química para la separación, concentración y purificación de sustancias moleculares grandes. En este experimento, se empleó tecnología de ultrafiltración de fibra hueca para purificar la solución de antígeno DTP libre de células descontaminada. El experimentador la comparó con la diálisis tradicional en términos de eficiencia de purificación y tasa de recuperación. Los resultados mostraron que la ultrafiltración tenía una mayor eficiencia en la eliminación de agentes desintoxicantes y pigmentos (alcanzable en 3 horas, en comparación con 5-7 días para la diálisis) y tenía una mayor tasa de recuperación. Estos sugieren que la aplicación de fibra hueca para la purificación por ultrafiltración del líquido del antígeno de la vacuna DTP libre de células es factible. Puede reemplazar los procesos de diálisis existentes.