Desenvolupament i recerca de formulacions per a vacunes veterinàries

Abstract

INTRODUCCIÓ: Aquesta tesi doctoral està inclosa dins del Pla de Doctorats Industrials de la Generalitat de Catalunya i s’ha realitzat conjuntament entre la Universitat de Barcelona i una empresa veterinària privada: Laboratoris Hipra, S.A. OBJECTIUS: L’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat obtenir emulsions estables, amb poder adjuvant i compatibles amb antígens per a la formulació de vacunes veterinàries. MATERIALS I MÈTODES: Com que les emulsions són composicions afectades per múltiples factors, tots els experiments s’han plantejat mitjançant la metodologia del disseny d’experiments. RESULTATS I DISCUSSIÓ: En la formulació d’emulsions o/w, l’objectiu ha estat trobar un substitut de l’Espessant A per evitar diferències de viscositat en l’emulsió resultant causades per la naturalesa de l’espessant en funció del lot utilitzat. S’ha començat substituint l’Espessant A per espessants sintètics sense modificar cap més factor de la formulació de partida, però no ha resultat ser un bon mètode per mantenir l’estabilitat de les emulsions formulades. Seguidament, amb l’assaig de diversos factors alhora, s’han aconseguit les primeres emulsions estables sense Espessant A. A partir d’una d’aquestes emulsions, la qual està composta pels espessants Espessant B i Espessant C, s’han plantejat diversos dissenys per buscar més alternatives d’espessants. Per una banda, s’han buscat més espessants principals per substituir el Espessant B i tenir més alternatives possibles de l’Espessant A. I per altra banda, com que la Espessant C és un espessant d’origen natural i, igual que l’Espessant A, proporciona diferències de viscositat segons el lot utilitzat, també se li han buscat substituts. Així doncs, s’ha aconseguit substituir la Espessant C per Espessant F i el Espessant D' ha resultat ser un bon espessant principal, mantenint en els dos casos l’estabilitat de les emulsions. A partir de tots els resultats d’estabilitat i viscositat obtinguts i de les preferències de l’empresa sobre els components de la formulació, s’ha obtingut una formulació definitiva composta per Espessant D', Espessant F i amb menys concentració de tensioactius i fase antigènica que la formulació de partida. Un cop optimitzades les concentracions dels espessants, s’ha fet un estudi amb diferents lots dels espessants que ha demostrat diferències significatives en la viscositat de l’emulsió en funció del lot de Espessant F utilitzat. S’ha vist que el motiu d’aquestes diferències és que el Espessant F necessita ser sotmès a un procés d’activació prèviament a la formulació per poder actuar correctament. Després de

repetir l’optimització amb el Espessant F activat i d’adequar el procés de formulació a nivell de producció industrial, s’ha confirmat que la formulació és robusta i no pateix diferències significatives en funció dels lots utilitzats. Per acabar, s’ha elaborat un estudi d’estabilitat durant 12 mesos que ha corroborat la possible substitució de la formulació de partida per la formulació dissenyada. En la formulació d’emulsions w/o, l’objectiu ha estat substituir una fase oliosa de composició no coneguda per una fase de composició coneguda i senzilla de formular. S’han plantejat nombrosos dissenys per arribar a tenir una emulsió de signe w/o, estable i d’aspecte fluid. El problema ha estat aconseguir el signe d’emulsió desitjat, cosa que s’ha aconseguit disminuint la concentració del tensioactiu hidròfil de les formulacions. Un cop aconseguides algunes emulsions w/o estables, aquestes no han estat robustes ja que la seva repetició no ha donat els mateixos resultats o no s’han pogut formular amb PBS, fet necessari perquè una emulsió sigui compatible també amb antígens. Finalment, s’ha aconseguit una emulsió de signe w/o, aspecte fluid i estable composta per Oli K, Tensioactiu X, Tensioactiu S’ i Estabilitzant M. S’ha elaborat un estudi d’estabilitat durant 6 mesos que ha corroborat la possible substitució de la formulació de partida per la formulació dissenyada. CONCLUSIONS: S’han obtingut dues formulacions noves en forma d’emulsió per a l’administració de vacunes per via parenteral d’ús veterinari que són repetibles, robustes, compatibles amb antígens i estables durant el període d’estabilitat assajat.

INTRODUCTION: This thesis is the result of a collaboration between Universitat de Barcelona and a private company called Laboratoris Hipra, S.A.

Veterinary companies suffer serious economic losses because of diseases such as swine fever. In order to prevent and treat them, veterinary industry makes use of vaccines, for example, in emulsion form. The development of emulsions is not an easy task because emulsions may present stability problems and incompatibility with the antigens selected therefor. AIM: To obtain stable and robust emulsions, which are compatible with the selected antigens. On the one hand, the first specific aim is to replace the natural thickener thickener A present in a commercial o/w emulsion, to avoid viscosity variability depending on thickener batches. On the other hand, the second specific aim is to replace the oil phase present in a commercial w/o vaccine of an unknown composition by a new oil phase. EXPERIMENTAL METHODS: Since emulsions are multifactorial systems, all the trials were planned using experimental design methodology. RESULTS AND DISCUSSION: Regarding the o/w emulsion aim, the substitution of Thickener A by other thickeners was unsuccessfully tested. After many different tests, a stable emulsion comprising Thickener D' and Thickener F as thickeners was obtained. However, this formulation presented variability depending on the batch of Espessant F. This problem was solved by a previous activation of Thickener F. Finally, the definitive formulation with activated Thickener F passed correctly the toxicity test and stability test up to 12 months. Secondly, to develop a w/o emulsion with low viscosity and stable more than 24 hours was a though process. But finally, as a result of many trials combining different oils and surfactants, a formulation comprising ethyl oleate, Span® 80 and Kolliphor® ELP showed positive results regarding stability and viscosity up to 6 months. CONCLUSIONS: Two new emulsions were developed suitable to replace commercial vaccines keeping substantially their initial features such as viscosity, stability and toxicity.