Промышленное производство гентамицина сульфата

Гентамицина сульфат - антибиотик, относящийся к группе аминогликозидов; представляет собой смесь гентамицинов сульфатов, которые образуются культурой Micromonospora purpurea.

Гентамицин подавляет развитие грамположительных и грамотрицательных бактерий, в том числе Proteus, Pseudomonas, не оказывает действия на грибы. Применяют генамицинсульфат при различных инфекционных заболеваниях, вызванных чувствительными к нему микроорганизмами. Препарат особенно эффективен при инфекциях мочевыводящих путей, респираторных и желудочно-кишечных бо­лезнях. В связи с широким спектром действия гентамицин назначают часто при смешанной инфекции, а так же когда возбудитель не установлен (в том числе, при общей экстренной профилактике).

Современное промышленное получение гентамицина сульфата -это сложная многоступенчатая система, состоящая из ряда последо­вательных технологических стадий (рис. 1):

Гентамицина сульфат представляет собой пористую массу или порошок белого цвета. Гигроскопичен, легко растворим в воде, прак­тически не растворим в 95 % спирте, хлороформе, эфире.

Приготовление посевного материала. Исходной в производстве гентамицина является культура М.риrриrеа var violacca штамм ВНИИ-7R, выращенная в пробирках на скошенной агаризированной средеГаузе-1.

Подготовка посевного материала - одна из ответственных операций в цикле биотехнологических процессов получения гентамицина. От количества и качества посевного материала зависит как развивие культуры в биореакторе, так и биосинтез гентамицина в целом.

Рис. 1. Схема получения гентамицина сульфата

При получении вегетативного посевного материала второй гене­рации используют вегетативный посевной материал первой генера­ции, если он отвечает следующим требованиям:

· биомасса средней густоты от бежевого до розово-сиреневого цвета, при взбалтывании мицелий обволакивает стенки флакона, не оседает на дно и не расслаивается;

· при микроскопии окрашенного препарата наблюдаются микроколонии, гифы длинные или средней длины, волнистые, протоплазма базофильная, иногда в виде пунктира;

· посторонняя микрофлора отсутствует.

Выращивание вегетативного посевного материала второй генера­ции осуществляют в посевном биореакторе для глубинного культи­вирования, снабженного мешалкой, барбатером для подачи воздуха, рубашкой для нагрева и охлаждения среды. Приготовление посев­ной среды проводят в биореакторе БИОР-0,1.

Биосинтез гентамицина (культивирование). Процесс биосинтеза гентамицина в аппаратах БИОР-0,25 осуществляется методом пе­риодического глубинного куль­тивирования.Посевной материал вносят в ферментационную среду в коли­честве 5 - 10 % от ее объема. Культивирование длится 6-7 сут. Режимы культивирования продуцента в биореакторе БИОР-0,25 меняют в процессе роста мицелия (табл.)

Регулируемые показатели	Продолжительность культивирования, ч
0-24	24 - 96	96 - до слива
Температура, °С Расход воздуха на аэрацию, дм^3/мин Частота вращения мешалки, об/мин	37 ±1   3,5	33+1   4,16	33 ± I   3,5

Изменение режимов аэрации в биореакторе проводят с учетом массообменных характеристик аппаратов по сульфитному числу.

Давление в процессе биосинтеза поддерживается в пределе 0,05 -0,2 кгс/см².

При вспенивании культуральной жидкости вводят порционно 50 см³ стерильного пеногасителя.

Предварительная обработка и ультрафильтрация культурсшьной жидкости. Культуральную жидкость из биореактора загружают в приемную емкость, включают насос на перемешивание и проводят предварительную обработку последовательным добавлением реаген­тов (растворы щавелевой кислоты, цетилперидиний бромида) для коагуляции белков и удаления поливалентных металлов.

Процесс ультрафильтрации осуществляют на установке типа УСФ-1. При ультрафильтрации культуральной жидкости происходит процесс концентрации растворов высокомолекулярных соединений (в том числе и антибиотиков) с одновременной очисткой их от низкомолекулярных примесей путем пропускания раствора через мембра­ну.

Сорбция гентамицина на катионите КБ-2 в аммонийной форме и десорбция.

Процесс выделения и химической очистки гентамицина на катио­ните КБ-2 включает следующие операции: сорбция гентамицина из нативного раствора, вымывание минорных компонентов, десорбция гентамицина.

Для сорбции гентамицина его нативный раствор из сборной ем­кости подают насосом снизу вверх на ионно-обменную колонку, за­полненную катионитом КБ-2 в аммонийной форме.

В колонне десорбции проводят стадию химической очистки (уда­ление гентамициноподобных и окрашивающих примесей) и десорб­цию гентамицина.

Вымывание минорных компонентов примесей проводят 0,043Н раствором аммиака, пропуская его через слой катионита в ионооб­менной колонне сверху вниз:

[R(СОО)5·гентамицин-комплекс с минорными примесями] + 5NH₄OH® [R(COO)5·гентамицин-комплекс без минорных примесей]+[ гентамициноподоб-ные минорные примеси]⁺⁵.

Десорбцию гентамицина проводят 5 %-ным раствором аммиака, пропуская его через колонну с катионитом сверху вниз.

Получение концентрата гентамицина. Полученный элюат ген­тамицина упаривают на роторном испарителе ИР-ЮМ при темпера­туре 50 - 55°С и давлении 0,085 Мпа для удаления аммиака и концен­трирования гентамицина до 60000-70000 мкг/см³.

Осветление концентрата гентамицина основания углем и пере­вод его в сульфат форму.

Очищенный и сконцентрированный гентамицин основания по­мещают в колбу и подкисляют раствор 20 %-ной серной кислоты до рН 6 - 6,5, добавляют активированный уголь (7 % от объема концен­трата) и нагревают до 40 - 45 °С при перемешивании 30 мин, затем уголь отфильтровывают.

Распылительная сушка водных растворов гентамицина сульфа­та. Распылительную сушку осветленного концентрата гентамицина сульфата производят на лабораторной сушилке типа УРС-0,5, пред­назначенной для распылительного обезвоживания растворов в асеп­тических условиях. Осушителем является очищенный воздух.

Перед началом работы все детали сушильной камеры моют, про­тирают спиртом, собирают и высушивают горячим воздухом при 108 °С.

Далее устанавливают значения температур воздуха-теплоносите­ля:

на входе в сушильную камеру - 175 - 185 °С;

на выходе из сушильной камеры - 103-105 °С.

Раствор антибиотика, подаваемый в сушильную камеру, распыля­ется в токе нагретого воздуха до мелких капель.

Фасовка, упаковка и маркировка препарата гентамицина суль­фата. Загрузку и выгрузку препарата из сушилок, а также фасовку проводят в помещениях, где поддерживаются асептические условия.

Фасовка осуществляется в ламинарном боксе КОН-В. Порошок гентамицина сульфата переносят из приемной тары распьшительной сушки в банки из оранжевого стекла с винтовой горловиной и навин­чиваемой крышкой. На каждую банку наклеивают этикетку. На эти­кетке указывают министерство, предприятие-изготовитель, его товар­ный знак, название препарата, активность в 1 мг, содержание актив­ного вещества в миллиардах ЕД, массу нетто, регистрационный но­мер, номер серии, срок годности, условия хранения (при комнатной температуре, в темном сухом месте).

Дата добавления: 2014-01-03