Ultraschall für die Impfstoffproduktion

Ultraschall ist eine bewährte Methode zur Zerstörung oder Inaktivierung von Viren, Bakterien und Hefen. Darüber hinaus eignen sich Ultraschallgeräte zuverlässig zur Lyse von Zellen, z. B. viralen oder bakteriellen Zellen, und zur Freisetzung intrazellulärer Bestandteile, z. B. Proteinen, DNA/RNA, Enzymen und bioaktiven Substanzen. Daher werden Ultraschallgeräte von Hielscher bei der Impfstoffherstellung häufig zur zuverlässigen Behandlung von Zellen und Viren eingesetzt. Anschließend wird die Ultraschallhomogenisierung zur Formulierung fester Lipidnanoträger oder Liposomen eingesetzt, während die Ultraschalldispergierung und Deagglomeration in verschiedenen Schritten der Impfstoffproduktion dazu dienen, eine homogene Suspension zu erhalten.

Impfstoffproduktion mit Ultraschall

Zur Herstellung von Impfstoffen, einschließlich inaktivierter, attenuierter, Proteinuntereinheiten- oder Konjugatimpfstoffe, müssen Zellen entweder inaktiviert, lysiert oder abgetötet werden. Mit der geeigneten Dosis und Intensität der Ultraschallbehandlung können Zellen und Mikroorganismen entsprechend dem Prozessziel behandelt werden.

Setzen Sie Ultraschallwellen ein, um:

• Zellen aufzuschließen und zu lysieren
• virale und bakterielle Zellen zu inaktivieren
• intrazelluläres Material freizusetzen, z. B. Proteine und Antigene
• die bakterielle Aktivität zu stimulieren
• Nanowirkstoffträger herzustellen
• Enzyme zu aktivieren/inaktivieren
• Nanoemulsionen und Doppelemulsionen herzustellen

Weitere Anwendungen von Ultraschallgeräten in der Impfstoffproduktion

Bei der Impfstoffproduktion spielen Ultraschallgeräte von Hielscher in verschiedenen Phasen eine entscheidende Rolle, darunter die Antigenproduktion, Verkapselung, Formulierung und der wesentliche Entgasungsschritt vor der Abfüllung der Impfstoffe in Durchstechflaschen oder Spritzen.
 
Antigendispergierung:
Für eine stabile Impfstoffformulierung müssen Antigene wie Zellfragmente oder Proteinantigene unbedingt gleichmäßig in Suspensionen, Polymeren oder liposomalen Verkapselungen dispergiert werden. Die Ultraschallbehandlung ist ein bewährtes und seit Langem eingesetztes Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Produkte. Ihre Wirksamkeit bei der Herstellung feiner Dispersionen macht sie zu einem etablierten Verfahren in der modernen Impfstoffproduktion.
 
Adjuvanzien:
Durch Ultraschallbehandlung lassen sich Adjuvanzien zuverlässig und effizient in Impfstoffformulierungen einmischen und homogenisieren. Eine häufig in Impfstoffformulierungen verwendete Art von Adjuvanzien sind Adjuvanzien auf Aluminiumbasis. Sie bestehen aus winzigen Primärpartikeln, die leicht zu einer funktionellen Einheit aggregieren können. Für eine erfolgreiche Integration mit Antigenen müssen die Antigene im gesamten aluminiumhaltigen Impfstoff gleichmäßig verteilt sein. Die Ultraschalldispergierung erfüllt diesen Zweck, indem sie homogene Dispersionen von Antigenen und Adjuvanzien wie Alhydrogel™ erzeugt.
 
Inaktivierung von Krankheitserregern:
Darüber hinaus wird Leistungsultraschall zur Inaktivierung von Krankheitserregern wie Bakterien und Viren eingesetzt. Bei der Herstellung eines wirksamen Impfstoffs gegen Kolibazillose hat sich die Inaktivierung von E. coli durch Ultraschall mit anschließender Bestrahlung als wirksamstes Verfahren erwiesen.
 
Mikrobielle Inaktivierung und Stabilisierung:
Konventionell erfolgt die mikrobielle Inaktivierung durch thermische Pasteurisierung und Sterilisation. Dabei werden die Mikroorganismen über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt, was häufig zu einer wärmebedingten Verschlechterung der funktionellen Eigenschaften führt. Die Kombination von Ultraschallbehandlung und Wärme, bekannt als Thermosonikation, ermöglicht hingegen eine schnellere Sterilisation bei deutlich geringerer Intensität und Dauer der Wärmebehandlung. Dies ist besonders vorteilhaft für den Erhalt wärmeempfindlicher Verbindungen wie Proteinen und Antigenen. Die Sterilisation und Pasteurisierung mit Ultraschall ist nicht nur kosteneffizient, sondern auch energiesparend und umweltfreundlich.
 
Liposomen und Nanoträger:
Ultraschallgeräte von Hielscher werden eingesetzt, um Arzneimittel und Impfstoffe in Liposomen und nanostrukturierte Wirkstoffträger wie feste Lipidnanopartikel zu formulieren. Die Ultraschallbehandlung ist ein wirksames und zuverlässiges Verfahren zur Verkapselung von Wirkstoffen in Liposomen und Nanopartikel. Bei der Ultraschallverkapselung lässt sich die Größe der Liposomen und Nanoträger präzise steuern, wodurch ein konsistenteres und einheitlicheres Wirkstoffabgabesystem entsteht. Gleichzeitig ermöglichen Ultraschallgeräte mit Sonotrode eine höhere Wirkstoffbeladung: Die während der Ultraschallbehandlung erzeugten mechanischen Kräfte tragen dazu bei, die Effizienz der Wirkstoffverkapselung zu verbessern und so eine größere Wirkstoffmenge in die Träger einzubringen. Die Ultraschallverkapselung verbessert auch die Stabilität, da die Ultraschallbehandlung die Bildung stabiler Liposomen und Nanoträger fördert, die für ihren erfolgreichen Einsatz zur Impfstoffabgabe wesentlich sind.
 

 

Hier finden Sie ausführliche Informationen und wissenschaftliche Studien zu spezifischen ultraschallunterstützten Anwendungen im Impfstoffbereich:

• Ultraschalllösungen für eine verbesserte Impfstoffproduktion
• Nanoverkapselte intranasale Impfstoffe
• Ultraschalllyse biotechnologisch modifizierter Zellen
• Wirkstoffverkapselung in Lipidnanopartikel
• Ultraschallbehandlung von Nanopartikeln für pharmazeutische Anwendungen
• Ultraschallgeräte zur Lyse von E. coli

Impfstoffherstellung mit Ultraschall im Labor- und Industriemaßstab

Hielscher Ultrasonics bietet eine breite Palette von Ultraschallgeräten – von Ultraschallgeräten für den Labormaßstab bis hin zu vollwertigen industriellen Ultraschallhomogenisatoren für die kommerzielle Produktion. Wir decken Ihren Bedarf ab – von kleinen Ultraschallgeräten für Ihre Forschungsabteilung bis hin zur Behandlung des gesamten Produktstroms Ihrer kommerziell hergestellten Arzneimittel.

Zuverlässig und an Ihre Anwendungsanforderungen anpassbar

Durch Anpassung der Parameter der Ultraschallverarbeitung lassen sich die Auswirkungen der Ultraschallbehandlung präzise steuern. Das bedeutet, dass eine niedrige Amplitude und eine kurze Ultraschallbehandlung sehr schonende Auswirkungen haben, während hohe Amplituden, erhöhter Druck und eine längere Beschallungsdauer zu einer intensiven Verarbeitung führen.
Hielscher liefert leistungsstarke Ultraschallgeräte, die sich entsprechend den Prozessanforderungen präzise steuern lassen. Vielfältige Sonotroden und Zubehör ergänzen das Angebot.

Sicher und sauber

Ultraschallgeräte von Hielscher lassen sich problemlos in Reinraumlaboren und Produktionsanlagen installieren. Die Gehäuse unserer Geräte bestehen aus antibakteriellem Kunststoff oder Edelstahl. Alle medienberührenden Teile, wie unsere Sonotroden und Durchflusszellen, bestehen aus Titan oder Edelstahl und können autoklaviert werden.
Hielscher Ultrasonics bietet ein vielfältiges Sortiment an standardmäßigen Ultraschallgeräten mit Sonotrode und Zubehör sowie kundenspezifische Geräte.

Vorteile

präzise an den Prozess anpassbar

saubere und hygienische Verarbeitung

hohe Reproduzierbarkeit

lineare Maßstabsvergrößerung

einfache und sichere Bedienung

zuverlässige und robuste Geräte

hohe Effizienz

 

Das Video zeigt das Ultraschallsystem zur Probenvorbereitung UIP400MTP, das eine zuverlässige Probenvorbereitung in allen gängigen Multiwellplatten mittels hochintensiven Ultraschalls ermöglicht. Typische Anwendungen des UIP400MTP umfassen Zelllyse, die Scherung von DNA, RNA und Chromatin sowie die Proteinextraktion.

 

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Literatur/Referenzen

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