Устройство для стерилизации гибких пакетов облучением электронным пучком и способ стерилизации гибких пакетов Российский патент 2020 года по МПК A61L2/08 

Настоящее изобретение относится к фармацевтической отрасли, в частности, к устройству для стерилизации облучением электронным пучком гибких пакетов, в частности, гибких пакетов того типа, которые могут содержать растворы белков плазмы человека для терапевтического применения. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу стерилизации облучением электронным пучком указанных гибких пакетов и к поточному способу заполнения гибких пакетов, в котором используют устройство для стерилизации и способ по настоящему изобретению.

Облучение электронным пучком, также сокращенно обозначаемым как «Е-beam», является формой ионизирующей энергии, обычно характеризующейся низким проникновением и большими дозами применяемой энергии. Указанный пучок представляет собой поток концентрированных, сильно заряженных электронов. Электроны генерируют ускорителем, способным генерировать пучки, которые могут быть непрерывными или импульсными. Материал, подлежащий стерилизации, поглощает энергию электронов, и указанное поглощение энергии, также известное как поглощенная доза, уничтожает любые микроорганизмы, разрушая их цепи ДНК.

В коммерческом оборудовании ускорителя электронного пучка обычно используют одну энергию и, в случае стерилизации фармацевтических продуктов, обычно требуется высокоэнергетический пучок электронов для успешного проникновения в продукт и его упаковку. Электронный пучок с более высокой энергией приведет к большему проникновению указанного электронного пучка в продукт.

Когда электронный пучок оценивают с целью проведения стерилизации, необходимо учитывать различные параметры, такие как плотность, размер и ориентация продукта, и упаковку. Облучение электронным пучком, как правило, происходит лучше, когда его используют для продуктов с низкой плотностью, упакованных равномерно.

В частном случае, гибкие пакеты, подходящие для вмещения раствора белков плазмы человека, формируют из различных материалов различной толщины. Например, стенки пакета могут иметь толщину приблизительно 130 мкм, трубка выходного канала пакета, которая припаяна к последнему, может иметь толщину 1,24 мм, тогда как отвинчивающаяся крышка является зоной с наибольшей толщиной, которая может быть примерно 3 мм. Все эти части должны быть продезинфицированы и стерилизованы до того, как пакеты заполнят указанными растворами белков плазмы человека.

Таким образом, энергия электронного пучка, необходимая для стерилизации указанных гибких пакетов, различна для каждой из упомянутых частей, и является самой низкой для стенок пакета и наибольшей для трубки выходного канала и крышки. Традиционный ускоритель электронного пучка, который излучает один уровень энергии, может не подходить для этих случаев, с учетом того, что энергия будет выше, чем это необходимо, для выполнения стерилизации некоторых частей пакета, или недостаточна для других.

Авторы изобретения разработали устройство для стерилизации электронным пучком, которое позволяет стерилизовать пакеты этого типа, и способ стерилизации указанных пакетов без необходимости приложения высоких энергий, поскольку энергия, необходимая для стерилизации, будет применяться к каждой части в соответствии с характеристиками указанной части, в частности, ее толщиной.

Изобретение будет объяснено ниже со ссылкой на чертежи, на которых показано:

На фиг. 1 показан вид в перспективе пустого гибкого пакета, подходящего для хранения белков плазмы человека.

На фиг. 2 показан вид сверху зоны стерилизации одного воплощения устройства для стерилизации электронным пучком в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 показан вид сверху зоны стерилизации другого воплощения устройства для стерилизации электронным пучком в соответствии с настоящим изобретением.

Пример гибких пакетов, подлежащих стерилизации с использованием устройства для стерилизации по настоящему изобретению, показан на фиг. 1. Указанные пакеты могут иметь объем от 50 мл до 500 мл. На фиг. 1 показан пустой пакет 2, который содержит узел канал/колпачок. Толщина стенок 1 упомянутого пакета может составлять приблизительно 130 мкм, толщина трубки выпускного канала 4 пакета может составлять приблизительно 1,24 мм, в то время как отвинчивающаяся крышка 3 может иметь толщину приблизительно 3 мм.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к устройству для стерилизации гибких пакетов, отличающемуся тем, что оно содержит зону стерилизации, образованную по меньшей мере двумя ускорителями электронов, которые испускают электронные пучки с разными энергиями.

В первом воплощении указанное устройство для стерилизации включает по меньшей мере один ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 450-500 кэВ, и по меньшей мере другой ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 700-750 кэВ. Предпочтительно, указанное устройство для стерилизации имеет один ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 450-500 кэВ, и другой ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 700-750 кэВ.

На фиг. 2 показан вид сверху зоны стерилизации для одного воплощения устройства для стерилизации в соответствии с настоящим изобретением. Указанная зона стерилизации образована ускорителем или излучателем 5 электронного пучка с более низкой энергией (450-500 кэВ), ускорителем или излучателем 6 электронного пучка с более высокой энергией (700-750 кэВ) и зоной 7, в которую помещают гибкие пакеты, подлежащие стерилизации. В этом воплощении два ускорителя расположены на противоположных сторонах пакетов в положении напротив друг друга.

На фиг. 3 показан вид сверху зоны стерилизации для другого воплощения устройства для стерилизации в соответствии с настоящим изобретением. Указанная зона стерилизации образована ускорителем или излучателем 5 электронного пучка с более низкой энергией (450-500 кэВ), ускорителем или излучателем 6 электронного пучка с более высокой энергией (700-750 кэВ) и зоной 7, в которую помещают гибкие пакеты, подлежащие стерилизации. В этом воплощении два ускорителя расположены на противоположных сторонах пакетов в положении, в котором они не находятся напротив друг друга.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ стерилизации гибких пакетов, содержащих раствор белков плазмы человека, с использованием вышеупомянутого устройства ускорения электронного пучка. Указанный способ отличается тем, что включает следующие стадии:

а) по меньшей мере одно излучение электронного пучка с энергией 450-500 кэВ;

б) после периода примерно 10 не излучение второго электронного пучка с энергией 700-750 кэВ.

Специалист в данной области техники поймет, что электронный пучок с более высокой энергией направляют на зону пакета с наибольшей толщиной, то есть на трубку выходного канала и крышку, тогда как электронный пучок с более низкой энергией направляют на стенки пакета.

В одном воплощении устройства ускорения электронного пучка по изобретению расстояние от стерилизуемого гибкого пакета до источника облучения составляет от 1,5 см до 2,5 см. Предпочтительно указанное расстояние составляет 2 см.

Способ стерилизации по настоящему изобретению можно осуществлять до или после заполнения пакета и предпочтительно выполняют в стерильной среде.

Гибкий пакет, подлежащий стерилизации способом по изобретению, может быть изготовлен из любого материала, который подходит для фармацевтической промышленности и известен в данной области техники.

Кроме того, указанный гибкий пакет может содержать фармацевтические растворы биологического происхождения, такие как кровь или препараты крови, такие как плазма, сыворотка, эритроциты, альбумин, α1-антитрипсин, фактор фон Виллебранда, факторы свертывания крови, такие как фактор VII, фактор VIII и фактор IX, иммуноглобулины, плазминоген, плазмин, антитромбин III, фибриноген, фибрин, тромбин или их сочетания. Также предусмотрено, что фармацевтическая жидкость или препарат имеют небиологическое происхождение и получены любым другим способом или методом, известным в данной области техники, например, химическим синтезом, рекомбинантным получением или трансгенным получением.

В последнем аспекте настоящее изобретение относится к поточному способу заполнения гибких пакетов белками плазмы человека, который включает стадию стерилизации электронным пучком с использованием устройства, как упомянуто выше.

Указанный поточный способ заполнения гибких пакетов включает стадии:

а) маркировки пакетов;

б) стерилизации пакетов электронным пучком;

в) наполнения пакетов раствором белков плазмы человека в стерильной среде; и

г) запечатывания пакетов.

Гибкие пакеты, которые можно стерилизовать способом по изобретению, могут иметь объем от 50 до 500 мл. На фиг. 1 показан вид в перспективе.

Кроме того, указанный гибкий пакет может содержать фармацевтические растворы биологического происхождения, такие как кровь или препараты крови, такие как плазма, сыворотка, эритроциты, альбумин, α1-антитрипсин, фактор фон Виллебранда, факторы свертывания крови, такие как фактор VII, фактор VIII и фактор IX, иммуноглобулины, плазминоген, плазмин, антитромбин III, фибриноген, фибрин, тромбин или их сочетания. Также предусмотрено, что фармацевтическая жидкость или препарат имеют небиологическое происхождение и получены любым другим способом или методом, известным в данной области техники, например химическим синтезом, рекомбинантным получением или трансгенным получением.

Для облегчения понимания, изобретение описано ниже со ссылкой на следующий пример, который никоим образом не ограничивает настоящее изобретение.

ПРИМЕР. Определение энергии электронного пучка, необходимой для каждой части гибкого пакета.

Были протестированы пакеты, имеющие четыре разных объема (50, 100, 250 и 500 мл), произведенные Grifols S.A. Однако толщина всех пакетов одинакова во всех четырех форматах, характеристики которых приведены в таблице 1 ниже. Стенки пакетов образованы многослойной пленкой, скрепленной между собой слоем клея.

Общая толщина стенки пакета составляет 130 мкм без учета промежуточных слоев клея, толщина которых может составлять ±12 мкм. С другой стороны, при измерении общая толщина крышки составила 2,85 мм.

Для этого исследования были выбраны четыре уровня энергии электронного пучка: 250 кэВ с током 5,5 кА, 450 кэВ с током 8,5 кА, 650 кэВ с 12,5 кА и 850 с 16 кА. Расстояние от окна облучения составляло 2 см.

При энергии 250 кэВ примерно половина электронов была остановлена стенкой пакета, создавая более низкий поток (3,5 × 10^-3 электронов/см²). Однако при энергии 450 кэВ было получено достаточно энергии для обработки внутренней части пакета, даже при соединении двух стенок пакета толщиной 260 мкм.

Электронные пучки с энергией 250 кэВ и 450 кэВ были недостаточно проникающими, чтобы пройти через трубку выходного канала пакета. С другой стороны, была обнаружена большая разница между пучками с энергией 650 кэВ и 850 кэВ в отношении поглощенной дозы (примерно в 30 раз), и поэтому было проведено исследование с двумя промежуточными энергиями 700 кэВ и 750 кэВ. Было найдено, что при энергии 700 кэВ электроны могут проходить через внутреннюю трубку крышки толщиной 2,85 мм, а при 750 кэВ образуется поглощенная доза, которая в 10 раз выше.

Группа изобретений относится к фармацевтической отрасли и может быть использована для стерилизации облучением электронным пучком гибких пакетов, в частности гибких пакетов, содержащих растворы белков плазмы человека. Устройство для стерилизации гибких пакетов содержит зону стерилизации, образованную по меньшей мере двумя ускорителями электронов, которые излучают электронные пучки с разными энергиями, причем по меньшей мере один ускоритель излучает электронный пучок с энергией 450-500 кэВ, и по меньшей мере другой ускоритель излучает электронный пучок с энергией 700-750 кэВ. Группа изобретений относится также к способу стерилизации облучением электронным пучком указанных гибких пакетов и к поточному способу заполнения гибких пакетов, в котором используют указанное устройство. Группа изобретений позволяет стерилизовать гибкие пакеты без необходимости приложения высоких энергий, поскольку энергия, необходимая для стерилизации, будет применяться к каждой части в соответствии с характеристиками указанной части, в частности ее толщиной. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 1 пр.

1. Устройство для стерилизации гибких пакетов, содержащее зону стерилизации, образованную по меньшей мере двумя ускорителями электронов, которые излучают электронные пучки с разными энергиями, отличающееся тем, что по меньшей мере один ускоритель излучает электронный пучок с энергией 450-500 кэВ, и по меньшей мере другой ускоритель излучает электронный пучок с энергией 700-750 кэВ.

2. Устройство для стерилизации гибких пакетов по п.1, отличающееся тем, что оно имеет ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 450-500 кэВ, и ускоритель, который излучает электронный пучок с энергией 700-750 кэВ.

3. Устройство для стерилизации гибких пакетов по п.1 или 2, отличающееся тем, что ускорители расположены на противоположных сторонах пакетов в положении напротив друг друга.

4. Устройство для стерилизации гибких пакетов по п.1 или 2, отличающееся тем, что ускорители расположены на противоположных сторонах пакетов в положении, в котором они не находятся напротив друг к друга.

5. Способ стерилизации гибких пакетов, содержащих раствор белков плазмы человека, электронным пучком, с использованием устройства по п.1, отличающийся тем, что способ включает следующие стадии:

а) по меньшей мере одно излучение электронного пучка с энергией 450-500 кэВ;

б) после периода примерно 10 нс излучение по меньшей мере одного второго импульса электронного пучка с энергией 700-750 кэВ.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расстояние от стерилизуемого гибкого пакета до источника облучения составляет от 1,5 до 2,5 см.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что расстояние от стерилизуемого гибкого пакета до источника облучения составляет 2 см.

8. Способ по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что стерилизуемые пакеты могут иметь объем от 50 до 500 мл.

9. Способ по любому из пп.5-8, отличающийся тем, что растворы, содержащиеся в указанном гибком пакете, представляют собой фармацевтические растворы биологического происхождения, такие как кровь или препараты крови, такие как плазма, сыворотка, эритроциты, альбумин, α1-антитрипсин, фактор фон Виллебранда, факторы свертывания крови, такие как фактор VII, фактор VIII и фактор IX, иммуноглобулины, плазминоген, плазмин, антитромбин III, фибриноген, фибрин, тромбин или их сочетания.

10. Способ по любому из пп.5-9, отличающийся тем, что фармацевтические растворы получают химическим синтезом, рекомбинантным получением или трансгенным получением.

11. Поточный способ заполнения гибких пакетов, отличающийся тем, что он включает стадии

а) маркировки пакетов;

б) стерилизации пакетов электронным пучком с использованием устройства по п.1, используя способ по любому из пп.5-10;

в) наполнения пакетов раствором белков плазмы человека в стерильной среде; и

а) запечатывания пакетов.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что стерилизуемые пакеты могут иметь объем от 50 до 500 мл.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что растворы, содержащиеся в указанном гибком пакете, представляют собой фармацевтические растворы биологического происхождения, такие как кровь или препараты крови, такие как плазма, сыворотка, эритроциты, альбумин, α1-антитрипсин, фактор фон Виллебранда, факторы свертывания крови, такие как фактор VII, фактор VIII и фактор IX, иммуноглобулины, плазминоген, плазмин, антитромбин III, фибриноген, фибрин, тромбин или их сочетания.

14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что фармацевтические растворы получают химическим синтезом, рекомбинантным получением или трансгенным получением.