nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2019-3-2-137-149qoqlpznbsprot-240Research ArticleБиологическая безопасность и защита от биологических угрозBiological Security and Protection against Biological ThreatsМембранные технологии в производствах иммунобиологических лекарственных препаратов, выпускаемых филиалом федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Киров)Membrane Technology in the Production of Immunobiological Preparations Produced by the Branch Office of the FSBE «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of Defence of Russia (Kirov)ЛещенкоА. А.LeshchenkoA. A.

Лещенко Андрей Анатольевич. Ведущий научный сотрудник научно-исследовательского отдела, д-р техн. наук, проф. 

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Andrey Anatolyevich Leshchenko. Leading Researcher of the Scientific and Research Department. Doctor of Technical Sciences, Professor

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

23527@mil.ruШаровД. А.SharovD. A.

Шаров Дмитрий Александрович. Начальник научно-исследовательского отдела, канд. техн. наук

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Dmitry Alexandrovich Sharov. Chief of the Scientific and Research Department. Candidate of Technical Sciences

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

БирюковВ. В.BiryukovV. V.

Бирюков Василий Васильевич. Начальник научно-исследовательского отдела – заместитель начальника управления, канд. техн. наук

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Vasily Vasilyevich Biryukov. Chief of the Scientific and Research Department - Deputy Head of the Unit. Candidate of Technical Sciences

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

КосенковИ. В.KosenkovI. V.

Косенков Иван Викторович. Младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Ivan Viktorovich Kosenkov. Junior Researcher of the Scientific and Research Department 

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

ПогорельскийИ. П.PogorelskyI. P.

Погорельский Иван Петрович. Ведущий научный сотрудник научно-исследовательского отдела, д-р мед. наук, проф. 

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Ivan Petrovich Pogorelsky. Leading Researcher of the Scientific and Research Department. Doctor of Medical Sciences, Professor

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

ЛазыкинА. Г.LazykinA. G.

Лазыкин Алексей Геннадьевич. Старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела, канд. биол. наук, доц.

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Alexey Gennadievich Lazykin. Senior Researcher of the Scientific and Research Department. Candidate of Biological Sciences

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

ЕжовА. В.EzhovA. V.

Ежов Андрей Владимирович. Старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела, д-р мед. наук, старший научный сотрудник

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Andrey Vladimirovich Ezhov. Senior Researcher of the Scientific and Research Department. Doctor of Medical Sciences, Senior Researcher

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

БагинС. В.BaginS. V.

Багин Сергей Валерьевич. Научный сотрудник научно-исследовательского отдела, канд. техн. наук

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Cergey Valerievich Bagin. Researcher of the Scientific and Research Department. Candidate of Technical Sciences 

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

ЛогвиновС. В.LogvinovS. V.

Логвинов Сергей Владимирович. Научный сотрудник научно-исследовательского отдела, канд. биол. наук

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Sergey Vladimirovich Logvinov. Researcher of the Scientific and Research Department. Candidate of Biological Sciences

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

МоховД. А.MokhovD. A.

Мохов Дмитрий Александрович. Научный сотрудник научно-исследовательского отдела, канд. биол. наук

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Dmitry Alexandrovich Mokhov. Researcher of the Scientific and Research Department. Candidate of Biological Sciences

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

КрупинВ. В.KrupinV. V.

Крупин Владимир Викторович. Заместитель начальника научно-исследовательского отдела, канд. мед. наук 

61000, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

Vladimir Viktorovich Krupin. Deputy Head of the Department of the Scientific and Research Department. Candidate of Medical Sciences 

Oktyabrsky Avenue 119, Kirov 610000

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияBranch Office of the Federal State Budgetary Establishment «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of Defence of the Russian FederationRussian Federation20191007202332137149Copyright © Лещенко А.А., Шаров Д.А., Бирюков В.В., Косенков И.В., Погорельский И.П., Лазыкин А.Г., Ежов А.В., Багин С.В., Логвинов С.В., Мохов Д.А., Крупин В.В., 20232023Лещенко А.А., Шаров Д.А., Бирюков В.В., Косенков И.В., Погорельский И.П., Лазыкин А.Г., Ежов А.В., Багин С.В., Логвинов С.В., Мохов Д.А., Крупин В.В.Leshchenko A.A., Sharov D.A., Biryukov V.V., Kosenkov I.V., Pogorelsky I.P., Lazykin A.G., Ezhov A.V., Bagin S.V., Logvinov S.V., Mokhov D.A., Krupin V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nbsprot.ru/jour/article/view/240

В филиале федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Киров) проведены теоретические и экспериментальные исследования по внедрению метода тангенциальной фильтрации для разделения биологических смесей в производство иммунобиологических лекарственных препаратов. Метод микрофильтрации в тангенциальном потоке заменил процесс седиментации на стадии концентрирования полуфабрикатов вакцинных препаратов, значительно сократив продолжительность процесса, а также позволил получать суспензии из некондиционной по показателю концентрации микробных клеток культуральной жидкости. Одновременно с этим метод микрофильтрации дал возможность концентрировать седиментационно-устойчивые культуры Yersinia pestis вакцинного штамма ЕV. В сравнении с центробежным сепарированием концентрация живых микробных клеток вакцинного штамма ЕV Y. pestis увеличилась в полтора раза, объем выхода концентрата − в два раза, а продолжительность процесса сократилась в четыре раза. Фильтрация в тангенциальном потоке в установке «АСФ-020» по выходу спорового продукта сибиреязвенной вакцины СТИ-1 (в млн доз) в 1,8 раз более эффективна по выходу в сравнении с центробежным сепарированием. В конструкцию фильтрующих модулей для выпуска иммуноглобулина противосибиреязвенного включены капсулы «Сартобран-РР», показавшие высокую эффективность стерилизации. Мембранный метод позволил сократить продолжительность технологического процесса, высвободить при этом производственные площади путем демонтажа малоэффективного оборудования. В настоящее время мембранные процессы используются в филиале при производстве чумной, сибиреязвенной, бруцеллезной и сапной вакцин, противосибиреязвенного иммуноглобулина, диагностических препаратов и стерилизации жидких питательных сред. При стерилизации питательных сред данный вид оборудования содействует более рачительному отношению к энергопотреблению и выступает альтернативой процессам термической стерилизации жидкостей, обеспечивая при этом сохранение их биологической и технологической полноценности. Эксперименты по применению металлокерамических фильтров, стерилизующих воздух, подаваемый для аэрации, показали снижение продолжительности подготовительных операций на 20 ч и повышение общих эксплуатационных возможностей системы.

The researchers of the Branch Office of the Federal State Budgetary Establishment «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of Defence of the Russian Federation (Kirov) organized theoretical and experimental studies on the introduction of a tangential filtration method for the separation of biological mixtures into the production of immunobiological preparations. The method of microfiltration in the tangential stream replaced the process of sedimentation at the stage of concoction of intermediate vaccines, reduced considerably the process time, and allowed to obtain suspensions from cultural liquid, substandard on an indicator of concentration of microbial cells. Along with this, the microfiltration method allowed to concentrate the cultures of Yersinia pestis of a vaccinal strain EV. In comparison with the centrifugal separation, the concentration of living microbial cells of a vaccinal strain of EV Y. pestis increased by one and a half times. The filtration in a tangential stream at the ASF-020 installation from the point of view of the production of the sporous product of anthrax vaccine STI-1 (in millions of doses), is 1.8 times more effective in comparison with the centrifugal separation. The membrane method allowed to reduce the duration of technological process. These membrane processes are used nowadays during the production of plague and anthrax vaccines, anthrax immunoglobulin, diagnostic medicines and during the sterilization of liquid nutrient mediums. This type of equipment for the sterilization of nutrient mediums can be considered as an alternative to the processes of the thermal sterilization of liquids and provides their biological and technological full functionality. Experiments on the use of the ceramic-metal filters sterilizing the air given for aeration, showed the decrease in duration of preparatory operations on 20 h and increase in the general operational opportunities of the system.

иммунобиологический лекарственный препаратмембранный метод фильтрацииоборудование для глубинного культивирования микроорганизмовпромышленное культивирование микроорганизмовпротивосибиреязвенный иммуноглобулинразделение биологических смесейсибиреязвенная вакцинатангенциальная фильтрациятехнологический процессчумная вакцинаimmunobiological preparationmembrane filtration methodequipment for deep cultivation of microorganismsindustrial cultivation of microorganismsanthrax immunoglobulinseparation of biological mixturesanthrax vaccinetangential filtrationtechnological processplague vaccineReferencesЕлинов Н.П. Основы биотехнологии. СПб.: 1995.Elinov N.P. Introduction in biotechnology. SPb.: 1995 (in Russian).Сазыкин Ю.Ю., Орехов С.Н., Чакалева И.И. Биотехнология / Под ред. Катлинского А.В. М.: 2014.Sazykin Yu.Yu., Orekhov S.N., Chakaleva I.I. Biotechnology / Ed. Katlinsky А.V. М.: 2014 (in Russian).Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. М.: 2004.Biryukov V.V. Introduction in the industrial biotechnology. М.: 2004 (in Russian).Василенко Л.В., Никифоров А.Ф., Лобухина Т.В. Методы очистки промышленных сточных вод. Екатеринбург. 2009.Vasilenko L.V., Nikiforov А.F., Lobukhina Т.V. Methods of purification of industrial sewage. Yekateriburg. 2009 (in Russian).Дубяга В.П., Перепечкин Л.П., Каталевский Е.Е. Полимерные мембраны. М.: 1981.Dubyaga V.P., Perepechkin L.P., Katalevsky Е.Е. Polymeric membranes. М.: 1981 (in Russian).Брок Т. Мембранная фильтрация. М.: 1987.Brock Т. Membrane filtration. М.: 1987 (in Russian).Мембраны и мембранные технологии / Под ред. чл. корр. РАН А.Б. Ярославцева. М.: 2013.Membranes and membrane technologies / Ed. A.B. Yaroslavtsev. М.: 2013 (in Russian).Орлов Н.С. Ультра- и микрофильтрация. М.: 2014.Orlov N.S. Ultra- and microfiltration. М.: 2014 (in Russian).Besnard L., Fabre V., Fettig M., at al. Clarification of vaccines: An overview of filter based technology trends and best practices // Biotechnol Adv. 2016. V. 34(1), P. 1–13. doi: 10.1016/j.biotechadv.2015.11.005.Besnard L., Fabre V., Fettig M., at al. Clarification of vaccines: An overview of filter based technology trends and best practices // Biotechnol Adv. 2016. V. 34(1), P. 1–13. doi: 10.1016/j.biotechadv.2015.11.005.Lutz H., Arias J., Zou Y. High concentration biotherapeutic formulation and ultrafiltration: Part 1 pressure limits // Biotechnol Prog. 2017 V. 33 (1), P. 113-124. doi: 10.1002/btpr.2334.Lutz H., Arias J., Zou Y. High concentration biotherapeutic formulation and ultrafiltration: Part 1 pressure limits // Biotechnol Prog. 2017 V. 33 (1), P. 113–124. doi: 10.1002/btpr.2334.Emami P., Motevalian S.P., Pepin E., Zydney A.L. Purification of a Conjugated Polysaccharide Vaccine using Tangential Flow Diafiltration. Biotechnol Bioeng. 2018 doi: 10.1002/bit.26867.Emami P., Motevalian S.P., Pepin E., Zydney A.L. Purification of a Conjugated Polysaccharide Vaccine using Tangential Flow Diafiltration. Biotechnol Bioeng. 2018 doi: 10.1002/bit.26867.Шлейкин А.Г., Панова Н.Е. Мембранные процессы в биотехнологии. СПб.: 2013.Shleikin А.G., Panova N.Е. Membrane processes in biotechnology. SPb.: 2013 (in Russian).Пименов Е.В., Дармов И.В., Кожухов В.В. и др. Актуальные проблемы совершенствования технологии асептического концентрирования при производстве МИБП // Материалы юбилейной науч. конф., посвященной 70-летию образования НИИ микробиологии МО РФ, 30 нояб.-1 дек. 1998 г. Киров, С. 324-325.Pimenov Е.V., Darmov I.V., Kozhukhov V.V. et al. Actual issues of the improvement of aseptic concoction technology during the microbiological drugs production // Materials of the jubilee scientific conference, dedicated to the 70-th anniversary of the formation of the Scientific-Research Institute of Microbiology of the Ministry of Defence of the Russian Federation, 30 November -1 December. 1998. Kirov, P. 324–325.Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: 1990.Lakin G.F. Biometrics. М.: 1990 (in Russian).Сибирская язва: актуальные проблемы разработки и внедрения медицинских средств защиты / Под ред. Г.Г.Онищенко, И.В.Дармова, С.В.Борисевича. М.: 2018.Anthrax: actual problems of the development of medical protection means / Eds. G.G. Onischenko, I.V. Darmov, S.V. Borisevich. М.: 2018 (in Russian).Ежов А.В., Бирюков В.В., Мохов Д.А. и др. Возможность использования метода микрофильтрации в технологии вакцины чумной живой сухой //Материалы Всероссийской научной конференции посвященной 80-летию основания ФГУ «48 ЦНИИ» Минобороны России. Киров: ФГУ «48 ЦНИИ» Минобороны России. 2008. Вып. 1. С. 313–316.Yezhov А.V., Biryukov V.V., Mokhov D.А. et al. Possibility of the use of microfiltration method in the technology of live dry plague vaccine // Materials of AllRussian scientific conference, dedicated to the 80-th anniversary of the foundation of FSBE «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of Defence of the Russian Federation. Kirov: FSE «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of Defence of the Russian Federation. 2008. Vol. 1. P. 313–316 (in Russian).Лещенко А.А., Тетерин В.В., Лазыкин А.Г. и др. Экспериментальное обоснование возможности получения концентрата микробных клеток штамма Yersinia pestis EV методом микрофильтрации //Биопрепараты. 2014. № 1. С. 31–36.Leshchenko A.A., Teterin V.V., Lazykin A.G. et al. Experimental verification of the possibility of obtaining Yersinia pestis EV strain microbial cells by microfiltration method // Biopharmaceuticals. 2014. № 1. С. 31–36 (in Russian).. Тихонов В.И., Рубан Е.А., Грязнева Т.Н. и др Биотехнология / Под ред. акад. РАСХН Е.С. Воронина. СПб.: 2005.Tikhonov V.I., Ruban E.A., Gryazneva T.N et al. Biotechnology / Ed. E.S. Voronin. SPb.: 2005 (in Russian).Волова Т.Г. Биотехнология. Новосибирск. 1999.Volova Т.G. Biotechnology. Novosibirsk. 1999 (in Russian).Коваленко В.Н., Бирюков В.В., Ежов А.В. и др. «Холодная» серилизация сред высушивания в технологии производства чумной вакцины. Сборник научных трудов, посвященных 75- летию НИИ микробиологии МО РФ 2003. Киров. с.147.Kovalenko V.N., Biryukov V.V., Yezhov А.V. et al. «Cold» serilisation of drying mediums in plague vaccines production technologies. Materials of the scientific conference, dedicated to the 70-th anniversary of the formation of the Scientific-Research Institute of Microbiology of the Ministry of Defence of the Russian Federation. Kirov. P. 147 (in Russian).Комиссаров А.В., Алешина Ю.А., Громова О.В. и др. Применение ультрафильтрации для концентрирования и очистки антигенов // Проблемы особоопасных инфекций. 2015, Вып. № 1. С. 79–84.Komissarov А.V., Aleshina Yu.А., Gromova О.V. et al. Use of ultra-filtration for antigene concoction and purification // Problems of highly infectious diseases. 2015, V. 1. P. 79–84 (in Russian).Комиссаров А.В., Комоско Г.В., Лещенко А.А. и др. Изучение процесса стерилизующей фильтрации жидкого противосибиреязвенного глобулина // Биотехнология. 2002. № 2. С. 66–74.Komissarov А.V., Komosko G.V., Leshchenko А.А. et al. Study of the process of sterilizing filtration of liquid anthrax immunoglobulin // Biotechnology. 2002. № 2. P. 66–74 (in Russian).Прусаков В.Н., Загнитько А.В., Никулин Е.А. и др. Многослойные металлические фильтрующие элементы для высокоэффективной очистки газов. Новые промышленные технологии. М.: 1994. Вып. 5. С. 38–40.Prussakov В.N., Zagnitko А.V., Nikulin et al. Multilayer metal filter elements for highly effective gas purification. New industrial technologies. М.: 1994. V. 5. P. 38–40 (in Russian).Дытнерский Ю.И., Каграманов ГГ. Моделирование процесса фильтрации с помощью керамических мембран. М.: 2001.Ditnersky Yu.I., Kagramanov G.G. Filtration processes modelling with the ceramic membranes. М.: 2001 (in Russian).Аршинов А.Н., Садовой Н.В., Косяков А.А. и др. Фильтры для высокоэффективной тонкой очистки технологического воздуха при культивировании микроорганизмов // Биотехнология. 1997. № 4. С. 27–30.Arshinov А.N., Sadovoy N.V., Kosyakov А.А. et al. Filters for the highly-effective fine purification of the process air during microorganisms cultivation // Biotechnology. 1997. № 4. P. 27–30 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.