Ultrazvuk u proizvodnji vakcina

Ultrazvuk je dokazana metoda za uništavanje ili inaktivaciju virusa, bakterija i kvasaca. Osim toga, sonikatori su pouzdani za lizu ćelija, npr. virusnih ili bakterijskih ćelija, te za oslobađanje unutarćelijskog materijala, npr. proteina, DNK/RNK, enzima i bioaktivnih tvari. Stoga se Hielscher sonikatori često koriste kao pouzdane tehnike obrade ćelija i virusa tokom proizvodnje vakcina. Nakon toga se ultrazvučna homogenizacija koristi za formulaciju čvrsto-lipidnih nanonosača ili liposoma, dok se ultrazvučna disperzija i deaglomeracija primjenjuju u različitim koracima proizvodnje vakcina radi dobivanja homogene suspenzije.

Ultrazvučna proizvodnja vakcina

Za pripremu vakcina, uključujući inaktivirane, atenuirane, proteinske subjedinične ili konjugirane vakcine, ćelije se moraju ili inaktivirati, ili lizirati, ili ubiti. Uz odgovarajuću dozu i intenzitet ultrazvučne obrade (sonikacije), ćelije i mikrobi mogu se obraditi u skladu s ciljem procesa.

Primijenite ultrazvučne talase za:

• razgradnju i lizu ćelija
• inaktivaciju virusnih i bakterijskih ćelija
• oslobađanje unutarćelijskog materijala, npr. proteina, antigena
• stimulaciju bakterijske aktivnosti
• pripremu nanonosača lijekova
• aktivaciju/inaktivaciju enzima
• pripremu nanoemulzija i dvostrukih emulzija

Dodatne primjene sonikatora u proizvodnji vakcina

U proizvodnji vakcina Hielscher sonikatori imaju ključnu ulogu u različitim fazama, uključujući proizvodnju antigena, enkapsulaciju, formulaciju i bitan korak otplinjavanja prije punjenja vakcina u bočice ili špriceve.

Disperzija antigena:
Da bi se postigla stabilna formulacija vakcine, neophodno je da se antigeni, poput fragmenata ćelija ili proteinskih antigena, ravnomjerno dispergiraju u suspenzije, polimere ili liposomske enkapsulacije. Ultrazvučna obrada je dokazana i dugogodišnja tehnika u proizvodnji farmaceutskih proizvoda, koja pokazuje svoju djelotvornost u pripremi finih disperzija, zbog čega je uvriježen alat u modernoj proizvodnji vakcina.

Adjuvansi:
Miješanje i homogenizacija adjuvansa u formulacije vakcina pouzdano i efikasno se postiže ultrazvučnom obradom. Jedna uobičajena vrsta adjuvansa koja se koristi u formulacijama vakcina su adjuvansi na bazi aluminija, sastavljeni od sitnih primarnih čestica koje se lako mogu agregirati u funkcionalnu jedinicu. Za uspješnu integraciju s antigenima neophodna je ravnomjerna raspodjela antigena u cijeloj vakcini koja sadrži aluminij. Ultrazvučna disperzija služi toj svrsi pripremom homogenih disperzija antigena i adjuvansa, kao što je Alhydrogel™.

Inaktivacija patogena:
Osim toga, snažni ultrazvuk se primjenjuje za inaktivaciju patogena poput bakterija i virusa. Kada je riječ o pripremi efikasne vakcine protiv kolibaciloze, ultrazvučna deaktivacija bakterije E. coli, nakon koje slijedi zračenje, pokazala se kao najpotentnija tehnika.

Inaktivacija mikroba i stabilizacija:
Konvencionalno se inaktivacija mikroba postiže termičkom pasterizacijom i sterilizacijom, što uključuje dugotrajnu izloženost visokim temperaturama, često uz toplotom izazvano pogoršanje funkcionalnih svojstava. Međutim, kombinacija ultrazvučne obrade i toplote, poznata kao termosonikacija, nudi bržu stopu sterilizacije uz znatno smanjen termički intenzitet i trajanje. Ovo je posebno korisno za očuvanje termosenzitivnih spojeva, kao što su proteini i antigeni. Proces ultrazvučne sterilizacije i pasterizacije nije samo isplativ, nego i energetski štedljiv i ekološki prihvatljiv.

Liposomi i nanonosači:
Hielscher sonikatori koriste se za formulaciju lijekova i vakcina u liposome i nanostrukturirane nosače lijekova poput čvrsto-lipidnih nanočestica. Ultrazvučna obrada je djelotvorna i pouzdana tehnika za enkapsulaciju aktivnih sastojaka u liposome i nanočestice. Tokom ultrazvučne enkapsulacije omogućena je precizna kontrola veličine liposoma i nanonosača, što dovodi do konzistentnijeg i ujednačenijeg sistema za isporuku lijekova. Istovremeno, sonikatori sondnog tipa omogućavaju poboljšano punjenje lijekom: mehaničke sile nastale tokom ultrazvučne obrade pomažu u poboljšanju efikasnosti enkapsulacije lijeka, osiguravajući da se veća količina lijeka ugradi u nosače. Uz ultrazvučnu enkapsulaciju dolazi i poboljšana stabilnost, jer ultrazvučna obrada podstiče stvaranje stabilnih liposoma i nanonosača, koji su neophodni za njihovu uspješnu primjenu u isporuci vakcina.

Potražite detaljne informacije i naučne studije o specifičnim primjenama vakcina potpomognutim ultrazvučnom obradom:

• Ultrazvučna rješenja za poboljšanu proizvodnju vakcina
• Nanoenkapsulirane intranazalne vakcine
• Ultrazvučna liza bioinženjerskih ćelija
• Enkapsulacija lijekova u lipidne nanočestice
• Ultrazvučna obrada nanočestica za farmaceutske proizvode
• Sonikatori za lizu bakterije E. coli

Ultrazvučna priprema vakcina u laboratorijskom i industrijskom obimu

Hielscher Ultrasonics nudi širok asortiman ultrazvučnih uređaja, od laboratorijskih sonikatora do ultrazvučnih homogenizatora industrijske klase za komercijalnu proizvodnju. Pokrivamo vaše potrebe, od malih ultrazvučnih uređaja za vaše istraživačko odjeljenje do obrade punog toka vaših komercijalno proizvedenih farmaceutskih proizvoda.

Pouzdano i prilagodljivo potrebama vaše primjene

Podešavanjem parametara ultrazvučne obrade učinci ultrazvučne obrade mogu se precizno kontrolisati. To znači da niska amplituda i kratka ultrazvučna obrada imaju vrlo blage učinke, dok visoke amplitude, povišen pritisak i duže trajanje ultrazvučne obrade rezultiraju intenzivnom obradom.
Hielscher isporučuje snažne ultrazvučne uređaje koji se mogu precizno kontrolisati u skladu sa zahtjevima procesa. Ponudu upotpunjuju brojne sonotrode i pribor.

Sigurno i čisto

Hielscher ultrazvučni uređaji mogu se lako ugraditi u laboratorije čistih soba i proizvodne pogone. Kućišta naših uređaja izrađena su od antibakterijske plastike ili nehrđajućeg čelika. Svi dijelovi u kontaktu s medijem, poput naših sonotroda i protočnih ćelija, izrađeni su od titana ili nehrđajućeg čelika i mogu se autoklavirati.
Hielscher Ultrasonics nudi raznovrstan asortiman standardnih sonikatora sondnog tipa i pribora, kao i opreme izrađene po mjeri.

Prednosti

precizno prilagodljivo procesu

čista i higijenska obrada

visoka ponovljivost

linearno povećanje razmjera

jednostavan i siguran rad

pouzdana i robusna oprema

visoka efikasnost

 

Video prikazuje sistem za ultrazvučnu pripremu uzoraka UIP400MTP, koji omogućava pouzdanu pripremu uzoraka u svim standardnim pločama s više jažica pomoću ultrazvuka visokog intenziteta. Tipične primjene uređaja UIP400MTP uključuju lizu ćelija, fragmentaciju DNA, RNA i hromatina te ekstrakciju proteina.

 

---

Literatura/reference

• 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.