Studio dell'impatto di un nuovo sistema di carico sul processo di liofilizzazione di biofarmaci = Study of the impact of a new loading system on the freeze-drying process of biopharmaceuticals

Il metodo più diffuso per il caricamento dei flaconi all’interno del liofilizzatore consiste nel loro posizionamento direttamente a contatto con i ripiani. Il sistema di carico per i flaconi Nest è stato proposto come un metodo alternativo alla disposizione convenzionale. Esso consiste in un vassoio realizzato in materiale plastico con cento alloggiamenti per altrettanti flaconi, rialzati rispetto al ripiano di appoggio. In questa tesi sono stati valutati sperimentalmente gli effetti del sistema di carico Nest sulle prestazioni del processo di liofilizzazione, con particolare attenzione alla fase di congelamento, confrontando i risultati con il sistema di carico dei flaconi a contatto diretto. È stato osservato il fenomeno di nucleazione per diversi lotti di flaconi, variando la modalità di carico e la velocità di raffreddamento impostata. Da queste prove è stato possibile estrapolare i valori della temperatura di nucleazione. Sono state confrontate le distribuzioni statistiche dei tempi e delle temperature di nucleazione a parità di sistema di carico utilizzato e a parità di velocità di raffreddamento impostata. Sono state indagate le proprietà del prodotto durante e dopo il processo di liofilizzazione, confrontando i risultati tra le due modalità di carico. Sono stati calcolati il coefficiente di trasporto di calore e la resistenza al trasporto di vapore, entrambi relativi alla fase di essiccamento primario. La morfologia del prodotto essiccato è stata osservata attraverso le immagini ottenute al microscopio elettronico a scansione (SEM). La superficie specifica è stata misurata mediante l’adsorbimento superficiale di azoto, teoria Brunauer–Emmett–Teller (BET). Infine, è stata determinata la perdita di attività enzimatica di un enzima modello, L-Lattato deidrogenasi (LDH), a seguito di freeze-thawing e di liofilizzazione. Le differenze riscontrate nei risultati sono state attribuite principalmente alla diversa modalità di trasporto del calore tra i due sistemi di carico. È stato osservato come la temperatura di nucleazione influenzi le caratteristiche del prodotto nelle fasi successive al congelamento.