1. Wat is de rol van polysorbaat (Tween) in formules?

  Polysorbaat (PS) is een klasse amfifiele, niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen, de meest gebruikte oppervlakteactieve stof in biofarmaceutische formuleringen, die denaturatie van eiwitten tijdens het smeltproces, aggregatie, oppervlakteadsorptie en flocculerende formuleringen voorkomt. Als een preparaat gebruikt als een eiwit stabilisator, vooral omdat Tween specifieke biocompatibiliteit is beter, lage toxiciteit, en kan effectief stabiliseren van de rol van eiwitten. Zelfs bij lagere concentraties bieden PS20 en PS80 voldoende eiwitstabiliteit vanwege hun hoge hydrofiel-lipofiele evenwichtswaarden en lage kritische micelconcentraties.    

2. Wat is het mechanisme van eiwitstabilisatie door Tween?

  De oppervlakte-activiteit van PS20 en PS80 is veel hoger dan die van typische therapeutische eiwitten (bv. monoklonale antilichamen) en daardoor blokkeren ze interfaces en remmen ze de adsorptie van eiwitten aan het gas-vloeistof grensvlak. Deze eigenschap voorkomt effectief dat eiwitten ontvouwen aan het grensvlak tijdens productie, monsterbehandeling en opslag (waaronder mengen, filtreren, pompen, schudden, roeren en invriezen/ontdooien). Op dezelfde manier voorkomt het eiwitadsorptie en daaropvolgend verlies op oppervlakken die in contact komen met het product (zoals filters, primaire/gesloten containers en IV-slangen), wat een cruciale rol speelt bij het garanderen van een nauwkeurige dosering aan patiënten. PS20 en PS80 kunnen eiwitten ook stabiliseren door directe interacties, waardoor de colloïdale stabiliteit van eiwitten toeneemt. Therapeutische eiwitten kunnen door hun hydrofobe plaques samensmelten tot aggregaten. Polysorbaten kunnen via hydrofobe interacties interageren met hydrofobe plaatjes op eiwitoppervlakken en zo eiwitaggregatie en verdere ontvouwing van aggregaten voorkomen. De directe interactie van oppervlakteactieve stoffen met eiwitten en de daaropvolgende verbetering van de stabiliteit van eiwitcolloïden kan echter eiwitspecifiek zijn en niet algemeen toepasbaar. Een thermodynamische studie toonde bijvoorbeeld aan dat polysorbaat bindt aan humaan serumalbumine, maar de binding van oppervlakteactieve stoffen aan de drie bestudeerde immunoglobulinen bleek zeer laag tot verwaarloosbaar te zijn.  

3. Wat zijn de oorzaken van de afbraak van Tween en welke factoren zijn hierop van invloed?

    Omdat de afbraak van polysorbaat onbedoeld de kwaliteit, werkzaamheid, veiligheid en stabiliteit van eiwitpreparaten kan beïnvloeden, kijken regelgevende instanties voor geneesmiddelen steeds kritischer naar controlestrategieën voor polysorbaat om ervoor te zorgen dat de polysorbaatniveaus constant blijven tijdens de houdbaarheid van geneesmiddelen. De hydrolyse van polysorbaten gaat gepaard met de splitsing van vetzuuresterbindingen, en de resulterende afgifte van vrije vetzuren kan onzichtbare of zichtbare deeltjes vormen. Er is voorgesteld dat enzymatisch geïnduceerde polysorbaathydrolyse de belangrijkste oorzaak is van zichtbare en onzichtbare deeltjesvorming die de productkwaliteit beïnvloedt, en dat de hydrolyse van polysorbaat beperkt is bij de typische pH van eiwitformules. Polysorbaat kan ook auto-oxideren door temperatuur, licht of overgangsmetalen, waarbij peroxiden ontstaan die eiwitoxidatie kunnen veroorzaken en zuren die kunnen leiden tot een daling van de pH-waarde van de oplossing. Afbraak van PS80 door hydrolyse leidt tot een tragere adsorptie aan het oppervlak. Vrije vetzuren die vrijkomen tijdens hydrolyse vormen ook onoplosbare deeltjes die de eiwitkwaliteit en -stabiliteit negatief beïnvloeden. Histidine, een veelgebruikte buffer voor eiwitpreparaten, kan een verstorend effect hebben op de afbraak van PS.  

4. Wat zijn de nadelen van Tween 80 als stabilisator?

  Tween 80 als polymeer fluctueert zelf sterk in zuiverheid; zeer zuivere Tween 80 is kleurloos en helder, terwijl de meeste Tween-producten geel tot bruin van kleur zijn en grote hoeveelheden onzuiverheden of afbraakproducten bevatten. De lipofiele bestanddelen van Tween 80 bevatten onverzadigde vetzuren, die gemakkelijk geoxideerd en afgebroken worden om extra toxische bestanddelen te produceren, wat resulteert in toxische bijwerkingen die zwaarder kunnen wegen dan de voordelen van het product. De medische gemeenschap heeft bevestigd dat Tween 80 bij gebruik in injecteerbare vorm allergische reacties kan veroorzaken, waaronder shock, dyspneu, hypotensie, angio-oedeem, rodehond en andere anafylactische symptomen. Deze bijwerkingen kunnen zeer ernstig zijn in klinische onderzoeken bij mensen. Er zijn strikte beperkingen op het gebruik van Tween 80, een potentieel onveilig hulpstof die bij onjuist gebruik een aanzienlijke impact kan hebben op de menselijke gezondheid.  

5. Wat is het verschil tussen Tween 20 en Tween 80?

    De twee worden gesynthetiseerd uit verschillende grondstoffen:  

1. de synthetische grondstoffen van Tween 80: polymerisatie van gedehydrateerd sorbitaanmonooleaat met ethyleenoxide;

 

2. Tween 20 wordt gesynthetiseerd uit een mengsel van polyoxyethyleen dehydraat sorbitaanmonolauraat en een deel polyoxyethyleen bis dehydraat sorbitaanmonolauraat.

  De toepassingen van de twee zijn verschillend:  

1. Het gebruik van Tween 80: Tween 80 behoort tot de niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen van het polyoltype en is de meest gebruikte onder polysorbaten. Het heeft een significante weerstand tegen elektrolyten, is sterk hydrofiel en wordt veel gebruikt in vloeibare, halfvaste en vaste preparaten als O/W emulgator, oplosmiddel, bevochtigingsmiddel, dispergeermiddel en stabilisator;

 

2. Het gebruik van Tween 20: voor de condensatie van Spectrum en ethyleenoxide, vanwege de molecule heeft meer hydrofiele groepen een polyoxyethyleen, dus hydrofiel, als een niet-ionisch detergens. Het wordt vaak gebruikt als olie-in-water (O/W) emulgator; het kan worden gecombineerd met andere emulgatoren zoals natriumlaurylsulfaat of spironolacton, wat de stabiliteit van emulsie kan verhogen. Het kan ook worden gebruikt als oplosmiddel voor sommige geneesmiddelen.

  De eigenschappen van de twee zijn verschillend:  

1. Eigenschappen van Tween 80: De peroxidewaarde van Tween 80 overschrijdt 10 niet, voor de lichtgele tot oranje viskeuze vloeistof; licht speciale geur. De smaak is licht bitter en samentrekkend, met een warm gevoel;

 

2. Eigenschappen van Tween 20: Tween 20 is een gele of amberkleurige heldere olieachtige vloeistof, met een speciale geur en een zwakke bittere smaak.