H1N1流感微颗粒疫苗属于新型呼吸道疫苗,主要应用在生物医药预防疫苗行业,当前mRNA疫苗、亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗等新型疫苗是全球研发热点,H1N1流感微颗粒疫苗因安全性高、免疫原性好备受关注。由于液态疫苗冷链运输成本高、保质期短,开发稳定的干粉化制备工艺是当前行业迫切的市场需求,也是新型疫苗干粉制剂的主要发展方向。
H1N1流感微颗粒疫苗本身属于热敏性生物活性物料,高温很容易导致抗原失活,液态状态下储存期短,长途运输需要全程冷链,大大推高了接种成本,尤其是偏远地区很难普及。如果采用传统干燥方法,要么活性损失严重,要么颗粒大小不均无法做成合格的可雾化接种微颗粒,想要兼顾活性保留、粒径均匀和高收率,对干燥工艺的要求非常高。
案例1:实验室小试开发H1N1病毒样颗粒微胶囊疫苗
某生物疫苗研发团队在做H1N1病毒样颗粒疫苗的干粉化工艺开发,初期小试阶段需要快速摸索工艺参数,样品用的是H1N1病毒样颗粒抗原,搭配蔗糖-明胶复合壁材,料液固含量12%,溶剂为纯水。考虑到小试样品量少,只需要摸索参数不需要大量出粉,最终选了那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD,标配二流体雾化器满足小试雾化需求。因为抗原是热敏性物料,一开始不敢开太高进风温度,试过进风120℃的时候出风大概在65℃,活性损失超过30%,后来把进风降到110℃,调整进料速度控制出风温度稳定在58℃,雾化压力设为0.15MPa,进料流速10mL/min。整个过程走下来,得到的微颗粒粒径集中在10-30μm,符合肺部雾化接种的要求,最终测出来抗原活性保留率89%,包埋率91%,收率82%,完全满足小试工艺开发要求,也为后续中试放大提供了稳定的参数基础。
案例2:有机溶剂体系H1N1亚单位微颗粒疫苗制备
某生物医药企业开发的H1N1亚单位疫苗,抗原需要溶解在叔丁醇有机溶剂体系中做纯化,常规喷雾干燥设备不具备有机溶剂防爆功能,不能直接用,而且有机溶剂挥发快,对进排风的控制要求更高。这次用的是H1N1重组血凝素抗原,壁材用的是海藻糖-聚乙烯吡咯烷酮组合,料液固含量8%,溶剂为叔丁醇有机溶剂,因为是易燃易爆体系,所以选用了那艾有机溶剂喷雾干燥机NAI-CLSD,采用惰性气体氮气闭路循环,杜绝安全隐患,雾化方式用二流体雾化。进风温度设为90℃,因为有机溶剂沸点比水低,不需要太高温度就能完全挥发,控制出风温度稳定在45℃,雾化压力0.12MPa,氮气纯度保持在99.9%以上,体系氧含量控制在1%以下避免燃爆。制备完成后得到的微颗粒形态均匀,流动性好,抗原活性保留率达到93%,包埋率94%,收率87%,而且整个过程没有出现任何安全问题,溶剂残留也符合药典要求,完全满足后续动物实验的样品需求。
案例3:热敏性H1N1流感疫苗真空低温喷雾干燥工艺
某研究团队做鼻喷用H1N1减毒活疫苗干粉制剂,要求全程低温处理,最大限度保留疫苗活性,常规喷雾干燥哪怕降进风温度,出风温度还是会到55℃以上,减毒活疫苗的活性损失还是太大,满足不了要求。这次样品是H1N1减毒活疫苗病毒,固含量10%,壁材为蔗糖-精氨酸复合保护剂,溶剂是纯水,因为需要低温干燥,所以选用那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD,雾化方式用二流体雾化,整个体系在负压下运行,降低水的沸点,让水分在更低温度下挥发。工艺参数设为真空度-0.07MPa,进风温度75℃,出风温度稳定控制在38℃,雾化压力0.12MPa,进料流速8mL/min。出来的成品粉末疏松易分散,粒径符合鼻喷给药的要求,测出来疫苗病毒存活率达到82%,活性保留率85%,包埋率90%,收率78%,比常规常压喷雾干燥活性保留率提高了近30%,完美解决了减毒活疫苗热敏性强、易失活的问题,目前这个工艺已经推进到中试阶段。
三个H1N1流感微颗粒疫苗的喷雾干燥案例,针对不同类型的疫苗和工艺需求,匹配那艾不同型号的喷雾干燥设备,都得到了不错的结果。实验室小试用小型设备就能快速摸索参数,有机溶剂体系用防爆闭路设备解决安全问题,热敏性强的活疫苗用真空低温设备就能最大限度保留活性。实际做工艺的时候,核心就是控制好出风温度,根据物料特性调整进风温度和进料速度,只要参数匹配得当,喷雾干燥完全可以满足新型流感疫苗干粉化的制备需求,也能解决液态疫苗冷链成本高、储存期短的行业痛点,为新型疫苗的普及应用提供工艺支撑。