Производство лекарственных средств, нормализующих микрофлору кишечника

Рис. 2. Технологическая схема производства пробиотиков: 1—3 — культура бифидобактерий I, II и III генераций; 4 — горелки спиртовые; 5 — производственная закваска; 6 — насосы; 7 — резервуар с нормализованным молоком (обратом); 8 — приемный бак; 9 — стерилизационно-охладительная установка; 10— ферментер; 11 — фасовочный автомат.

 

3. Теоретический расчет

При отработке режимов  стерилизации лабораторных аппаратов вместимостью 10 л оказалось, что вполне эффективным может считаться следующий режим: продолжительность нагревания от 100 до 132°С  — 5 мин, выдержки при 132° С — 1 мин, охлаждения от 132 до 100° С — 10 мин.

Требуется обеспечить равную эффективность стерилизации аппарата вместимостью 10 м^3, для которого продолжительность нагревания от 100 до 120° С 10 мин, продолжительность охлаждения от 120 до 100° С 20 мин.

Решение для аппарата вместимостью 10 Л

Δн=107,6*(5/32)=16,8; Δв=κτ=18,6*1=18,6; Δохл=107,6*(10/32)=33,6; ΣΔ=69.

Для аппарата вместимостью 10 м³ Δн=7,5*(10/20)=3,7; Δохл=7,5(20/20)=7,5; ΣΔ=11,2.

На стадии выдержки требуется обеспечить Δв=69-11,2=57,8.

Таким образом, для  обеспечения эффективности стерилизации необходимо выдержать аппарат при 120° С в течение τв=57,8/1,48=39 мин.

 

4. Унификация технологии  пробиотиков: достижения и перспективы

Востребованность медицинских  пробиотических препаратов на фармацевтическом рынке обусловлена широким распространением дисбиотических состояний среди  взрослого и детского населения [1]. Повышение эффективности отечественного производства пробиотиков является актуальной задачей, решению которой  способствует развитие элементов технологической  унификации. Основные стадии получения  препаратов, связанные с накоплением  бактериальной биомассы и её стабилизацией, в последние годы являются объектами  интенсивных исследований. Разработка и практическое применение единообразных  питательных сред для культивирования  бактерий производственных штаммов  и защитных сред для лиофилизации препаратов отражают современный уровень  унификации технологии пробиотиков.

Микробиологическая практика свидетельствует, что эффективные  среды для культивирования бактерий производственных штаммов могут  быть изготовлены с применением  питательных основ из достаточно широкого круга взаимозаменяемых субстратов животного, растительного или иного  происхождения [3]. Питательную основу, содержащую необходимые нутриенты  для метабиоза разных микроорганизмов, можно использовать в качестве универсального базового компонента при конструировании  бактериологических сред различного назначения. При этом появляется возможность  разработки унифицированных комплексов питательных сред для производственного  применения. Питательная среда в  данном случае, как структурная единица  унифицированного комплекса, должна состоять из 2 частей: постоянной (универсальной), включающей базовый субстрат, а также  переменной (специфичной), зависящей  от потребностей конкретного производственного  штамма бактерий. Приготовление такой  среды может включать раздельную подготовку обеих частей, а их сведение можно осуществлять непосредственно  перед или в ходе культивирования  микроорганизмов [4].

Алгоритм конструирования  унифицированных комплексов питательных  сред для массового производства пробиотиков включает несколько  необходимых этапов:

- предварительный выбор питательных субстратов с учётом критериев биологической ценности, доступности и экономичности;

- получение питательных основ и оценка их эффективности на модели регламентированных питательных сред;

- разработка и оценка способов получения питательных основ с учётом критериев технологичности и трудоёмкости;

- балансировка состава питательных сред.

Примером такого подхода  в практике получения пробиотиков  являются казеиново-дрожжевые среды. Это связано с тем, что они  в значительной степени отвечают требованиям массового производства по совокупности биологических, технологических  и экономических параметров.

Повышение эффективности  использования сублимационной техники  при традиционном выпуске пробиотиков  в виде сухой биомассы во флаконах и ампулах предполагает применение защитных сред, позволяющих при сохранении жизнеспособности клеток обеспечить необходимую  структуру (внешний вид) сухого препарата  в условиях непродолжительного и  интенсивного режима высушивания. Практика разработки защитных сред свидетельствует, что для минимизации гибели клеток и отходов продукции по физическим свойствам состав ксеропротектора  для каждого вида бактерий должен включать сбалансированный качественно  и количественно набор компонентов. При этом существенное значение имеет  количество клеток в бактериальной  суспензии, её эвтектические параметры, а также характер температурного воздействия при замораживании  и обезвоживании [2].

Унификация защитных сред, применяемых в производстве пробиотиков, предполагает ограничение количества используемых компонентов, необходимых  в составе ксеропротекторов для  «жёстких» режимов сублимации. При  таких режимах высушивания негативный биологический и структуродеформирующий эффект нивелируется, как правило, увеличением  концентрации ксеропротектора в  бактериальной суспензии. При этом добиться улучшения структуры сухой  биомассы значительно сложнее, чем  получить необходимое количество живых  клеток в сухом препарате.

Решить указанные проблемы удалось при использовании сахарозо-желатино-молочных защитных сред, применяемых в настоящее  время в производстве большинства  пробиотических препаратов.

Перспективы дальнейшей унификации технологии пробиотиков связана  с разработкой универсальных  режимов лиофилизации препаратов, с  использванием единых методических приёмов контроля препаратов. Всё  это будет способствовать повышению  конкурентоспособности отечественных  пробиотических препаратов [2].

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Множество исследований в  последнее десятилетие посвящено  улучшению микроэкологии кишечника  новорожденных, так в Японии, пребиотики добавляются к формулам раннего  вскармливания вот уже более 20 лет и только недавно стали  официально вводиться в Европе [5].Однако существует потенциальный риск отдаленных последствий использования ранних формул по вскармливанию. Пролонгированное введение про- и пребиотиков недоношенным, может порождать повышение специфических IgA и антител IgM против них [6].

Таким образом, положительным  следует считать тот факт, что  в последнее время проблема дисбиоза начала рассматриваться клиницистами с позиций, принятых в международной  медицинской практике.

Важным фактом становится и то, что пересматриваются и научно обосновываются пути нормализации микрофлоры кишечника, где на первое место выходят  про- и пребиотики, а не биотерапевтические агенты, бактериофаги или антибиотики [7].

Прогнозируется, что в  ХХI веке пробиотики заменят значительную часть традиционных фармакологических  препаратов и займут достойное место  в арсенале эффективных и безопасных средств укрепления здоровья населения  планеты [11].

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Бондаренко В.М. // Журн. микробиол. 2004. № 1. с. 84-92.

2. Долинов К.Е. Основы  технологии сухих биопрепаратов.  М.: Медицина, 1969. 230 с.

3. Нечисляев В.А. Дисс. …канд. мед. наук. Пермь, 1989. 147 с.

4. Нечисляев В.А. Дисс. …канд. мед. наук. Пермь, 2005. 277 с.

5. Ghisolfi J. Dietary fibre and prebiotics in infant formulas. Proc Nutr Soc. 2003; 62(1):183-5.

6. Международный классификатор  заболеваний человека (МКБ-10). М., 1997.

7. Беюп Е.А, Куваева  И.Б. Дисбактериозы кишечника  и их клиническое значение. // Клин. мед. -1986. - Г П. - С.37-44.

8. Биотехнология: Учебник  / И.В. Тихонов, Е.А. Рубан, Т.Н.  Грязнева и др.; Под ред. Акад. РАСХН Е.С. Воронина. - Спб.: ГИОРД, 2005. с. 322-336.

9. Биотехнология: Учеб. пособие  для студ. высш. учеб. заведений / Ю.О. Сазыкин, С.Н., Орехов, Чакалева; под ред. А.В. Катминского. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - с. 183-192.

10. Новейшие биопрепараты  и их классификация. / Дебора Ткач, Издательство «Ридерз Дайджест», 2008 - с. 100-120.

11. Здоровье Украины. Журн. № 7, 2006.