Ultrazvuk pro výrobu vakcín

Ultrazvuk je osvědčená metoda ničení nebo inaktivace virů, bakterií a kvasinek. Sonikátory jsou navíc spolehlivé pro lýzu buněk, např. virových nebo bakteriálních buněk, a pro uvolňování intracelulárního materiálu, např. proteinů, DNA/RNA, enzymů a bioaktivních látek. Proto se sonikátory Hielscher často používají jako spolehlivé techniky ošetření buněk a virů při výrobě vakcín. Následně se ultrazvuková homogenizace používá k formulaci pevných lipidových nanonosičů nebo liposomů, zatímco ultrazvuková disperze a deaglomerace se uplatňují v různých krocích výroby vakcín k získání homogenní suspenze.

Ultrazvuková výroba vakcín

Pro přípravu vakcín, včetně inaktivovaných, atenuovaných, proteinových podjednotkových nebo konjugovaných vakcín, je nutné buňky buď inaktivovat, lyzovat, nebo usmrtit. Při vhodné dávce a intenzitě sonikace lze buňky a mikroby ošetřit v souladu s cílem procesu.

Ultrazvukové vlny použijte pro:

• dezintegraci a lýzu buněk
• inaktivaci virových a bakteriálních buněk
• uvolnění intracelulárního materiálu, např. proteinů, antigenů
• stimulaci bakteriální aktivity
• přípravu nanonosičů léčiv
• aktivaci/ inaktivaci enzymů
• přípravu nanoemulzí a dvojitých emulzí

Další aplikace sonikátorů při výrobě vakcín

Při výrobě vakcín hrají sonikátory Hielscher zásadní roli v různých fázích, včetně produkce antigenů, enkapsulace, formulace a nezbytného kroku odplynění před plněním vakcín do lahviček nebo injekčních stříkaček.

Disperze antigenů:
Pro dosažení stabilní formulace vakcíny je nezbytné, aby antigeny, jako jsou fragmenty buněk nebo proteinové antigeny, byly rovnoměrně dispergovány do suspenzí, polymerů nebo liposomálních enkapsulací. Sonikace je osvědčenou a dlouhodobě používanou technikou při výrobě farmaceutických produktů, která prokázala svou účinnost při přípravě jemných disperzí, a je proto zavedeným nástrojem v moderní výrobě vakcín.

Adjuvancia:
Vmíchání a homogenizace adjuvancií do formulací vakcín se spolehlivě a účinně dosahuje sonikací. Jedním z běžných typů adjuvancií používaných ve formulacích vakcín jsou adjuvancia na bázi hliníku, složená z drobných primárních částic, které mohou snadno agregovat do funkční jednotky. Pro úspěšnou integraci s antigeny je nezbytné rovnoměrné rozložení antigenů v celé vakcíně obsahující hliník. Tomuto účelu slouží ultrazvuková disperze, která připravuje homogenní disperze antigenů a adjuvancií, jako je Alhydrogel™.

Inaktivace patogenů:
Výkonový ultrazvuk se navíc uplatňuje při inaktivaci patogenů, jako jsou bakterie a viry. Pokud jde o přípravu účinné vakcíny proti kolibacilóze, ultrazvuková deaktivace E. coli s následným ozářením se prokázala jako nejúčinnější technika.

Mikrobiální inaktivace a stabilizace:
Tradičně se mikrobiální inaktivace dosahuje tepelnou pasterizací a sterilizací, které zahrnují dlouhodobé působení vysokých teplot, což často vede k tepelně indukovanému zhoršení funkčních vlastností. Kombinace sonikace a tepla, známá jako termosonikace, však nabízí rychlejší sterilizaci s výrazně sníženou tepelnou intenzitou a dobou trvání. To je zvláště výhodné pro zachování tepelně citlivých látek, jako jsou proteiny a antigeny. Proces ultrazvukové sterilizace a pasterizace je nejen nákladově efektivní, ale také energeticky úsporný a šetrný k životnímu prostředí.

Liposomy a nanonosiče:
Sonikátory Hielscher se používají k formulaci léčiv a vakcín do liposomů a nanostrukturovaných nosičů léčiv, jako jsou pevné lipidové nanočástice. Sonikace je účinná a spolehlivá technika pro enkapsulaci účinných látek do liposomů a nanočástic. Během ultrazvukové enkapsulace je možná přesná kontrola velikosti liposomů a nanonosičů, což vede ke konzistentnějšímu a jednotnějšímu systému dodávání léčiv. Sondové sonikátory zároveň umožňují vyšší plnění léčivem: mechanické síly vznikající během sonikace pomáhají zlepšit účinnost enkapsulace léčiva a zajišťují, že do nosičů je začleněno větší množství léčiva. S ultrazvukovou enkapsulací přichází také zlepšená stabilita, protože sonikace podporuje tvorbu stabilních liposomů a nanonosičů, které jsou nezbytné pro jejich úspěšné použití při podávání vakcín.

Najděte podrobné informace a vědecké studie o konkrétních vakcínových aplikacích s využitím sonikace:

• Ultrazvuková řešení pro lepší výrobu vakcín
• Nanoenkapsulované intranazální vakcíny
• Ultrazvuková lýza bioinženýrsky upravených buněk
• Enkapsulace léčiv do lipidových nanočástic
• Ultrazvukové ošetření nanočástic pro farmaceutické účely
• Sonikátory pro lýzu E. coli

Ultrazvuková příprava vakcín v laboratorním a průmyslovém měřítku

Hielscher Ultrasonics nabízí širokou škálu ultrazvukových zařízení od laboratorních sonikátorů až po plně průmyslové ultrazvukové homogenizátory pro komerční výrobu. Pokryjeme vaše potřeby od malých ultrazvukových přístrojů pro vaše výzkumné oddělení až po plnoprůtokové zpracování vašich komerčně vyráběných léčiv.

Spolehlivé a přizpůsobitelné potřebám vaší aplikace

Úpravou parametrů ultrazvukového zpracování lze účinky sonikace přesně řídit. To znamená, že nízká amplituda a krátká sonikace mají velmi jemné účinky, zatímco vysoké amplitudy, zvýšený tlak a delší doba sonikace vedou k intenzivnímu zpracování.
Hielscher dodává výkonná ultrazvuková zařízení, která lze přesně řídit v souladu s požadavky procesu. Nabídku doplňuje široká škála sonotrod a příslušenství.

Bezpečné a čisté

Ultrazvukové přístroje Hielscher lze snadno instalovat v laboratořích s čistými prostory i ve výrobních zařízeních. Kryty našich zařízení jsou vyrobeny z antibakteriálního plastu nebo nerezové oceli. Všechny smáčené části, jako jsou naše sonotrody a průtokové cely, jsou vyrobeny z titanu nebo nerezové oceli a lze je autoklávovat.
Hielscher Ultrasonics nabízí rozmanitou škálu standardních sondových sonikátorů a příslušenství i zařízení na míru.

Výhody

přesně nastavitelné podle procesu

čisté a hygienické zpracování

vysoce reprodukovatelné

lineární převod do většího měřítka

snadná a bezpečná obsluha

spolehlivé a robustní zařízení

vysoká účinnost

 

Video představuje ultrazvukový systém pro přípravu vzorků UIP400MTP, který umožňuje spolehlivou přípravu vzorků v libovolných standardních vícejamkových destičkách pomocí vysoce intenzivního ultrazvuku. Mezi typické aplikace systému UIP400MTP patří lýza buněk, fragmentace DNA, RNA a chromatinu a extrakce proteinů.

 

---

Literatura/Odkazy

• 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.