Die Auswirkung physikalischen Stresses auf monoklonale Antikörper in der Formulierungsentwicklung

Physikalischer Stress auf Antikörperlösungen äußert sich vorrangig durch Aggregation. Es werden verschiedene analytische Methoden benötigt, um die Aggregate in den unterschiedlichen Größenbereichen zu detektieren. Richtlinien für die Durchführung von Untersuchungen mittels physikalischen Stresses wie Schütteln oder Rühren zur Ermittlung der stabilsten Formulierung in der Formulierungsentwicklung gibt es bisher nicht. Deshalb wurden in dieser Arbeit "small scale"-Methoden für das Schütteln und Rühren entwickelt, die es in einem Konzentrationsbereich von 2-5 mg/ml möglich machen, eine noch nicht ausreichend formulierte Antikörperlösung mit einer Marktformulierung hinsichtlich ihrer Stabilität gegen physikalischen Stress zu vergleichen und zu beurteilen. Ein weiteres Ziel der Arbeit war es, die Ursachen für die nachgewiesenen Instabilitäten während des Schüttelns zu identifizieren. Hier wurden Parameter wie das Vorhandensein von Luft-Wasser-Grenzflächen und Bildung von Scherstress untersucht. Diese beiden Stressgrößen wurden mittels einer Computational-Fluid-Dynamics (CFD) Simulation berechnet. Ein weiterer Versuchansatz imitierte den Scherstress durch Rühren ohne das Vorhandensein von Luft und verglich diesen mit einem möglichst reinen Luft-Wasser-Grenzflächenstress mittels Begasen. Hierbei wurden sehr unterschiedliche Aggregate detektiert. Auch der Effekt von Tween 80 wurde in dieser Arbeit anhand unterschiedlicher Stressarten untersucht, ebenso wie das Schütteln von hochkonzentrierten Lösungen (100 mg/ml). Während einer Aufkonzentrierung wird ebenfalls physikalischer Stress auf das Protein ausgeübt. In dieser Arbeit wurde eine "small scale"-Technik gesucht, die vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der Stabilität des aufkonzentrierten Antikörpers liefert wie die Tangentialstromfiltration (TFF). Als besonders geeignet in dieser Hinsicht erwiesen sich Zentrifugalkonzentratoren, die neben Dialyse und Rührzellfiltration im Vergleich zur TFF untersucht wurden.