Todos sabemos que en el proceso de liofilización y almacenamiento de alimentos, medicamentos y organismos, muchos factores pueden afectar la estabilidad de los componentes activos e incluso conducir a la inactivación.La mayoría de los productos farmacéuticos y productos biológicos requieren la adición de protectores y aditivos de secado por congelación adecuados para prepararse en una mezcla para un secado por congelación y almacenamiento eficaces.
Antes de discutir las ventajas de la sacarosa como agente protector liofilizado, expliquemos por qué la sacarosa puede usarse como agente protector liofilizado para productos biológicos.
Para proteger la calidad y la actividad de la proteína y otras sustancias activas en los productos biológicos, los protectores de azúcar generalmente se agregan a las formulaciones de medicamentos para la liofilización.Hay dos hipótesis sobre el mecanismo de protección de la liofilización: La hipótesis vítrea y la hipótesis de la sustitución del agua.
La primera hipótesis es la hipótesis vidriosa
El agente protector viscoso rodeó las moléculas de proteína, formando un cuerpo vítreo de carbohidratos similar al hielo de vidrio en la estructura, que bloqueaba el movimiento de forja en cadena de sustancias macromoleculares, impedía la extensión y precipitación de proteínas, y mantuvo la estabilidad de la estructura tridimensional de las moléculas de proteína, desempeñando así un papel protector.
La segunda hipótesis es la hipótesis de la sustitución del agua
Cuando la proteína pierde humedad durante la liofilización, el grupo hidroxilo del agente protector puede reemplazar el grupo hidroxilo del agua en la superficie de la proteína, de modo que se forme una película de hidratación putativa en la superficie de la proteína, Que puede proteger la posición de unión del enlace de hidrógeno de la exposición directa al entorno circundante y evitar la desnaturalización de la proteína debido a la liofilización.
La base teórica de las dos hipótesis anteriores es lograr la congelación parcial o total de la vitrificación del medicamento líquido, por lo que los protectores de liofilización apropiados deben tener las siguientes cuatro características: alta temperatura de transición de vitrificación, baja higroscopicidad, baja velocidad de cristalización y ningún grupo de reducción.
Porque los monosacáridos solo pueden proporcionar una estabilidad débil durante la congelación, lo que hace que las proteínas sean desnaturalizantes irreversibles antes de la deshidratación y el secado.
El disacárido es un agente protector muy adecuado, que no solo puede aumentar la energía libre de proteínas en el proceso de congelación para evitar la desnaturalización de las proteínas, sino que también puede reemplazar el enlace de hidrógeno entre las moléculas de proteína y agua para estabilizar la proteína en el proceso de secado. Además, no contiene un Grupo reductor y no hará que la reacción de oscurecimiento de proteínas de los productos biológicos se degenere e inactive.
El efecto protector del azúcar está relacionado con el tipo de proteína, por lo que el agente protector adecuado para los medicamentos debe determinarse mediante una comparación de datos experimentales. En la actualidad,Sacarosa y trehalosaEn disacáridos son ampliamente estudiados y reconocidos como agentes protectores eficaces para productos biológicos.
La sacarosa es un disacárido no reductor formado a partir de glucosa y fructosa a través de la condensación del grupo hidroxilo del isómero. Tiene una alta temperatura de transición de vitrificación y juega un papel obvio en la prevención del cambio de la estructura secundaria de la proteína y la extensión y agregación de la cadena polipeptídica de la proteína durante el secado por congelación y el almacenamiento.Se ha utilizado como agente protector en proteínas, preparación liofilizada de fármacos Ji SU y vacuna contra virus.
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