ПРОМЫШЛЕННЫЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СУППОЗИТОРИЕВ, СОДЕРЖАЩИХ ЖИВЫЕ БАКТЕРИИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A61K9/02 A61K35/74 A61J3/08 

Настоящее изобретение относится к области медицинской иммунобиологической промышленности и медицинской техники, конкретно, касаются промышленного способа изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии, и устройства для его осуществления.

Уровень техники
Известен способ изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии (US 5466463, WO 96/38159).

Способ включает предварительное капсулирование бактерий для сохранения их жизнеспособности в процессе получения суппозиториев. Полученные капсулы смешивают с наполнителями, обычно используемыми для таких лекформ, с получением рецептурной массы и формируют ее в суппозитории.

Однако высокая концентрация микроорганизмов в локальных участках суппозиториев при их применении после растворения микрокапсульных оболочек приводит к естественной гибели "излишка" бактерий и их местнораздражающему действию на слизистую вагины. Кроме того, использование в технологическом процессе дополнительной стадии инкапсулирования микроорганизмов резко увеличивает себестоимость изготавливаемого продукта.

Известна машина для наполнения и упаковки суппозиториев в формованную ленту (модель ВР-14 "Coral International I пс", Италия, 1996), включающая термостатированную емкость из нержавеющей стали с загрузочным и выходным отверстиями, снабженную перемешивающим механизмом в виде лопастной мешалки и дозатором розлива в ячейки.

Однако использование лопастной мешалки не позволяет получать в естественном устройстве гомогенного распределения бактерий в формирующей основе и вызывает тотальную гибель микроорганизмов.

Сущность изобретения
В основу изобретений положена задача разработки нового высокопроизводительного промышленного способа изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии, и создания устройства, позволяющего достигать гомогенного распределения бактерий в формирующей основе и при этом сохранить жизнеспособность микробных клеток в течение технологического процесса.

Задача решена тем, что заявляемый способ изготовления суппозиториев, согласно изобретению, включает следующие стадии: стерилизацию жира; добавление к нему стерильного парафина; добавление к полученной смеси стерильного эмульгатора; охлаждение полученной основы; последующее смешение основы с активным началом - сухой биомассой бактерий в заявляемом устройстве с получением рецептурной массы; формование суппозиториев путем розлива рецептурной массы в ячейки и охлаждение их. При этом смешение основы с активным началом и розлив осуществляют в течение времени, необходимого для сохранения жизнеспособности бактерий.

В заявляемом способе может быть использовано следующее соотношение компонентов, мас.%:
Жир - 88,4 - 92,0
Парафин - 5,9 - 6,1
Эмульгатор - 1,7 - 1,8
Сухая биомасса бактерий - 0,1 - 3,9
Охлаждение основы, смешение ее с активным началом - сухой биомассы бактерий и розлив полученной рецептурной смеси целесообразно осуществлять при температуре 39 - 41^oC.

Следует отметить, что время смешения и розлива не должно превышать 7 часов, а охлаждение ячеек при формовании суппозиториев предпочтительно проводить при температуре 2 - 4^oC не более двух минут.

Заявляемый способ является высокопроизводительным и позволяет изготавливать до 2500 суппозиториев в час. Кроме того, производимый продукт обладает высокой фармакологической активностью (содержание живых микробных клеток составляет не менее 1 • 10⁷ на одну дозу) и отвечает всем требованиям Министерства здравоохранения РФ, предъявляемым к данной группе бактерийных препаратов.

Устройство для изготовления суппозиториев по предлагаемому способу выполнено в виде термостатированной емкости из нержавеющей стадии с загрузочным и выходным отверстиями, снабженной перемешивающим механизмом в виде мешалки и дозатором розлива в ячейки, при этом мешалка выполнена турбинной.

Предпочтительно объем термостатированной емкости не превышает 15 л, а колебание температуры в ней не превышает ± 1^oC. Скорость перемешивающего механизма в заявляемом устройстве может составлять от 1200 до 1600 об/мин.

В отличие от известного, в заявляемом устройстве перемешивающий механизм выполнен в виде турбинной мешалки.

Для повышения эффективности перемешивания турбинная мешалка может быть снабжена направляющим аппаратом. Предпочтительно направляющий аппарат выполнен в форме циркуляционной трубы и является неподвижным.

Конструкция перемешивающего механизма, обеспечивающего требуемый технический результат, была установлена в процессе длительного экспериментального поиска, в течение которого испытывались лопастные, пропеллерные, якорные, рамные, ленточные, дисковые и турбинные мешалки.

Турбинная мешалка с неподвижным направляющим аппаратом состоит из одного или нескольких центробежных колес (турбинок), укрепленных на вертикальном валу и снабженных большим числом лопаток. Вал с укрепленными на нем турбинками расположен в неподвижном направляющем аппарате.

Вышеуказанный перемешивающий механизм применяется в химико-технологических процессах для перемешивания вязких жидкостей (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. - Л., Гос. научно-техническое изд-во химической литературы, 1948, с. 800), однако использование турбинной мешалки для суспендирования сухой микробной массы в жировой основе неизвестно.

Получение суспензий в устройствах с мешалками помимо целого ряда ограничений предусматривает использование лишь небиологических частиц и никак не учитывает такие параметры живых микробных клеток, как прочность их клеточной оболочки, ее упругость, влияние температуры, среды и механического воздействия на жизнеспособность микроорганизмов, агломерацию клеток и т.п. (Дж. Г, Перри. Справочник инженера-химика. Л.: Химия, 1969, т. 2, сс. 124 - 1252; Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барашаш В.М., Перемешивание в жидких средах. Л.: Химия, 1984, сс. 138 - 149).

Несмотря на известность механизма протекающего процесса образования суспензии, невозможно его моделирование без учета вышеуказанных параметров (Дж. Г. Перри. Справочник инженера-химика. Л.: Химия, 1969, сс. 128 - 129). Так, в известном лабораторном способе получения суппозиториев для ректального и интравагинального введения для суспендирования сухой микробной массы в жировой основе (объем суспензии составляет 0,5 - 1 л) используется лабораторный смеситель с лопастной мешалкой. При масштабировании процесса суспендирования (объем суспензии составляет 10 - 15 л) на варьирование формы и размера лопастей указанной мешалки, ее мощности, места ее установки, соотношения диаметра устройства к диаметру мешалки, ни введение эмульгатора в жировую основу не обеспечивают гомогенного распределения в ней микробных клеток и вызывает тотальную гибель последних.

Следует также отметить существенное отличие исследуемого процесса (образование суспензии) от диспергирования микроорганизмов с помощью перемешивающих механизмов в условиях микробиологического синтеза.

Во-первых, основополагающими процессами, определяющими условия проведения микробиологического синтеза, являются масс-передача и диспергирование газа (при аэробной ферментации). Поэтому при проектировании и моделировании аппаратов для микробиологических процессов, в том числе при расчете перемешивающих механизмов используются совсем другие параметры, такие как показатель массообменной асимметрии ферментационной жидкости, относительная растворимость субстрата, проницаемость микробного агломерата с фиксированными размерами по субстрату, относительная массоотдача на границе жидкость - биомасса и т.д. (Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985, сс. 127 - 155).

Во-вторых, микробные клетки находятся в состоянии активного метаболизма, что существенно изменяет упругость и прочность клеточной оболочки, зависимость их жизнеспособности от температуры и механического воздействия среды и т.д,
В-третьих, культивирование микроорганизмов осуществляется в гетерогенных многофазных системах в водной среде, резко отличной по своим реологическим свойствам от жидкой смеси жира и парафина.

И, наконец, в процессах микробиологического синтеза используются самые различные конструкции перемешивающих механизмов - лопастные, пропеллерные, турбинные, дисковые мешалки (Дж. Т. Перри. Справочник инженера-химика. 1969, сс. 93 - 94). Наиболее эффективным типом перемешивающего механизма в ферментерах некоторые авторы считают лопастную мешалку (С. Дж. Перт. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978, сс. 120 - 121).

Исходя из вышеизложенного, необходимо подчеркнуть, что, во-первых, использование турбинной мешалки для суспендирования сухой биомассы бактерий в жировой основе неизвестно из уровня техники, а, во-вторых, неочевидно для специалиста в данной ее области.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает заявляемое устройство, разрез; фиг.2 изображает турбинную мешалку с неподвижным направляющим аппаратом в плане.

Устройство для изготовления суппозиториев (фиг. 1) состоит из емкости из нержавеющей стали в виде корпуса 1 с теплообменной рубашкой 2. Объем емкости не превышает 15 л.

В верхней части емкости размещено загрузочное отверстие 3, в нижней - выходное отверстие 4. Загрузочное отверстие запирается крышкой (на фиг. не показана), на выходном отверстии размещено запирающее устройство в виде дозатора розлива рецептурной емкости в ячейки контурных ячейковых упаковок.

Теплообменная рубашка 2 позволяет поддерживать температуру внутри корпуса 1 на уровне 39 - 41^oC постоянно (термостатировано).

Внутри корпуса по наклонной оси смонтирован перемешивающий механизм 5, заключенный в направляющий аппарат 6. Перемешивающий механизм приводится в движение верхним приводом 7. Направляющий аппарат смонтирован неподвижно и выполнен в форме циркуляционной трубы.

Перемешивающий механизм выполнен в виде турбинной мешалки (фиг. 2), состоящей из центробежного колеса (турбинки) 1 с лопатками 3, укрепленного на валу 2. Мешалка заключена в циркуляционную трубу 4 направляющего аппарата.

Устройство работает следующим образом.

Компоненты основы и сухая мембранная масса загружаются в емкость 1 (фиг. 1) через загрузочное отверстие 3 и подвергаются перемешиванию с помощью турбинной мешалки 5. Мешалка приводится во вращение верхним приводом 7 со скоростью 1200 - 1600 об/мин. Температура внутри корпуса устройства составляет 39 - 41^oC и поддерживается на постоянном уровне с помощью теплообменной рубашки 2.

Розлив рецептурной массы производится через выходное отверстие 4, снабженное запирающие устройством, с помощью дозатора, в ячейки контурных ячейковых упаковок.

Лучшие варианты осуществления, способа изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии, иллюстрируются следующими примерами.

Пример 1. Способ изготовления ацилакта в свечах (Acilactum in suppositoria).

Ацилакт в свечах предназначен для лечения заболеваний женских гениталий, сопровождающихся нарушениями нормальной микрофлоры.

Ацилакт в свечах, изготовленных заявляемым способом, соответствует требованиям ВФС 42-2941-97.

Ацилакт в свечах представляет собой лиофилизированную с добавлением сахарозо-желатино-молочной среды биомассу живых антагонистически активных ацидофильных лактобацилл штаммов 100 аш, NK, К₃Ш₂₄, сформованную с медицинские свечи. Готовый продукт содержит в одной дозе не менее 10⁷ живых особей ацидофильных лактобацилл.

Сухая биомасса ацидофильных лактобацилл (не менее 2 • 10⁹ живых микробных клеток в 1 г) содержит защитную среду высушивания при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сахароза (ГОСТ 5833-75) - 5,0 - 10,0
Желатин (ГОСТ 11293-89) - 1,0 - 1,5
Молоко обезжиренное, обрат (ГОСТ 10970-87) - 12,0 - 15,0
Сухие лактобациллы - 73,5 - 82,0
Суппозитории имеют конусообразную или цилиндрическую форму, желтовато-серый или светло-бежевый цвет; допускается неоднородность цвета в виде вкраплений или мраморности.

Масса свечи составляет от 1,1 до 2,0 г, диаметр - от 8 до 12 мм. Допустимые отклонения от величины средней массы свечи в серии - не более ± 5%. Определение средней массы проводят на 10 свечах в соответствии с ГФ XI, вып. 2, с. 151.

A. Готовят необходимые навески следующих ингредиентов основы: 10 800 г жира пищевого или кондитерского твердого на основе пластифицированного саломасса (ГОСТ 28-414-89), 720 г парафина (ГОСТ 23683-89) и 216 г эмульгатора Т-2 (ТУ 10-04.40.24-89).

Жир пищевой или кондитерский перекладывают в стерильные банки и стерилизуют при температуре (110 ± 1)^oC в течение (30 ± 2) мин. Парафин и эмульгатор стерилизуют при тех же условиях. Контроль стерильности ингредиентов осуществляют путем высева на среды МПА и Сабуро. Учет результатов производят на 8 сутки после посева.

Входной контроль лиофилизированной биомассы ацидофильных лактобацилл осуществляют по следующим показателям: внешний вид, запах, растворимость, потеря массы при высушивании, микроскопия, количество жизнеспособных лактобацилл в 1 г, наличие посторонней микрофлоры. Контроль проводят по методикам, изложенным в ТУ 9383-002-164-14608-95.

Основу готовят в заявляемом устройстве, изображенном на фиг. 1. Для этого в термостатированную емкость через загрузочное отверстие 3 (фиг. 1,) помещают стерильные охлаждения до 40^oC жир пищевой или кондитерский, парафин, эмульгатор и термостатируют при температуре 41^oC. Полученную смесь перемешивают мешалкой 5 (фиг. 1), в течение 15 мин при 1600 об/мин.

Для приготовления рецептурной массы в термостатированную емкость помещают 480 г сухой биомассы ацидофильных лактобацилл и полученную смесь перемешивают мешалкой в течение 15 мин при 1600 об/мин.

Розлив рецептурной массы осуществляют при непрерывном перемешивании смеси при температуре 41^oC. При этом время смешения основы с сухой биомассой и розлив рецептурной массы составляет 6 - 7 часов.

Розлив рецептурной массы осуществляют через выходное отверстие 4 (фиг. 1) термостатированной емкости с помощью дозатора в ячейки контурных ячейковых упаковок, изготовленных из пленки ПХВ марки ЭП73С. Заполнение рецептурной массой свечных форм производят в ламинарном шкафу фирмы Babcock с горизонтальным потоком воздуха, обеспечивающим асептические условия процесса отливки свечей (класс чистоты 100).

Контурные ячейковые упаковки после заполнения их рецептурной массой немедленно помещают в холодильную камеру для охлаждения их охлаждающей жидкостью до температуры 2 - 4^oC. При этом процесс формования суппозиториев в контурных упаковках совершается в течение 2 мин. Увеличение времени формования приводит к осаждению микробных клеток и нарушению гомогенного распределения их в основе суппозиториев.

После отверждения свечные формы с соблюдением правил асептики передаются для герметизации в автомат для термосваривания ячейковой контурной упаковки. Процесс герметизации осуществляют в ламинарном шкафу (фирма EAI, USA) с вертикальным потоком стерильного воздуха.

В начале, середине и конце процесса отбирают по одной контурной упаковке для контроля равномерности формования по массе свечи, контаминации посторонней микрофлорой и количества живых ацидофильных лактобацилл в одной дозе.

Производительность способа составляет 2500 суппозиториев в час.

B. Необходимые навески ингредиентов формирующей основы: 720 г масла какао, 480 г парафина (ГОСТ 23683-89), 144 г эмульгатора Т-2 (ТУ 10-04.40.24-89) стерилизуют, контролируют их стерильность и готовят основу при температуре 39^oC и скорости мешалки 1200 об/мин аналогично примеру 1A.

Для приготовления рецептурной массы в термостатированную емкость помещают 320 г прошедшей входной контроль биомассы ацидофильных лактобацилл и полученную смесь перемешивают мешалкой при 1200 об/мин в течение 15 мин.

Розлив рецептурной массы осуществляют при непрерывном перемешивании смеси при температуре 39^oC. При этом время смешения основы с сухой биомассой и розлив рецептурной массы составляет 4 часа.

Розлив рецептурной массы в ячейки металлических разборных пресс-форм осуществляют аналогично примеру 1A. Однако металлические разборные пресс-формы предварительно охлаждают до температуры - (15 - 20)^oC, поэтому процесс формования в них суппозиториев протекает практически мгновенно.

После отверждения свечные формы с соблюдением правил асептики передаются для заворачивания в вощаную бумагу ручным способом. Процесс осуществляют в ламинарном шкафу (Фирма EAI, USA) с вертикальным потоком стерильного воздуха.

В начале, середине и конце процесса отбирают по 3 свечи для контроля равномерности формования по массе свечи, комтаминации посторонней микрофлорой и количества живых ацидофильных лактобацилл в одной дозе.

Производительность способа составляет до 2000 суппозиториев в час.

Пример 2. Способ изготовления бифидумбактерина в свечах . (Bifidum-bacterium in suppositoria).

Бифидумбактерин в свечах предназначен для лечения заболеваний женских гениталий, сопровождающихся нарушениями нормальной микрофлоры.

Бифидумбактерин в свечах, изготовленных заявляемым способом, соответствует требованиям ФС 42-3240-95.

Бифидумбактерин в свечах представляет собой лиофилизированную с добавлением сахарозо-желатино-молочной среды биомассу живых антагонистически активных бифидобактерий штаммов B. bifidum I, 791 или ЛВА-3, сформованную в медицинские свечи.

Готовый продукт содержит в одной дозе не менее 10⁷ живых особей бифидобактерий.

Сухая биомасса бифидобактерий (не менее 10¹⁰ живых микробных клеток в 1 г) содержит защитную среду высушивания при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сахароза (ГОСТ 5833-75) - 5,0 - 10,0
Желатин (ГОСТ 11293-89) - 1,0 - 1,5
Молоко обезжиренное, обрат (ГОСТ 10970-87) - 12,0 - 15,0
Сухие бифидобактерии - 73,5 - 82,0
Суппозитории имеют конусообразную или цилиндрическую форму, желтовато-серый или светло-бежевый цвет; допускается неоднородность цвета в виде вкраплений или мраморности.

Масса свечи составляет от 1,1 до 2,0 г, диаметр - от 8 до 12 мм. Допустимые отклонения от величины средней массы свечи в серии - не более ± 5%. Определение средней массы проводят на 10 свечах в соответствии с ГФ XI, вып. 2, с. 151.

A. Необходимые навески ингредиентов формирующей основы: 10800 г фритюрного жира, 720 г парафина (ГОСТ 23683-89), 216 г эмульгатора Т-2 (ТУ 10-04.40.24-89) стерилизуют, контролируют их стерильность и готовят основу аналогично примеру 1A.

Для приготовления рецептурной массы в термостатированную емкость заявляемого устройства помещают 18 г прошедшей входной контроль биомассы бифидобактерий и осуществляют смешение и розлив массы аналогично примеру 1A. При этом время смешения и розлива рецептурной массы составляет 6 - 7 часов. Далее технологический процесс проводят аналогично примеру 1A.

Производительность способа составляет 2500 суппозиториев в час.

B. Необходимые навески ингредиентов формирующей основы: 720 г масла какао, 480 г парафина (ГОСТ 23683-89), 114 г эмульгатора Т-2 (ТУ 10-04.40.24-89) стерилизуют, контролируют их стерильность и готовят основу при температуре 39^oC аналогично примеру 1A. Для приготовления рецептурной массы в термостатированную емкость помещают 6 г прошедшей входной контроль биомассы бифидобактерий и далее технологический процесс проводят аналогично примеру 1B.

Производительность способа составляет до 2000 суппозиториев в час.

Изобретение может быть использовано в медицинской промышленности для производства бактерийных препаратов. Способ изготовления суппозиториев включает следующие операции: стерилизация жира, добавление к нему стерильного парафина, добавление стерильного эмульгатора, охлаждение полученной основы, смешение ее с сухой биомассой бактерий и формование суппозиториев. Смешение осуществляют в заявленном устройстве, формование проводят путем розлива в ячейки и их охлаждения. Смешение и розлив осуществляют в течение времени, необходимого для сохранения жизнеспособности бактерий, предпочтительно не более 7 ч. Предпочтительно, чтобы охлаждение основы, смешение ее с сухой биомассой бактерий и розлив осуществлялся при 39-41^oС. Охлаждают ячейки - не более 2-х мин при 2-4^oС. Устройство содержит термостатированную емкость из нержавеющей стали с загрузочным и выходным отверстиями и дозатором розлива в ячейки. Устройство снабжено турбинной мешалкой. Изобретение позволяет реализовать промышленное изготовление суппозиториев (до 2500 шт. в час). Суппозитории обладают высокой фармакологической активностью. Содержание живых микробных клеток - не менее 1 ^o 10⁷ на дозу. Наличие в устройстве турбинной мешалки позволяет избежать повреждения живых бактерий и тем самым достичь высокой эффективности суппозиториев при их практическом применении. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии, включающий приготовление рецептурной массы и ее формование путем розлива в ячейки с последующим их охлаждением, отличающийся тем, что стерилизуют жир, добавляют к нему стерильный парафин, стерильный эмульгатор, охлаждающий полученную основу и смешивают ее с сухой биомассой бактерий в устройстве по п. 6 с образованием рецептурной массы, а смешение основы с сухой биомассой бактерий и розлив рецептурной массы осуществляют в течение времени, необходимого для сохранения жизнеспособности бактерий. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют следующее соотношение компонентов, мас.%:
Жир - 88,4 - 92,0
Парафин - 5,9 - 6,1
Эмульгатор - 1,7 - 1,8
Сухая биомасса бактерий - 0,1 - 3,9
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение основы, смешение ее с сухой биомассой бактерий и розлив рецептурной массы осуществляют при 39 - 41^oC. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение и розлив осуществляют не более 7 ч. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение ячеек при формовании суппозиториев осуществляют не более 2 мин при 2 - 4^oC. 6. Устройство для изготовления суппозиториев, содержащих живые бактерии, включающее термостатированную емкость из нержавеющей стали с загрузочным и выходным отверстиями и дозатором розлива в ячейки, снабженную перемешивающим механизмом в виде мешалки, отличающееся тем, что мешалка выполнена турбинной. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что турбинная мешалка снабжена направляющим аппаратом. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что направляющий аппарат выполнен в форме циркуляционной трубы. 9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что направляющий аппарат является неподвижным. 10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что объем термостатированной емкости из нержавеющей стали не превышает 15 л. 11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что колебание температуры в термостатированной емкости из нержавеющей стали составляет ±1^oC. 12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что скорость перемешивающего механизма составляет 1200 - 1600 об/мин.