L-アルギニン/スクロースベースのタンパク質製剤の凍結乾燥、パート2：塩化塩ベースのタンパク質製剤システムの製剤設計と凍結乾燥プロセス条件の最適化

我々は最近、凍結乾燥L-アルギニン/スクロース製剤における塩化物カウンターイオンの存在が最大のタンパク質の安定性をもたらしたが、凍結濃縮物の低い崩壊温度とガラス遷移温度をもたらしたと報告した。この研究の目的は、L-塩化物ベースの製剤を特定し、凍結乾燥プロセス条件を最適化して、優れた物理的品質の属性（ケーキの外観、残留水分、再構成時間を含む）の凍結乾燥製品を提供することでした。熱特性、ケーキ微細構造、タンパク質の物理的安定性など、追加の特性がテストされました。賦形剤濃度は、モデルタンパク質（ウシ血清アルブミン、BSA）の有無にかかわらずさまざまでした。製剤は、アニーリングの有無にかかわらず、または制御された核形成を伴う場合となしで凍結しました。一次乾燥は、高棚温と低棚温度で行われました。タンパク質と励起体比が高い場合、最小の欠陥と最適な物理的属性のあるケーキが達成されました。制御された核生成により、棚温度が低いほとんどのシステムのエレガントなケーキが発生しました。BSAをモノクローナル抗体に置き換えると、ショ糖ベースの製剤中の低濃度のL-アルギニンの存在下で、ストレス貯蔵温度（すなわち40°C）でタンパク質（物理）の安定性がわずかに改善されることが示されました。L-アルギニン濃度が高いと、ケーキの欠陥が増加しました。最適化された製剤設計を使用して、ショ糖ベースの製剤に塩化するL-アルギニンを添加して、タンパク質の安定性にエレガントなケーキと利点をもたらしました。

We recently reported that the presence of chloride counter ions in freeze-dried l-arginine/sucrose formulations provided the greatest protein stability, but led to low collapse temperatures and glass transition temperatures of the freeze concentrates. The objectives of this study were to identify l-arginine chloride-based formulations and optimize freeze-drying process conditions to deliver a freeze-dried product with good physical quality attributes (including cake appearance, residual moisture, and reconstitution time). Additional properties were tested such as thermal properties, cake microstructure, and protein physical stability. Excipient concentrations were varied with and without a model protein (bovine serum albumin, BSA). Formulations were frozen with and without annealing or with and without controlled nucleation. Primary drying was conducted at high and low shelf temperature. Cakes with least defects and optimum physical attributes were achieved when protein to excipient ratios were high. Controlled nucleation led to elegant cakes for most systems at a low shelf temperature. Replacing BSA by a monoclonal antibody showed that protein (physical) stability was slightly improved under stress storage temperature (i.e., 40°C) in the presence of a low concentration of l-arginine in a sucrose-based formulation. At higher l-arginine concentrations, cake defects increased. Using optimized formulation design, addition of l-arginine chloride to a sucrose-based formulation provided elegant cakes and benefits for protein stability.