технология лек 2. Учебник соответствует учебной программе и предназначен для студентов фармацевтических высших учебных заведений и факультетов
 Скачать 5.32 Mb.
|
|
Особое внимание при развитии продуцента в ферментаторах обращают на процесс пеногашения. При продувании воздуха через организм-продуцент БАВ часто происходит обильное образование пены, которая существенно нарушает протекание всего процесса развития штамма-продуцента БАВ в ферментаторе. Основная причина появления большого количества пены — высокая вяз- кость питательной среды, обусловленная обильным накоплением биомассы. Для борьбы с пеной в ферментаторах при получении биомассы используют различные поверхностно-активные вещества: растительные масла (соевое, подсолнечное), минеральные масла (вазелиновое, парафиновое), спирты и жирные кислоты. Нередко в качестве пеногасителей используют специальные синтезиро- ванные вещества (силиконы, диазобуталкарбомил и другие соединения). Выращивание ткани проводят в течение 70 сут. В период росто- вого цикла осуществляют микробиологический, биохимический и визуальный контроль. Визуальный контроль проводят не реже одного раза в 10 дней — отбраковывают инфицированные ткани. 9.2.3. Предварительная обработка биомассы (третья стадия) В процессе развития организма-продуцента БАВ эти вещества почти полностью выделяются из клеток в окружающую среду. Однако в некоторых случаях лишь часть БАВ выделяется в культуральную среду, а другая часть сохраняется внутри клеток. 218 У ряда продуцентов БАВ они почти полностью содержатся в клетках организма. В зависимости от того, где антибиотическое вещество сосре- доточено, применяют соответствующие методы его извлечения. При твердофазном способе культивирования из колбы вместимостью 0,25 л с хорошо выросшей культурой ткани вначале проводят съем сырой биомассы, затем проводят сушку биомассы на противнях при температуре 58±2 °С. Время сушки биомассы зависит от: — начальной влажности биомассы; — толщины слоя биомассы; — температуры сушки. Окончание процесса сушки определяют на ощупь. Не должно быть мягких влажных комочков. Сухая масса должна быть от желтого до коричневого цвета, рыхлая, легко рассыпающаяся при продавливании между пальцами. Остаточная влажность биомассы после сушки не более 12%. Затем сухую биомассу подают на стадию выделения и очистки БАВ с аналитическим паспортом на содержание БАВ. При глубинном культивировании, если БАВ находится в культуральной жидкости, его выделяют методами экстракции растворителями, которые не смешиваются с жидкой фазой, или осаждают в виде нерастворимого соединения, или сорбируют ионообменными смолами. Выделение БАВ из клеток организма-продуцента осу- ществляют с помощью экстракции органическими растворите- лями. Если БАВ содержится в культуральной жидкости и в клет- ках продуцента, первичной операцией его выделения является перевод в фазу, из которой наиболее целесообразно его изолировать. Для этого БАВ, содержащееся в культуральной жидкости и в клетках продуцента, переводят в осадок, а затем его экстрагируют. Отделение нативного раствора от биомассы и взвешенных частиц проводят методами фильтрации или центрифугирования. Для процесса фильтрации применяют различные фильт- рующие аппараты: фильтр-пресс, нутч-, друк-фильтры, центрифу- ги, сепараторы. Фильтр-прессы применяют для обработки больших объемов культуральной жидкости. Эти аппараты состоят из ряда череду- ющихся плит и рам и фильтрующих перегородок между ними. Процесс фильтрации осуществляется под давлением. Для фильтрации небольших объемов культуральной жидкости обычно используют нутч-, друк-фильтры. Первый аппарат работает под вакуумом, второй — в условиях повышенного давления над фильтрующейся жидкостью. Для получения жидкости, освобожденной от взвешенных частиц, широкое распространение нашел метод центрифугирова- 219 ния. Хорошие результаты достигаются при правильном выборе скорости подачи жидкости (лучший вариант — 15 000 об/мин). Отделение мицелия или других взвешенных частиц может также происходить в сепараторах. При скорости вращения бара- бана, равной 7000—7500 об/мин, благодаря центробежной силе, твердые частицы устремляются к стенкам барабана, где и осажда- ются, а отсепарированная жидкость стремится к центру барабана и поднимается в специальные камеры. 9.2.4. Выделение и очистка БАВ (четвертая стадия) В процессе образования БАВ в биомассе (твердофазный способ культивирования) и в культуральной жидкости (глубинный способ культивирования) наряду с присутствием в них различных неис- пользованных компонентов среды выделяются и разнообразные продукты обмена, продукты автолиза клеток. Удаление примесей — первая и весьма важная стадия химической очистки БАВ. Стадия выделения и химической очистки включает ряд процессов: от обработки нативного раствора до сушки готового очищенного препарата. На этой стадии, в зависимости от свойств БАВ, его химического строения и места основного накопления применяют различные методы выделения и очистки. В качестве основных методов используют экстракцию в системах жидкость— жидкость, экстракцию осаждения, сорбцию на различных сорбционных материалах, мембранные методы очистки, кристалли- зацию, упаривание, сушку. Одной из особенностей стадии выделения и очистки является то, что при выделении БАВ приходится работать с весьма невысокими концентрациями выделяемого вещества (не превышающими 2%). В конце стадии очистки уже имеют дело с более высокими концентрациями БАВ, достигающими 20—30%. Цель очистки — извлечение БАВ из нативной жидкости или из клеток продуцента, концентрация его и освобождение (собственно очистка) от сопутствующих примесей и в конечном счете получение высокоочищенного препарата, пригодного для соответствующего применения. БАВ растительного происхождения под влиянием жестких внешних факторов (повышенная температура, высокая кислот- ность или щелочность и др.) в ряде случаев теряют свои свойства, инактивируются. Поэтому при их выделении и очистке необходим максимум осторожности. 9.2.5. Получение готовой продукции (пятая стадия) Известно, что к БАВ биотехнологического происхождения, используемым в медицинской практике, предъявляются очень высокие требования: 220 — высокая степень очистки; — фармакологическая активность; — стерильность. Поэтому на данной стадии работы, а также при химической очистке препарата необходимо соблюдать высокую степень чистоты на всех стадиях и операциях — поддерживать в исключи- тельной чистоте не только используемое оборудование, но и поме- щение, где используется на основе биосинтеза. После выделения и химической очистки БАВ его необходимо высушить — удалить из препарата свободную и связанную воду. Поскольку некоторые БАВ, полученные по этой технологии, в той или иной степени термолабильны, для их высушивания необходимо применять методы, не приводящие к потере биологической активности и не изменяющие цвет препарата. На современном этапе получения БАВ используют различные методы обезвоживания препарата. Помимо обычных методов сушки, широкое распространение получила лиофильная сушка БАВ, которая проводится при сравнительно низких температурах (–8, –12 °С). Прогрессивным методом при работе с большим количеством раствора, содержащего БАВ, является высушивание с применением распылительных сушилок. Раствор БАВ пневматически распы- ляется до мельчайших капель в камере потоком нагретого воздуха. Процесс высушивания БАВ протекает в течение нескольких секунд. При этом даже термолабильные вещества не меняют своих свойств. Фасовку порошков производят в основном в емкости оранже- вого стекла. Готовый порошок подвергается тщательному аналитическому, биологическому и фармакологическому контролю. 221 Глава 10. ПРЕПАРАТЫ БИОГЕННЫХ СТИМУЛЯТОРОВ 10.1. Биогенные стимуляторы, их свойства и условия продуцирования История использования биогенных стимуляторов в качестве лечебных средств берет свое начало с древних времен. В народной медицине многих стран в качестве биостимуляторов использова- лись яды пчел, некоторых ядовитых рыб — морского ерша, морско- го кота и др. Одним из первых начал применять биостимуляторы в терапии Парацельс (XVI в.), используя змеиный яд. Более 50 лет назад академик Н. Цицын высказал мысль о том, что систематическое потребление перги (смеси цветочной пыльцы с медом) усиливает защитные силы организма, способствует излечению ряда заболеваний. Не менее важное значение имеет прополис (пчелиный клей), который давно применяется в народной медицине для профилактики и лечения различных заболеваний. Прочное место в номенклатуре лекарств, применяющихся для поднятия тонуса, повышения обмена веществ, улучшения кровообразования занимает препарат «Апилак». Великим достижением XX в. явился новый метод лечебной медицины — тканевая терапия, разработанная академиком- офтальмологом В. П. Филатовым, который долгие годы вел борьбу со слепотой. Одно из наибольших достижений ученого — применение для пересадки охлажденной роговицы. Он впервые в мире использовал в качестве трансплантационного материала консервированную роговицу глаз людей. При анализе результатов операций имело место удивительное явление, сопровождающееся приживлением трансплантата — просветление мутной ткани бельма вокруг пересаженного роговичного диска и постепенное оздоровление измененной патологическим процессом роговицы. Данное явление было очевидно, особенно в тех случаях, когда материалом для кератопластики являлась консервированная на холоду роговичная ткань. Это свидетельствовало о том, что вместе с трансплантатом в организм вносятся какие-то активные вещества, которые, по- видимому, накапливаются в пересаженной ткани, хранящейся изолированно при пониженной температуре. Были получены и другие важные клинические данные, которые свидетельствовали о большой терапевтической активности консервированных тканей, использованных при многих заболеваниях организма. В 1942 г. В. П. Филатов сформулировал учение о биогенных стимуляторах, согласно которому в изолированных тканях растительного или животного происхождения в результате их адаптации к 222 неблагоприятным условиям, происходит биохимическая перестройка в метаболических системах, благодаря чему образуются вещества, способные при введении в организм оказывать стимулирующее влияние и ускорять жизненные процессы. Эти вещества были названы биогенными стимулято- рами. Автором подчеркиваются два положения учения: а) образо- вание биогенных стимуляторов следует рассматривать как выработанный эволюционным путем способ приспособления организма к влиянию условий среды; б) биогенные стимуляторы образуются в тканях, отдельных от организма, до тех пор, пока эти ткани живы и находятся в условиях «переживания». К числу главных факторов, вызывающих образование биостимуляторов, относятся: — низкая температура (2—4 °С выше нуля); — сохранение в темноте (частей растений); — интенсивная работа мышц; — облучение рентгеновскими лучами. Биогенные стимуляторы, будучи введены в «большой» организм (путем пересадок консервированных тканей или инъекций экстрактов) активизируют в нем жизненные процессы. Усиливая обмен веществ, они повышают физиологические функции организма; в случае болезни организма — повышают его сопротивляемость и регенеративные свойства, способствуют выздоравливанию. 10.2. Современные сведения о химической природе биогенных стимуляторов Химическая природа биогенных стимуляторов до настоящего времени весьма разноречива. Установлено, что при биостимуляции происходят глубокие биохимические изменения, вследствие которых накапливаются некоторые вещества обмена и, соответственно, изменяются физико-химические показатели экстрактов, полученных из тканей животных или растений. Характерным признаком этих изменений являются, в частности, увеличение водорастворимых веществ, что указывает на процессы автолиза. Наряду с этим наблюдается уменьшение величины рН вследствие увеличения кислых продуктов; повышение окисляемости и йодопоглотительной способности, что связано с накоплением непредельных соединений; увеличение аминного азота, особенно глютаминовой и аспарагиновой кислот. Процессы образования и накопления биогенных стимуляторов в тканях в результате понижения температуры тщательно изучены А. В. Благовещенским. Автор считает, что при этом нарушаются 223 окислительные и гидролитические процессы, происходит накопление сложной смеси аминокислот и продуктов их дезаминирования. Благодаря окислительному дезаминированию в процессе консервирования тканей из аспарагиновой кислоты образуются яблочная, фумаровая и янтарная кислоты; из фенилаланина — коричная; из тирозина — параоксикумаровая и ряд других кислот. Указанные вещества в случае восстановления нормальных условий для жизнедеятельности клеток или при выделении в другой организм могут соединяться с инертными белками и способствовать их активации. Возможно, что дикарбоновые кислоты, входящие в состав биогенных стимулято- ров, соединяясь своими карбоксильными группами со свободными аминными группами белковой молекулы, вызывают в последней деформацию в силовых полях, связанную с образованием новых энергетических уровней. Тем самым повышается способность ферментов к трансформации энергии. Повышение качества ферментов, считает А. В. Благовещенский, как бы омолаживает весь организм. Накопление органических кислот (ацидоз тканей) яблочной, янтарной может образовываться вследствие дезаминиро- вания аспарагиновой кислоты. Превращение яблочной кислоты, благодаря ее дегидрированию и восстановлению фумаровой кислоты, приводит к накоплению янтарной кислоты. Непредель- ные кислоты ароматического ряда — коричная и оксикоричная — могут образовываться из тирозина и фенилаланина в результате гидролиза гликозидов, содержащих эти кислоты. В консервированных на холоду листьях алоэ А. Ф. Сысоевым также обнаружены разнообразные органические кислоты: лимонная, яблочная, янтарная, рибонуклеиновая, аргинин. Эти кислоты и их натриевые и калиевые соли в определенных концентрациях оказывают стимулирующее действие на рост дрожжевых клеток, повышают дегидразную активность гранулирующих тканей и регенерирующей печени. По данным И. И. Чикало, накопление карбоновых кислот в условиях биостимулирования обнаружено в проростках хлоп- чатника, гороха и пшеницы, ячменя, в листьях сахарной свеклы. Карбоновые кислоты входят во все тканевые препараты как растительного, так и животного происхождения. Количество лимонной кислоты в очитках некоторых растений увеличивается более чем в два раза в процессе биостимуляции. Биологическая активность натриевой и калиевой солей лимонной, яблочной и янтарной кислот определенных концентраций оказывают стимулирующее действие на рост дрожжевых клеток, повышают дигидразную активность гранулирующих тканей и регенерирующей печени. Тканевые препараты (по В. П. Филатову) различного происхождения содержат сложный комплекс биологически активных веществ. Препараты плаценты (экстракт и взвесь) 224 содержат богатый и разнообразный состав минеральных и органических веществ, большое количество высших жирных кислот (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая), витамины группы В, аминокислоты, кетостероиды, ацетилхолин. Имеющиеся к настоящему времени сведения о химическом свойстве препаратов (по В. П. Филатову) показывают, что различные по своему происхождению вещества могут являться общими компонентами для всех препаратов этой группы — органические кислоты, полисахариды; вместе с тем есть и сугубо индивидуальные вещества. Так, летучие амины обнаруживаются в торфе и пелоидодистилляте в отличие от препаратов алоэ, а стероидные гормоны находятся лишь в препаратах плаценты. Обобщение результатов целого ряда работ, посвященных выяснению химического состава, дает возможность сделать некоторые выводы. Биогенные стимуляторы не являются одним каким-либо специфическим веществом, образующимся при биостимулировании тканей. По мнению ряда исследователей, одна из основных ролей в биологической активности консервированных тканей принадлежит органическим карбоновым кислотам, представленным в виде смеси кислот в их естественном соотношении. Соотношения органических кислот могут быть различными, в зависимости от специфики обмена веществ в той или иной ткани. В период стимулирования тканей, помимо карбоновых кислот, накапливаются продукты промежуточного обмена; весьма вероятно, что их присутствие может усиливать биологическую активность карбоновых кислот и таким образом дополнять комплекс активных веществ. Считается, что лечебный эффект тканевой терапии можно отнести за счет специфического действия присутствующих в тканевых препаратах рибонуклеино- вой, травматиновой аминокислот, а также азотсодержащих веществ, углеводов, липидов. Тканевые препараты, повышая неспецифическую резистент- ность организма, в отличие от других препаратов подобного действия, не обладают кумулятивными и анафилактическими свойствами, не вызывают привыкания и усиливают антитокси- ческую функцию печени. Практическая безвредность тканевых препаратов подтверждается также отсутствием тератогенных, эмбриотоксических и канцерогенных проявлений. Ассортимент препаратов биогенных стимуляторов разнообразен, их получают из тканей как растительного, так и животного происхождения. В основе производства препаратов из растений лежит стремление получить весь комплекс биологически активных веществ, входящих в состав растений, причем в наиболее естествен- ном состоянии. Основная особенность препаратов биогенных стимуляторов состоит в том, что они вызывают активацию различных защитных 225 систем организма, главным образом ферментных систем, иммунобиологической реактивности; нормализацию гормо- нальных функций, процессов возбуждения и торможения в ЦНС. Благодаря индукции, репрессии, ингибиции, повышению энергетического уровня различных ферментов, они оказывают воздействие на метаболизм организма, влияют на весь организм в целом, чем и объясняется широта диапазона их действия. Последний период времени характеризуется созданием больших мощностей поточного промышленного выпуска всей номенклатуры препаратов биогенных стимуляторов. Это стало возможным благодаря разработке научно обоснованной промышленной технологии производства и использованию современного высокоэффективного оборудования. |