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Ventajas de usar sacarosa como protector de liofilización

Todos sabemos que muchos factores pueden afectar la estabilidad de los componentes activos en el proceso de liofilización y almacenamiento de alimentos, medicamentos y organismos biológicos, e incluso conducir a la inactivación. La mayoría de los fármacos y productos biológicos requieren la adición de protectores y aditivos de secado por congelación adecuados que se preparen en una mezcla antes de que se pueda llevar a cabo el secado por congelación y el almacenamiento eficaces. Y la sacarosa es uno de los protectores de liofilización comúnmente utilizados.


En primer lugar, antes de discutir las ventajas deSacarosa en ventaComo protector de secado por congelación, primero debemos explicar por qué se puede utilizar como protector de secado por congelación para productos biológicos.


Para proteger la calidad y la actividad de las sustancias activas como las proteínas en los productos biológicos, generalmente agregamos protectores de azúcar a la fórmula del medicamento para la liofilización. Actualmente existen dos hipótesis principales para el mecanismo de protección contra la liofilización: la hipótesis del Estado vidrioso y la hipótesis del reemplazo del agua.


La primera hipótesis: Hipótesis del Estado vidrioso


El protector viscoso rodea la molécula de proteína, formando una estructura de vidrio de carbohidratos similar en estructura al hielo vítreo, lo que dificulta el movimiento de la cadena de sustancias moleculares grandes, evita el estiramiento y la precipitación de proteínas, y mantiene la estabilidad de la estructura tridimensional de las moléculas de proteína, ejerciendo así un efecto protector.


La segunda hipótesis: Hipótesis de reemplazo de agua


Después de que la proteína pierde agua durante la liofilización, los grupos hidroxilo del protector pueden reemplazar los grupos hidroxilo del agua en la superficie de la proteína para formar una película de hidratación hipotética en la superficie de la proteína, que puede proteger las posiciones de enlace de los enlaces de hidrógeno de estar directamente expuestos al medio ambiente circundante, Evitando así la desnaturalización de las proteínas debido a la liofilización.


La base teórica de estas dos hipótesis es lograr la congelación de vitrificación parcial o completa de la solución del fármaco, por lo que los protectores de liofilización adecuados deben tener las siguientes cuatro características: alta temperatura de transición vítrea, baja higroscopicidad, baja velocidad de cristalización y sin grupos reductores.



Los resultados experimentales han demostrado que los monosacáridos (como la glucosa y la galactosa) no pueden desempeñar un papel protector en el proceso de liofilización de las proteínas. Esto se debe a que los monosacáridos solo pueden proporcionar efectos estabilizadores débiles durante el proceso de congelación, irreversible y la desnaturalización de proteínas ocurre antes del secado por deshidratación.


Los disacáridos son protectores muy adecuados, que pueden aumentar la energía libre de las proteínas durante la congelación para evitar la desnaturalización de las proteínas y reemplazar los enlaces de hidrógeno entre las proteínas y las moléculas de agua para estabilizar las proteínas durante el secado y la deshidratación. Y no contienen grupos reductores, por lo que no harán que los bioproductos se sometan a una reacción de dorado de proteínas y una inactivación por deterioro.


El efecto protector del azúcar depende del tipo de proteína, por lo que los protectores adecuados para los medicamentos deben determinarse comparando datos experimentales. En la actualidad,Sacarosa y trehalosaEn disacáridos son los protectores de productos biológicos eficaces más estudiados y reconocidos.


Entre ellos, La sacarosa es un disacárido no reductor formado por la condensación de glucosa y fructosa a través de hidroxilos isoméricos. Tiene una alta temperatura de transición vítrea y desempeña un papel importante en la inhibición del cambio de la estructura secundaria de la proteína, extendiendo y agregando cadenas polipeptídicas de la proteína durante el tratamiento de liofilización y el período de almacenamiento, Y se ha aplicado como protector en preparaciones liofilizadas de proteínas y medicamentos Ji su, así como vacunas contra virus.