VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

SIIQ

XIII Conference "Chemical Engineering: Development, potentials and challenges"

Scaling up the synthesis of aluminum hydroxide for use as a vaccine adjuvant on a pilot scale

Abstract

A vaccine adjuvant is a substance or chemical compound capable of increasing and extending immune responses in vaccine preparations. Among these, aluminum salts are widely used for being safe and effective. In this group, aluminum hydroxide gel is widely used worldwide in the biotechnology industry as part of preventive vaccines. It can be purchased commercially under the name Alhydrogel^® but its fresh use gives it better adsorbent properties. This work aims to scale-up the synthesis of aluminum hydroxide for use as a vaccine adjuvant on a pilot scale. For the scaling of the process, the rule of the thumb was used and within this the criterion of the dimensionless Reynolds number. With its application it was obtained that the stirring speed on the pilot scale should be around 150 min-¹. A product was obtained with a performance 14 times higher than that of the 2 L scale, coinciding with the scale factor used. The results obtained on the current scale reproduce those achieved at the laboratory scale and comply with quality requirements. A gel is obtained that has an average adjuvant capacity of 3,67 mg/mL per milligram of elemental aluminum. The economic analysis was preliminary, but it showed that it could be profitable to carry out this project because it leads to the substitution of imports and causes a significant social impact.

Resumen

Un adyuvante vacunal es una sustancia o compuesto químico capaz de aumentar y extender las respuestas inmunológicas en los preparados vacunales. Dentro de estos, las sales de aluminio son ampliamente usadas por ser seguras y eficaces. En este grupo, el gel de hidróxido de aluminio es muy usado mundialmente en la industria biotecnológica como parte de las vacunas preventivas. Se puede adquirir de forma comercial bajo el nombre de Alhydrogel^® pero su uso fresco le confiere mejores propiedades adsorbentes. Este trabajo tiene como objetivo el escalado de la síntesis del hidróxido de aluminio para uso como adyuvante vacunal a escala piloto. Para el escalado del proceso se empleó la regla del pulgar y dentro de este el criterio del número adimensional Reynolds. Con su aplicación se obtuvo que la velocidad de agitación en la escala piloto debía ser alrededor de 150 min^-1. Se obtuvo un producto con un rendimiento 14 veces superior al de la escala de 2 L, coincidiendo con el factor de escala utilizado. Los resultados obtenidos en la escala actual reproducen los alcanzados a escala de laboratorio y cumplen con las exigencias de calidad. Se obtiene un gel que tiene una capacidad adyuvante promedio de 3,67 mg/mL por miligramo de aluminio elemental. El análisis económico fue preliminar, pero demostró que pudiera ser rentable llevar a cabo este proyecto debido a que conlleva a la sustituición de importaciones y provoca un significativo impacto social.