الموجات فوق الصوتية لإنتاج اللقاحات

تُعد الموجات فوق الصوتية طريقة مثبتة لتدمير الفيروسات والبكتيريا والخمائر أو تعطيلها. كما تُعد أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية موثوقة لتحليل الخلايا، مثل الخلايا الفيروسية أو البكتيرية، وإطلاق المواد داخل الخلايا، مثل البروتينات وDNA/RNA والإنزيمات والمواد النشطة حيوياً. ولذلك، تُستخدم أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher كثيراً بوصفها تقنيات موثوقة لمعالجة الخلايا والفيروسات أثناء تصنيع اللقاحات. وبعد ذلك، يُستخدم التجانس بالموجات فوق الصوتية لصياغة نواقل نانوية دهنية صلبة أو جسيمات شحمية، بينما يُطبَّق التشتيت وتفكيك التكتلات بالموجات فوق الصوتية في مراحل مختلفة أثناء إنتاج اللقاحات للحصول على معلَّق متجانس.

إنتاج اللقاحات بالموجات فوق الصوتية

لتحضير اللقاحات، بما فيها اللقاحات المعطَّلة أو الموهَّنة أو لقاحات الوحدات الفرعية البروتينية أو اللقاحات المقترنة، يجب تعطيل الخلايا أو تحليلها أو قتلها. وباستخدام الجرعة والشدة المناسبتين للمعالجة بالموجات فوق الصوتية، يمكن معالجة الخلايا والميكروبات وفقاً لهدف العملية.

استخدم الموجات فوق الصوتية من أجل:

• تفكيك الخلايا وتحليلها
• تعطيل الخلايا الفيروسية والبكتيرية
• إطلاق المواد داخل الخلايا، مثل البروتينات والمستضدات
• تحفيز النشاط البكتيري
• تحضير نواقل نانوية للأدوية
• تنشيط الإنزيمات/ تعطيلها
• تحضير المستحلبات النانوية والمستحلبات المزدوجة

مزيد من تطبيقات أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في إنتاج اللقاحات

في إنتاج اللقاحات، تؤدي أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher دوراً حاسماً في مراحل مختلفة، تشمل إنتاج المستضدات والتغليف والصياغة وخطوة إزالة الغازات الضرورية قبل تعبئة اللقاحات في القوارير أو المحاقن.
 
تشتيت المستضدات:
للحصول على صيغة لقاح مستقرة، لا بد من تشتيت المستضدات، مثل شظايا الخلايا أو المستضدات البروتينية، بصورة منتظمة في المعلَّقات أو البوليمرات أو الأغلفة الشحمية. والمعالجة بالموجات فوق الصوتية تقنية مثبتة ومستخدمة منذ زمن طويل في تصنيع المنتجات الدوائية، وقد أظهرت فعاليتها في تحضير مشتتات دقيقة، مما يجعلها أداة راسخة في إنتاج اللقاحات الحديثة.
 
المواد المساعدة:
تتيح المعالجة بالموجات فوق الصوتية خلط المواد المساعدة وتجانسها في صيغ اللقاحات بموثوقية وكفاءة. ومن الأنواع الشائعة للمواد المساعدة المستخدمة في صيغ اللقاحات المواد المساعدة القائمة على الألومنيوم، التي تتكون من جسيمات أولية بالغة الصغر يمكنها أن تتجمع بسهولة لتشكِّل وحدة وظيفية. ولدمجها بنجاح مع المستضدات، يلزم توزيع المستضدات بصورة منتظمة في كامل اللقاح المحتوي على الألومنيوم. ويحقق التشتيت بالموجات فوق الصوتية هذا الغرض بتحضير مشتتات متجانسة من المستضدات والمواد المساعدة، مثل Alhydrogel™.
 
تعطيل مسببات الأمراض:
علاوة على ذلك، تُستخدم الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لتعطيل مسببات الأمراض مثل البكتيريا والفيروسات. وعند تحضير لقاح فعال ضد داء العصيات القولونية، ثبت أن تعطيل E. coli بالموجات فوق الصوتية، متبوعاً بالتشعيع، هو التقنية الأكثر فعالية.
 
تعطيل الميكروبات وتحقيق الاستقرار:
تقليدياً، يُجرى تعطيل الميكروبات عن طريق البسترة الحرارية والتعقيم، اللذين يتضمنان التعرض المطوَّل لدرجات حرارة مرتفعة، مما يؤدي غالباً إلى تدهور الخصائص الوظيفية بفعل الحرارة. غير أن الجمع بين المعالجة بالموجات فوق الصوتية والحرارة، المعروف بالمعالجة الحرارية بالموجات فوق الصوتية، يتيح معدلاً أسرع للتعقيم مع خفض كبير في شدة المعالجة الحرارية ومدتها. ويُعد ذلك مفيداً بوجه خاص للحفاظ على المركبات الحساسة للحرارة، مثل البروتينات والمستضدات. كما أن عملية التعقيم والبسترة بالموجات فوق الصوتية فعالة من حيث التكلفة وموفِّرة للطاقة وصديقة للبيئة.
 
الجسيمات الشحمية والنواقل النانوية:
تُستخدم أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher لصياغة الأدوية واللقاحات في جسيمات شحمية ونواقل دوائية ذات بنية نانوية، مثل الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة. وتُعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية تقنية فعالة وموثوقة لتغليف المكونات الفعالة داخل الجسيمات الشحمية والجسيمات النانوية. ويتيح التغليف بالموجات فوق الصوتية التحكم الدقيق في حجم الجسيمات الشحمية والنواقل النانوية، مما يؤدي إلى نظام أكثر اتساقاً وانتظاماً لإيصال الدواء. وفي الوقت نفسه، تتيح أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المزودة بمسبار تحسين تحميل الدواء: فالقوى الميكانيكية المتولدة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية تساعد على تحسين كفاءة تغليف الدواء، مما يضمن إدماج كمية أكبر منه في النواقل. ويؤدي التغليف بالموجات فوق الصوتية أيضاً إلى تحسين الاستقرار، إذ تعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية تكوُّن جسيمات شحمية ونواقل نانوية مستقرة، وهو أمر ضروري لنجاح استخدامها في إيصال اللقاحات.
 

 

اطَّلع على معلومات معمَّقة ودراسات علمية حول تطبيقات محددة للقاحات بمساعدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية:

• حلول بالموجات فوق الصوتية لتحسين إنتاج اللقاحات
• لقاحات مغلَّفة نانوياً تُعطى داخل الأنف
• تحليل الخلايا المهندَسة حيوياً بالموجات فوق الصوتية
• تغليف الأدوية داخل الجسيمات النانوية الدهنية
• معالجة الجسيمات النانوية بالموجات فوق الصوتية للاستخدامات الدوائية
• أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية لتحليل E. coli

تحضير اللقاحات بالموجات فوق الصوتية على النطاقين المختبري والصناعي

تقدم Hielscher Ultrasonics مجموعة واسعة من أجهزة الموجات فوق الصوتية، بدءاً من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية على النطاق المختبري وصولاً إلى مجانسات بالموجات فوق الصوتية ذات مواصفات صناعية كاملة للإنتاج التجاري. ونلبي احتياجاتكم بدءاً من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الصغيرة لقسم الأبحاث لديكم وصولاً إلى معالجة كامل تيار المنتجات الدوائية التي تنتجونها تجارياً.

موثوقة وقابلة للضبط وفقاً لاحتياجات تطبيقكم

من خلال ضبط معلمات المعالجة بالموجات فوق الصوتية، يمكن التحكم بدقة في تأثيراتها. وهذا يعني أن السعة المنخفضة والمعالجة القصيرة بالموجات فوق الصوتية تُحدثان تأثيرات لطيفة جداً، بينما تؤدي السعات العالية والضغط المرتفع والمدة الأطول للمعالجة بالموجات فوق الصوتية إلى معالجة مكثفة.
توفر Hielscher أجهزة موجات فوق صوتية قوية يمكن التحكم فيها بدقة وفقاً لمتطلبات العملية. وتكتمل المجموعة بتشكيلة متنوعة من السونوترودات والملحقات.

آمنة ونظيفة

يمكن تركيب أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بسهولة في مختبرات الغرف النظيفة ومنشآت الإنتاج. وتُصنع أغلفة أجهزتنا من البلاستيك المضاد للبكتيريا أو الفولاذ المقاوم للصدأ. وجميع الأجزاء الملامسة للسائل، مثل السونوترودات وخلايا التدفق لدينا، مصنوعة من التيتانيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ ويمكن تعقيمها بالأوتوكلاف.
تقدم Hielscher Ultrasonics مجموعة متنوعة من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية القياسية المزودة بمسبار وملحقاتها، فضلاً عن معدات مصمَّمة حسب الطلب.

المزايا

قابلة للضبط بدقة وفقاً للعملية

معالجة نظيفة وصحية

قابلية عالية لتكرار النتائج

توسيع خطي لنطاق الإنتاج

تشغيل سهل وآمن

معدات موثوقة ومتينة

كفاءة عالية

 

يعرض الفيديو نظام تحضير العينات بالموجات فوق الصوتية UIP400MTP، الذي يتيح تحضيرًا موثوقًا للعينات في أي صفائح قياسية متعددة الآبار باستخدام موجات فوق صوتية عالية الشدة. وتشمل التطبيقات المعتادة لجهاز UIP400MTP تحليل الخلايا وقص DNA وRNA والكروماتين، بالإضافة إلى استخلاص البروتين.

 

---

المؤلفات/المراجع

• Poinern, Gérrard Eddy Jai; Le, Xuan Thi; Shan, Songhua; Ellis, Trevor; Fenwick, Stan; Edwards, John; Fawcett, Derek (2011): Ultrasonic synthetic technique to manufacture a pHEMA nanopolymeric-based vaccine against the H6N2 avian influenza virus: a preliminary investigation. International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2167–2174
• Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
• Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
• Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
• Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
• Raquel Martínez-González, Joan Estelrich, Maria Antònia Busquets (2016): Liposomes Loaded with Hydrophobic Iron Oxide Nanoparticles: Suitable T2 Contrast Agents for MRI. International Journal of Molecular Science 2016.
• Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
• Harshita Krishnatreyya, Sanjay Dey, Paulami Pal, Pranab Jyoti Das, Vipin Kumar Sharma, Bhaskar Mazumder (2019): Piroxicam Loaded Solid Lipid Nanoparticles (SLNs): Potential for Topical Delivery. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research Vol 53, Issue 2, 2019. 82-92.