книги / Биотехнология лекарственных препаратов и GMP

затрагивающую общие требования к производству и контролю качества всех видов лекарственных средств. Осветите следующие вопросы:

1)организация работы по обеспечению качества;

2)персонал;

3)помещения и оборудование;

4)документация;

5)производство;

6)контроль качества;

7)работа по контрактам на производство продукции и проведение анализов;

8)рекламации и отзыв продукции;

9)самоинспекция.

Тема 2. Чистые помещения, классификация. Организация са- нитарно-гигиенического мониторинга

Вопросы к семинару:

1.Требования, предъявляемые к системам отопления, освещения, вентиляции, кондиционирования воздуха, снабжения водой, канализации, сбора мусора и стоков.

2.Помещения для мойки и туалетные помещения.

3.Значение санитарно-гигиенических процедур, установленных на фармацевтическом производстве.

4.Классификация производственных помещений по уровню их чистоты.

5.Виды контаминации и оценка возможности контаминации продукта при его производстве.

6.Обеспечение заданной чистоты производственных помещений.

7.Типы чистых помещений с ламинарным потоком.

8.HEPA-фильтры и система фильтрации воздуха.

9.Правила уборки производственных помещений. Средства дезинфекции, применяемые при санитарной обработке производственных помещений, подготовка и использование рабочих растворов.

11

Задание. Классификация помещений по стандарту GMP

В соответствии с правилами GMP помещения для производства лекарственных препаратов подразделяются по классам чистоты A, B, C, D. Какой показатель определяет принадлежность помещения к тому или иному классу? Заполните табл. 3.

						Таблица 3
	Классы производственных помещений по чистоте
		Максимально допустимое число частиц в 1 м3 воздуха
Класс			при размере частиц, равном или большем
чистоты		в оснащенном состоянии			в эксплуатируемом состоянии
		0,5 мкм		5 мкм	0,5 мкм	5 мкм
А
B
C
D

Опишите санитарно-гигиенические процедуры, проводимые в помещениях соответствующего класса, на примере существующего производства лекарственных препаратов.

Тема 3. Требования к персоналу по стандарту GMP

Вопросы к семинару:

1.Основные требования к персоналу фармацевтического производства.

2.Ответственность и полномочия руководителей и исполнителей.

3.Необходимость назначения уполномоченных лиц на фармацевтическом предприятии.

4.Система обучения персонала. Специальные требования к обучению персонала, работающего на фармацевтическом производстве.

5.Обучение персонала: начальное, периодическое, специальное

иэкстренное; документирование обучения.

6.Необходимость строгого соблюдения должностных инструкций

иправил работы.

7.Контроль состояния здоровья персонала.

12

8.Требования к личной гигиене персонала.

9.Подготовка и использование технологической одежды для работы в чистой зоне.

10.Помещения для переодевания.

Задание. Требования к персоналу по стандарту GMP

На рис. 1 показаны три комплекта одежды для сотрудников, работающих в помещениях разных классов чистоты. В помещениях какого класса чистоты допустимо работать в той или иной технологической одежде?

Заполните таблицу требований к набору технологической одежды, предназначенной для работы в помещениях различных классов чистоты (табл. 4).

Рис. 1. Комплекты технологической одежды

Таблица 4

Комплекты технологической одежды для работы в помещениях разных классов чистоты

Класс чистоты	Комплект одежды
А
В
С
D

13

В каких случаях персонал не может быть допущен к работе? Напишите памятку для персонала, деятельность которого может влиять на качество продукции. Какие производственные документы могут определять правила поведения персонала на рабочем месте?

Тема 4. Основные принципы валидации биотехнологических процессов

Вопросы к семинару:

1.Требования к процессам валидации. Валидация, квалификация

икалибровка.

2.Периодичность проведения валидации, виды и этапы валида-

ции. Виды валидации: перспективная, текущая, ретроспективная

иревалидация.

3.Разработка системы проведения валидации: организация рабочей группы, подготовка необходимых документов.

4.Содержание валидационного плана, отчета и протокола о проведении валидации.

5.Валидация технологического, лабораторного оборудования и инженерных систем, процессов и чистых зон.

6.Специальные требования к проведению валидации очистки оборудования, методик тестирования и компьютерных систем.

7.Валидация процессов очистки: контроль остатков предыдущей продукции, микробиологический мониторинг.

8.Валидация процесса производства.

Задание. Переход на правила правильного производства

Укажите особенности перехода предприятий – производителей лекарственных препаратов на полное соблюдение требований стандарта GMP. Учитывайте, что средства на проектирование, монтаж и эксплуатацию чистых помещений и оборудования фармацевтических производств составляют наибольшую часть в инвестициях, необходимых для приведения предприятий в соответствие с требованиями стандарта GMP.

14

Модуль 2. Частная биотехнология лекарственных препаратов

Тема 5. Немодифицированные и мутантные клетки и синтезируемые ими соединения

Вопросы к семинару:

1.Какие закономерности необходимо учитывать при культивировании большинства продуцентов антибиотических веществ?

2.Какие углеводы наиболее благоприятны для продуцентов антибиотиков? Какие углеводы можно использовать на разных фазах биосинтеза?

3.Какие способы получения суперпродуцента Вы знаете? С какой целью получают сверхпродуцент?

4.Назовите свойства, особенности селекции, поддержания и хранения культуры суперпродуцента.

5.Необходимо ли соблюдать требования правил GMP при промышленном производстве антибиотиков? Каким образом?

6.Перечислите преимущества биотехнологических методов производства стероидных гормонов перед методами химического синтеза.

7.Какой тип ферментации применяют при биотрансформации стероидов?

8.Опишите основные процессы микробиологического превра-

щения.

9.Перечислите известные Вам витамины, получение которых осуществляется путем микробиологического синтеза.

10.Классифицируйте эти витамины по способности растворяться в жидкостях. Почему для производства данных витаминов используют микробиологический синтез, а не экстракцию или химический путь получения?

Антибиотики

Задание 1. Фазы биосинтеза

В процессе биосинтеза антибиотика из группы аминогликозидов при культивировании продуцента в состав питательной среды вводили

15

соевую муку, кукурузный экстракт и соли. Подача газового потока, источники фосфатов и азота соответствовали требованиям регламента. Для поддержания культуры во время собственно биосинтеза антибиотика рекомендовано добавлять сахара. Но при добавлении в среду некоторого количества глюкозы биосинтез ослабевает.

1.В результате какого явления при добавлении в среду глюкозы снижается эффективность биосинтеза антибиотика?

2.Как называется данный эффект?

3.Как называется фаза жизнедеятельности продуцента антибиотика, во время которой добавление легкоусваиваемых сахаров приводит к угнетению биосинтеза антибиотика?

Задание 2. Суперпродуценты

Определите лекарственную субстанцию по описанию технологического процесса, назовите продуцент и метод его совершенствования, методы выделения и очистки, способ сушки лекарственной субстанции:

«… продуцент Bacillus polimyxa обработан многократно рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами, а также азотсодержащими веществами с селекцией на каждом этапе. Суперпродуцент помещен

вферментатор на жидкую питательную среду, содержащую крахмал, соевую муку, кукурузный экстракт, минеральные соли. После завершения процесса культивирования целевой продукт извлечен из культуральной жидкости и очищен методом ионообменной хроматографии. Целевой продукт высушен распылительной сушкой. Выпускается в таблетках».

Задание 3. Технология

Известно, что большое количество антибиотических веществ получают методами микробиологического синтеза. По какой причине методы химического синтеза и экстракция не так широко используются?

Опишите технологический процесс получения антибиотика низина, продуцентом которого является Streptococcus lactis. Какие методы очистки и концентрирования применяют в этом процессе? Перечислите эти методы, начиная с грубой очистки и заканчивая самой высокоэффективной. Охарактеризуйте принцип каждого способа очистки и концентрирования.

16

Стероиды

Задание 1. Биотрансформация стероидных соединений

Стероидные гормоны – группа физиологически активных веществ (половые гормоны, кортикостероиды и др.), регулирующих процессы жизнедеятельности у животных и человека. В основе промышленного получения стероидов лежат методы биотрансформации.

1.Опишите сущность процесса биотрансформации.

2.Каким образом осуществляется синтез молекулы стероида

впроцессе биотрансформации?

3.Что используется в качестве исходного сырья для производства стероидных препаратов в биотехнологическом производстве?

4.Трансформация может осуществляться как растущей на среде культурой, так и отмытыми от питательной среды клетками микроорганизма. Какой вариант предпочтителен? Какие бывают исключения?

5.На какой стадии микробиологического производства препаратов стероидных гормонов следует придерживаться правил GMP?

Задание 2. Гидроксилирование стероидов

Главным препятствием, стоящим на пути развития промышленного микробиологического гидроксилирования стероидов, является низкая производительность ферментации, несмотря на высокий процентный выход по субстрату.

1.Назовите причины, по которым возникает низкая производительность ферментации при микробиологическом гидроксилировании стероидов.

2.Укажите роль актиномицетов и коринебактерий в процессах биоконверсии стероидов.

3.Опишите технологический процесс и основные биохимические реакции превращения фитогормонов в стероидные соединения для применения человеком.

Витамины

Задание 1. Технология витамина

1. Определите витамин по следующему описанию. Витамин является гемопоэтическим фактором млекопитающих и ростовым фактором

17

многих микроорганизмов, в его состав входят две циклические структуры и линейный участок. В молекуле витамина металл Co связан с первым макроциклом (корриновое ядро). Вторая кольцевая структура – 5,6-диметилбензимидазол (5,6-ДМБ) – связана с первой кольцевой структурой гетерогенной боковой цепочкой, состоящей из изопропанола, который в свою очередь связан с 5,6-ДМБ метилгликозидной связью.

2.Какие продуценты описанного витамина используются в промышленном микробиологическом производстве? Опишите методы получения суперпродуцентов данного витамина.

3.Опишите технологию получения данного витамина для медицинских целей.

4.Какие методы экстракции и очистки целевого продукта используются при получении данного витамина в соответствии с назначением?

Задание 2. Микробиологическое получение витаминов (по вариантам)

1.Опишите технологию производства витаминов для применения в медицинских целях, охарактеризуйте используемое оборудование, продуцент, состав питательных сред, условия и продолжительность культивирования по вариантам:

а) β-каротин (предшественник витамина А);

б) цианокобаламин ( витамин В12); в) аскорбиновая кислота (витамин С);

г) эргокальциферол (витамин D2); д) рибофлавин (витамин В2).

2.Какие еще витамины можно получать путем микробиологического синтеза? Опишите известные Вам продуценты.

Аминокислоты

Задание. Технология микробиологического получения аминокислот

Вклетках микроорганизмов рода Соrуnebacterium и Brevibacterium

впроцессе микробиологического синтеза из аспарагиновой кислоты синтезируются три аминокислоты, в том числе лизин, имеющий промышленное значение.

18

1.Какие биообъекты применяются для данного процесса?

2.Какой фермент открывает данный метаболический путь? Каковы его особенности? Дайте определение понятия «совместное ингибирование».

3.Какой метод совершенствования биообъекта применяется при синтезе лизина? Что такое мутанты первого и второго типов? Укажите их предназначение и использование их особенностей.

4. Опишите технологию культивирования продуцента лизина и способы выделения целевого продукта. Может ли продуцент лизина при определенных условиях синтезировать другие аминокислоты? Смоделируйте процессы получения других аминокислот с помощью промышленно значимого продуцента лизина.

Вопросы к семинару:

1.Приведите полное определение термина «пробиотик». Назовите принципиальное отличие пробиотиков от пребиотиков.

2.Опишите основные отличия состава питательных субстратов

иусловий культивирования в соответствии с физиологическими особенностями бифидо-, лакто- и колибактерий.

3.Какой способ производственного культивирования в биореакторе предпочтительнее для накопления биомассы молочнокислых бактерий?

4.Перечислите показатели, по которым проводят контроль готового лекарственного препарата Bifidobacterium bifidum.

5.Перечислите требования, предъявляемые к генетически модифицированным штаммам микроорганизмов, применяемых для получения пробиотиков.

6.Что собой представляют основные компоненты питательных сред, которые используются для культивирования пробиотических бактерий? Каковы требования к этим компонентам?

7.Какие пробиотики, содержащие микроорганизмы, не являющиеся симбионтами, применяются в России (назовите несколько препаратов и их состав)?

8.Какие новые перспективы открывает использование генетически модифицированных пробиотиков?

19

Пробиотики

Задание 1. Технология, механизм действия

1.Большинство препаратов пробиотиков представляет собой биомассу микроорганизмов. Какие этапы включает процесс получения продуцента для препаратов нормофлоры?

2.Опишите технологию производства пробиотического препарата лактобактерина с указанием особенностей получения питательной среды.

3.Опишите процесс действия препарата лактобактерина в организме человека. В чем заключается механизм подавления патогенной флоры

вэтом случае? Перечислите метаболиты лактобактерий и их действие.

Задание 2. Технология, производство

1.Какими преимуществами обладают бифидо- и лактобактерии для производства и применения в качестве лекарственных препаратов по сравнению с кишечной палочкой?

2.Какие стадии присутствуют в технологическом процессе производства препаратов пробиотиков?

3.По каким показателям осуществляют контроль лекарственного препарата «Лактобактерин»?

Задание 3. Номенклатура

В аптеке специалисты предлагают целый арсенал препаратов для улучшения микрофлоры кишечника. По каким параметрам можно распределить эти препараты? Перечислите известные препараты пробиотиков и пребиотиков (общее количество не менее 10), занесите их

втабл. 5, кратко охарактеризуйте состав и механизм действия.

Таблица 5 Характеристика и механизм действия препаратов про/пребиотиков

	№	Название	Состав	Механизм действия
	п/п	про/пребиотика
	…

Задание 4. Лекарственные формы

Даны следующие лекарственные препараты: а) «Ацилакт сухой»; б) «Бактисубтил»;

20