Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
биологических наук. — Московский научно-исследовательский институт
эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, 2010. — 52
с.
Специальность 03.01.06 – Биотехнология.
Научный руководитель: д.м.н., профессор Афанасьев С.С. Цель работы: На модели микроорганизмов Bifidobacterium adolescentis MC-42, Lactobacillus acidophilus (смесь штаммов NК1, 100аш, К3Ш24) и иммуноглобулиновых комплексов типа КИП экспериментально обосновать новый концептуальный принцип и практические подходы к конструированию и технологии приготовления сухих комплексных биопрепаратов для профилактики и лечения заболеваний, ассоциированных с дисбалансом нормофлоры желудочно-кишечного тракта. Научная новизна: Получены знания о структуре, основных свойствах и способе получения нового вида биоматериала – микрокапельного порошка, образующегося при диспергировании биологической жидкости во взвешенном слое наноразмерного разобщителя аэросила.
Показано, что степень инактивации биокомпонента при диспергировании жидкой субстанции обусловливается его восприимчивостью к механическим нагрузкам.
Доказано, что закономерности протекания процесса сорбционно-контактной сушки микрокапельного порошка являются общими для биологических субстанций различной природы. При этом гибель клеток энтеральных микроорганизмов независимо от их видовой принадлежности составляет от 30 до 70%, а наибольшее снижение антисальмонеллезной активности иммуноглобулинов - одно двукратное разведение.
Впервые проведенными исследованиями атмосферного обезвоживания микрокапельных порошков бифидобактерий и лактобацилл установлено, что температура осушающего воздуха не должна превышать 35-40С, то есть величин, близких к оптимальной температуре роста этих микроорганизмов, во избежание интенсивной гибели клеток как в процессе конвективного обезвоживания, так и последующего досушивания сорбционно-контактным методом.
Исследованиями in vitro впервые показан защитный эффект аэросильной оболочки, проявляющийся в затруднении доступа к сухому биологическому началу паров воды из воздуха и агрессивных составляющих желудочного и кишечного соков, и таким образом обеспечивающий негигроскопичность препарата и повышенную биодоступность бактериального компонента.
Впервые проведенными доклиническими испытаниями комплексного биопрепарата КИП и B. adolescentis МС-42 показана его нетоксичность и безвредность для приматов, а также 100% терапевтическая эффективность при лечении обезьян, больных острой кишечной инфекцией с диарейным синдромом. Теоретическое значение работы: Обоснован концептуальный принцип разработки биопрепаратов нового поколения для коррекции дисбиотических нарушений в биотопах организма, базирующийся на сочетании в одной лекарственной форме обогащенных иммуноглобулиновых комплексов типа КИП с микробными пробиотиками, обладающими широким спектром и высоким уровнем антагонистической активности в отношении как патогенных, так и условно-патогенных возбудителей заболеваний.
Предложен метод конструирования сухих биопрепаратов, заключающийся в использовании особых свойств микрокапельного порошка и обеспечивающий получение препаратов перорального применения на основе биологических субстанций различной природы. Этот метод может быть использован в дальнейшем при разработке иммунобиологических препаратов для профилактики и терапии других заболеваний. Практическая ценность: Предложен новый вид биологических материалов – микрокапельный порошок, относящийся к трехфазным микрогетерогенным дисперсным системам и обладающий вследствие особой структуры одновременно свойствами сухого порошка и жидкого аэрозоля, что существенно расширяет возможности его технологической переработки и обусловливает наличие улучшенных фармакокинетических свойств у сухого препарата.
Разработан способ обработки материалов и конструкция электромагнитного диспергатора для осуществления технологического процесса получения микрокапельного порошка биологических жидкостей. Предложена упрощенная методика перехода при переработке суспензий микроорганизмов различных видов, базирующаяся на общей для большинства бактерий закономерности экспоненциальной их гибели с увеличением интенсивности механического воздействия.
Аналитически и экспериментально выдвинут ряд требований к физическим, физико-химическим и биологическим характеристикам сорбента, позволяющих обосновать его выбор в качестве структурного элемента сухого биопрепарата, получаемого сорбционно-контактной сушкой микрокапельного порошка.
Введение в технологическую схему двухэтапной стадии обезвоживания микрокапельных порошков приводит к несущественному увеличению длительности технологического цикла, обеспечивая повышение выживаемости бифидобактерий и лактобацилл до 50-70% и сохранение без потери антисальмонеллезной активности сывороточных иммуноглобулинов.
Защита аэросильной оболочкой сухого биологического начала от воздействия влаги воздуха и агрессивных составляющих желудочного и кишечного соков обеспечивает следующие преимущества. Во-первых, исключается необходимость проведения специальных мероприятий, направленных на предотвращение гидратации препарата при выполнении технологических операций, что упрощает и удешевляет технологию в целом, а во-вторых, снижается инактивация биокомпонента при прохождении верхних отделов желудочно-кишечного тракта, что делает возможным уменьшение доз лекарственных веществ в препарате для достижения адекватного терапевтического эффекта.
С использованием разработанного метода сконструированы комплексные биопрепараты КИП и В. adolescentis МС-42, КИП и L. acidophilus (смесь штаммов NК1, 100аш и К3Ш24).
Специальность 03.01.06 – Биотехнология.
Научный руководитель: д.м.н., профессор Афанасьев С.С. Цель работы: На модели микроорганизмов Bifidobacterium adolescentis MC-42, Lactobacillus acidophilus (смесь штаммов NК1, 100аш, К3Ш24) и иммуноглобулиновых комплексов типа КИП экспериментально обосновать новый концептуальный принцип и практические подходы к конструированию и технологии приготовления сухих комплексных биопрепаратов для профилактики и лечения заболеваний, ассоциированных с дисбалансом нормофлоры желудочно-кишечного тракта. Научная новизна: Получены знания о структуре, основных свойствах и способе получения нового вида биоматериала – микрокапельного порошка, образующегося при диспергировании биологической жидкости во взвешенном слое наноразмерного разобщителя аэросила.
Показано, что степень инактивации биокомпонента при диспергировании жидкой субстанции обусловливается его восприимчивостью к механическим нагрузкам.
Доказано, что закономерности протекания процесса сорбционно-контактной сушки микрокапельного порошка являются общими для биологических субстанций различной природы. При этом гибель клеток энтеральных микроорганизмов независимо от их видовой принадлежности составляет от 30 до 70%, а наибольшее снижение антисальмонеллезной активности иммуноглобулинов - одно двукратное разведение.
Впервые проведенными исследованиями атмосферного обезвоживания микрокапельных порошков бифидобактерий и лактобацилл установлено, что температура осушающего воздуха не должна превышать 35-40С, то есть величин, близких к оптимальной температуре роста этих микроорганизмов, во избежание интенсивной гибели клеток как в процессе конвективного обезвоживания, так и последующего досушивания сорбционно-контактным методом.
Исследованиями in vitro впервые показан защитный эффект аэросильной оболочки, проявляющийся в затруднении доступа к сухому биологическому началу паров воды из воздуха и агрессивных составляющих желудочного и кишечного соков, и таким образом обеспечивающий негигроскопичность препарата и повышенную биодоступность бактериального компонента.
Впервые проведенными доклиническими испытаниями комплексного биопрепарата КИП и B. adolescentis МС-42 показана его нетоксичность и безвредность для приматов, а также 100% терапевтическая эффективность при лечении обезьян, больных острой кишечной инфекцией с диарейным синдромом. Теоретическое значение работы: Обоснован концептуальный принцип разработки биопрепаратов нового поколения для коррекции дисбиотических нарушений в биотопах организма, базирующийся на сочетании в одной лекарственной форме обогащенных иммуноглобулиновых комплексов типа КИП с микробными пробиотиками, обладающими широким спектром и высоким уровнем антагонистической активности в отношении как патогенных, так и условно-патогенных возбудителей заболеваний.
Предложен метод конструирования сухих биопрепаратов, заключающийся в использовании особых свойств микрокапельного порошка и обеспечивающий получение препаратов перорального применения на основе биологических субстанций различной природы. Этот метод может быть использован в дальнейшем при разработке иммунобиологических препаратов для профилактики и терапии других заболеваний. Практическая ценность: Предложен новый вид биологических материалов – микрокапельный порошок, относящийся к трехфазным микрогетерогенным дисперсным системам и обладающий вследствие особой структуры одновременно свойствами сухого порошка и жидкого аэрозоля, что существенно расширяет возможности его технологической переработки и обусловливает наличие улучшенных фармакокинетических свойств у сухого препарата.
Разработан способ обработки материалов и конструкция электромагнитного диспергатора для осуществления технологического процесса получения микрокапельного порошка биологических жидкостей. Предложена упрощенная методика перехода при переработке суспензий микроорганизмов различных видов, базирующаяся на общей для большинства бактерий закономерности экспоненциальной их гибели с увеличением интенсивности механического воздействия.
Аналитически и экспериментально выдвинут ряд требований к физическим, физико-химическим и биологическим характеристикам сорбента, позволяющих обосновать его выбор в качестве структурного элемента сухого биопрепарата, получаемого сорбционно-контактной сушкой микрокапельного порошка.
Введение в технологическую схему двухэтапной стадии обезвоживания микрокапельных порошков приводит к несущественному увеличению длительности технологического цикла, обеспечивая повышение выживаемости бифидобактерий и лактобацилл до 50-70% и сохранение без потери антисальмонеллезной активности сывороточных иммуноглобулинов.
Защита аэросильной оболочкой сухого биологического начала от воздействия влаги воздуха и агрессивных составляющих желудочного и кишечного соков обеспечивает следующие преимущества. Во-первых, исключается необходимость проведения специальных мероприятий, направленных на предотвращение гидратации препарата при выполнении технологических операций, что упрощает и удешевляет технологию в целом, а во-вторых, снижается инактивация биокомпонента при прохождении верхних отделов желудочно-кишечного тракта, что делает возможным уменьшение доз лекарственных веществ в препарате для достижения адекватного терапевтического эффекта.
С использованием разработанного метода сконструированы комплексные биопрепараты КИП и В. adolescentis МС-42, КИП и L. acidophilus (смесь штаммов NК1, 100аш и К3Ш24).