功能性生物制剂的灭菌、稳定和保存制造技术

公开用于灭菌功能性生物材料、生物化学实体和生物活性分子以及在室温保存它们的方法。生物污染物被显著地降低滴度或被消除，但是本发明专利技术方法所灭菌和稳定的产品仍然保存功能的完整性。这些材料主要是结构功能性的，如骨骼，或者具有活性分子功能，当为血红蛋白和抗体的情况下。用于稳定被灭菌的生物制品的处理方法包括改变材料的温度、调控辐射剂量比例，优化辐射时间，调控含氧量、使用稳定剂、确定ｐＨ、包含特定溶剂和改变所使用的射线种类。如此处理的灭菌和稳定的生物产品可以在室温存储，从而使之相对于冻干、常规冷冻和低温保存的生物制品更加容易获得和被使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
功能性生物制剂的灭菌、稳定和保存的制作方法参照相关申请本申请要求享有2002年6月7日申请的美国在先专利申请60/387,177的权益，该专利申请的内容在此引入作为参考。
技术介绍
本专利技术涉及生物化学和医学的一般领域，特别涉及通过辐射来保存功能性生物材料、生物化学实体和生物活性分子，例如，但是不限于血红蛋白(包含在或独立于红细胞)，抗体，细胞因子，包括组成的或非组成的成分的血液成分，蛋白质或其他细胞成分，完整的人和动物组织，和起抗原作用的材料来检测敏感性和脱敏，和免疫接种。许多年以来，生物材料已经被广泛地应用于人类医学和兽医、诊断用途和试验的或化学的方法中。这些材料通常具有生物学活性，意味着它们具有与它们在原始生物体或植物中所具有的相同或相似的结构的，酶学的或其他的分子功能，以致它们可以被用作诊断的、预防的和治疗的试剂。尽管生物材料非常有用，使用它们具有一定风险。这些材料会被从病毒到细菌等的各种生物污染物污染。如果这些污染物被传播给人或动物，将会引起严重的健康问题。这些污染物还可能降低功效或甚至破坏其所污染的材料。有许多用于检测和筛选生物材料中的生物污染物或病原体的方法，但是这些筛选操作存在缺陷。这些方法并不总是可靠的，而且是昂贵的，并且仅能够检测非常特定的污染物。降低大量污染物的危害将会更加有效。许多技术已经被用于降低污染物的危害，包括热处理、化学溶剂和辐射。已经证明热处理会对产品的生物学活性产生副作用，降低产品的功效。化学溶剂、消毒剂和抗菌剂已经被用于降低污染发生的概率，特别是包装后和使用之前的细菌增生的可能性。当与人接触时，这些溶剂和试剂是有害的，通常在应用于人之前必须将它们从产品中去除。辐射处理是另一种灭菌产品的方法。对于减少大量的生物学污染物，特别是包括细菌和病毒时，辐射处理是非常有效的。本领域的公开出版物表明，辐射灭菌的技术是非常灵活的，本领域技术人员可以采用包括所用的射线类型、含氧量、pH、辐射率、温度、溶剂、稳定剂等的特定标准，以改变产品对辐射的反应。但是，迄今开发辐射处理方法中的绝大部分工作集中在灭活污染物的方法上，并提供在结构功能和生物学功能上基本未被改变的生物材料。这种灭菌和稳定的产品应当是具有功能的，意味着它们具有与在原始生物体或植物中相同或相似的结构的，酶学的或其他分子功能，使得它们可以被用作诊断的、预防的和治疗的试剂。A.血液和血液成分现有技术的缺陷在于用于医学用途的血液和血液成分的制备方面。大量的各种损伤和医学操作需要施用全血或各种血液成分。并不是每位患者都需要全血，实际上，全部血液成分的存在会导致医学问题。分离的血液部分可以在最适合确保其在输血时的生物学活性的那些特殊条件下存储。例如，当在处理中心采集供体血液时，并通过各种方法分离和存储红细胞。这种细胞可以在柠檬酸-磷酸-葡萄糖中4℃存储5周，通常被包装的红细胞单位具有200-300ml的体积，并且红细胞比容值(表示为细胞体积(corpuscular volume)百分比)为约70-90％。红细胞还可以用甘油处理，然后在-30到-196℃下冷冻保存，在甘油溶液中存储长达7年，但是必须持续在低温下冷冻使得红细胞存活到用于输血。这两种方法都要求极其小心地保持存储温度，以避免红细胞的期望生物学活性被破坏，按照美国血库标准协会，一般认为，至少70％的输注红细胞能够存活24h是用于输血操作的可接受水平。一种已知的用于存储红细胞的方法是冷冻(冻干)红细胞，这种细胞在室温存储的时间延长，并且用于哺乳动物时容易再生。当RBC已经按照许多已有的方法冻干时，例如在水溶液或磷酸缓冲盐水(PBS)中，再生细胞被破坏，使得其不能代谢，并且细胞的血红蛋白不能携带氧气。戊二酸固定被冻干和再生的红细胞主要应用于凝集分析。已知可以进行低剂量γ射线辐射血液来预防输血相关的移植物抗宿主疾病。当给易患病的受体输入供体淋巴细胞时，发生移植物抗宿主疾病(GVHD)。这些供体淋巴细胞增生并损害靶器官，特别是骨髓、皮肤、肝脏和胃肠道，最终将会导致死亡。最早认为这种疾病是对接受全血辐射的患者进行子宫内灌注和给受体进行同种异源骨髓移植时发生的综合症。GVHD还出现在其他免疫功能缺陷的患者中，输入细胞血液产品或者少数情况下为移植器官使得这些患者暴露于供体的淋巴细胞中。最后，最经常报道的与输血相关的GVHD(TA-GVHD)的情况是免疫完善的血液受体，这些血液来自生物学相关的或HLA相同的供体。引发TA-GVHD的产品包括未被辐射的全血、包装红细胞、血小板、粒细胞和鲜新的未冷冻的血浆。不包括脱甘油的被冷冻的红细胞、鲜新的冷冻血浆和冷冻沉淀物。一般认为，在此讨论的术语“血液产品”可以并通常包括全血(及其部分)、血小板和/或红细胞。如在此所用的术语“白细胞”是用于包括常见类型的白细胞，包括单核细胞和嗜中性粒细胞、淋巴细胞和任何存在于血液中的除了红细胞和血小板之外的其他细胞。此外，基本上“无细胞”的血液产品可以含有一些白细胞。目前，用γ射线辐射血液产品是已知的唯一能够防止输血相关的GVBD的方法。最常见的辐射源是钴-60和铯-137。绝大多数血液中心采用不小于15Gy的25Gy的常规剂量的这些同位素，辐射血袋的任意区域来灭活输液所用的细胞产品中的淋巴细胞。困扰输血应用的许多问题之一是导致感染性疾病的因子的传播。由于病原生物体存在于全血的不同部分中，输血后的疾病的危险性随着所用的血液产品或组分不同而变化。一些制备用于人、兽医或试验用途的产品可能含有不期望的和潜在的危险污染物，如病毒、细菌、酵母、霉菌、支原体和寄生虫。大量这种感染性因子在临床上是及其重要的，其中这些因子不仅对受体患者是危险的，而且还危及内科医生，以及处理血液和血液产品的其他医院工作人员。因此，在使用这种产品之前确定其中不含污染物是非常重要的。这对于将该产品直接施用给患者是极其重要的，例如在输血、器官移植和其他形式的人类治疗中。B.抗体和起抗原作用的生物分子现有技术在抗体和作为抗原的生物分子的保存方面是不完善的。目前，抗体被广泛用于诊断检测。实际上，许多细菌学和病理学的诊断通过依赖于抗体与特定抗原反应的检测来实施。这种检测包括简单的用于测定血液类型的血细胞凝集试验到ELISA(酶联免疫吸附分析)检测。抗体在室温存储使得它们可以在野战医院迅速被使用，例如军事作战的医院，可以在没有建立实验室设施的地区实现精确、快速的诊断。目前，由于要求和需要冷藏，使得采用抗体制备物治疗患者变得十分繁琐。因此，抗体的制备、运输和存储的费用太高，而且常常超出成本限定(cost-prohibitive)。C.用于医学应用的组织和器官目前，冷冻保存是保存同种异体移植组织和用于移植的组织来源材料的主要手段。近来，已经有大量的库存骨骼和肌腱发生感染。通过辐射灭菌能够防止细菌和病毒病原体的传播。而且，辐射后在室温存储将极大地简化同种异体移植组织及其衍生物，包括骨骼、胶原和非细胞真皮的制备、保存和使用。先前，大多数方法涉及筛选或检测由生物材料、生物化学实体和生物活性分子形成的产品中的特定污染物，而不是从产品中去除污染物。只是不使用被检测为污染物阳性的产品。筛选方法的例子包括检测来自血液供体的人血中的特定病毒。但是，这种方法并不总是可靠的。鉴于与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保存功能性生物材料的方法，包括：提供功能性生物材料；辐射生物材料来保存其功能；和在第一种温度存储该生物材料。

【技术特征摘要】
US 2002-6-7 60/387,1771.一种用于保存功能性生物材料的方法，包括提供功能性生物材料；辐射生物材料来保存其功能；和在第一种温度存储该生物材料。2.权利要求1的方法，其中提供功能性生物材料包括提供选自红细胞、白细胞、单核细胞、血小板、凝血因子、免疫球蛋白、单一的球蛋白和多聚球蛋白的血液成分。3.权利要求1的方法，其中提供功能性生物材料包括提供选自软骨、骨髓、骨髓细胞悬浮液、韧带、肌腱、神经、骨骼、脱矿物质的骨基质、移植物、关节、股骨、股骨头、牙齿、皮肤移植物、心脏瓣膜、角膜、动脉、静脉、器官、糖类和胶原的动物组织。4.权利要求1的方法，其中提供功能性生物材料包括提供选自蛋白质、蛋白质材料、酶、抗原、氨基酸、肽、糖、脂肪和骨髓的非细胞材料。5.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括以足以灭菌该生物材料的量来辐射该生物材料。6.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括以足以灭菌该生物材料的量来γ射线辐射该生物材料。7.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括以足以灭活病毒的含量来辐射该生物材料。8.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括以足以杀死细菌的含量来γ射线辐射该生物材料。9.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括γ射线辐射该生物材料以达到总的30kGy暴露量。10.权利要求1的方法，其中辐射生物材料包括以约0.5kGy/h到约4.0kGy/min的比率γ射...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧内斯特K曼德斯，克里斯琴D曼德斯，
申请(专利权)人：普罗米修斯生命科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]