Selection of Temperature and Time Modes of Vacuum Freeze Drying of Peptide-Based Pharmaceuticals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

To increase the number of peptide-based drugs produced, an important task is to reduce time costs for the realization of technological stages. One of the longest, energy- and resource-consuming stages of production is vacuum freeze drying. Therefore, in this work we conducted experimental studies on the selection of temperature and time modes of vacuum freeze drying of peptide-based pharmaceuticals. As a result of the experiments, a mode was selected that provides the residual moisture content in the samples not more than 2.5%, no boiling in the first period of drying and minimal shrinkage. Also in the work mathematical modeling of vacuum freeze drying process was carried out using the software package Comsol Multiphysics (calculation of sublimation front motion in a single H5 vial).

About the authors

E. K Mokhova

Russian Chemical-Technological University named after D.I. Mendeleev

Email: v.derkach99@gmail.com
Moscow, Russia

V. S Derkach

Russian Chemical-Technological University named after D.I. Mendeleev

Author for correspondence.
Email: v.derkach99@gmail.com
Moscow, Russia

M. G Gordienko

Russian Chemical-Technological University named after D.I. Mendeleev

Email: v.derkach99@gmail.com
Moscow, Russia

N. V Menshutina

Russian Chemical-Technological University named after D.I. Mendeleev

Email: v.derkach99@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Henninot A., Collins J.C., Nuss J.M. The Current State of Peptide Drug Discovery: Back to the Future? // J. Med. Chem. 2018. V. 61. № 4. P. 1382.
  2. Fosgerau K., Hoffmann T. Peptide therapeutics: current status and future directions // Drug Discovery Today. 2015. V. 20. № 1. P. 122.
  3. Giordano C. Marchiò M., Timofeeva E., Biagini G. Neuroactive peptides as putative mediators of antiepileptic ketogenic diets // Front. Neurol. 2014. P. 63.
  4. T.M. Research [Электронный ресурс]: Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2016. URL: https://www.pmewswire.com/news-releases/peptide-therapeutics-market--global-industry-analysis-size-share-growth-trends-and-forecast-2016---2024-300462607.html (дата обращения: 15.06.2025).
  5. Rossino G. et al. Peptides as Therapeutic Agents: Challenges and Opportunities in the Green Transition Era // Molecules. 2023. P. 38.
  6. Diao L., Melbohm B. Pharmacokinetics and pharmacokinetic-pharmacodynamic correlations of therapeutic peptides // Clinical Pharmacokinetics. 2013. V. 52. P. 855.
  7. Wang L. et al. Therapeutic peptides: current applications and future directions // Sig Transduct Target Ther. 2022. V. 48. № 7. P. 27.
  8. Heljo V.P., Harju H., Hatampää T., Yohannes G., Juppo A.M. The effect of freeze-drying parameters and formulation composition on IgG stability during drying // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2013. V. 85. № 3. P. 752.
  9. Kommineni N. Freeze-drying for the preservation of immunoengineering products // iScience. 2022. V. 25. № 10. P. 32.
  10. Jameel F., Searles J. Development and Optimization of the Freeze-Drying Processes, in: Formulation and Process Development Strategies for Manufacturing Biopharmaceuticals. 26 July 2010. p763.
  11. Artusio F. Development of freeze-drying cycle for a peptide-based drug in trays // Proceedings of Eurodrying, Torino, Italy, July 10–12, 2019. P. 449.
  12. Garcia-Amezquita L.E., Welti-Chanes J., Vergara-Balderas F., Bermudez-Aguirre D. Freeze-drying: The Basic Process // Encyclopedia of Food and Health. 2016. P. 104.
  13. Kawasaki H., Shimamouchi T., Kimura Y. Recent Development of Optimization of Lyophilization Process // Journal of Chemistry. 2019. P. 14.
  14. Claussen I.C., Ustad T.S., Simmen I., Walde P.M. Atmospheric Freeze Drying – A Review // Drying Technology. 2007. V. 25. № 7. P. 947.
  15. Rybak K., Parniakov O., Samborska K., Wiktor A., Witrowa-Rajchert D., Nowacka M. Energy and Quality Aspects of Freeze-Drying Preceded by Traditional and Novel Pre-Treatment Methods as Exemplified by Red Bell Pepper // Sustainability. 2021. V. 3. P. 16.
  16. Waghmare R.B., Choudhary P., Moses J.A., Chinnaswamy Anandharamakrishnan, Stapley Andrew G.F. Trends in Approaches to Assist Freeze-Drying of Food: A Cohort Study on Innovations // Food Reviews International. 2022. V. 38. P. 552.
  17. Krishnan T. The Computational and Experimental Study of the Freeze-Drying Process for a Monoclonal Antibody // PhD thesis, University College London. 2021. P. 219.
  18. Artusio F., Adami M., Barresi A.A., Fissore D., Frave M.C., Udrescu C.I., Pisano R. The Freeze-Drying of Pharmaceuticals in Vials Nested in a Rack System – Part II: Primary Drying Behaviour // Pharmaceutics. V. 15. 2023. P. 2570.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».