Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Soluciones ultrasónicas para mejorar la producción de vacunas

  • La sonicación se utiliza en varios pasos de la preparación de vacunas: para la lisis celular, para homogeneizar las suspensiones celulares, para estimular el crecimiento celular, para la encapsulación, para la unión adyuvante de proteínas, etc.
  • Los ultrasonidos de Hielscher se utilizan en la producción, encapsulación y formulación de antígenos, así como en la fase de desgasificación antes de llenar la vacuna en viales o jeringas.
  • Hielscher Ultrasonics es su socio de larga experiencia en sistemas de ultrasonidos fiables en la industria farmacéutica. Averigüe durante qué pasos del proceso de fabricación de vacunas puede mejorar su producción!

Producción de vacunas

La ultrasonido puede ser beneficiosa durante varias etapas de la producción de la vacuna. Para producir una vacuna, el primer paso es preparar el antígeno mismo. Dependiendo del tipo de patógeno, el método de generación del antígeno difiere: Mientras que los virus se cultivan en células primarias como los huevos de gallina (por ejemplo, para la gripe) o en líneas celulares continuas como las células humanas cultivadas (por ejemplo, para la hepatitis A), las bacterias se cultivan en biorreactores (por ejemplo, Haemophilus influenzae tipo b). Las proteínas recombinantes, que han sido derivadas de virus o bacterias, también se pueden cultivar en levaduras, bacterias o cultivos celulares. Cuando se produce el antígeno, debe ser liberado de las células en las que ha crecido.
Es posible que sea necesario inactivar un virus, posiblemente sin necesidad de más purificación. Las proteínas recombinantes necesitan muchas operaciones de ultrafiltración y cromatografía en columna. Dependiendo de la formulación de la vacuna, se agregan un adyuvante, agentes estabilizadores y conservantes. Los adyuvantes mejoran la respuesta inmunitaria del antígeno, los estabilizadores y los conservantes aumentan la vida útil.
Durante la fabricación de la vacuna, la sonicación puede aplicarse en varias etapas. Como método de procesamiento no térmico, se evita la degradación térmica de materiales valiosos. A continuación se detallan las aplicaciones más comunes en las que el ultrasonido mejora la producción de vacunas:

Dispersión de antígenos

La cizalla ultrasónica dispersa las partículas de forma homogénea.Los antígenos como los antígenos de fragmentos de células o proteínas deben dispersarse homogéneamente en una suspensión, polímero o encapsulación liposomal para obtener una formulación estable de la vacuna. Se ha comprobado a largo plazo que la sonicación prepara dispersiones finas en la fabricación de productos farmacéuticos y, por lo tanto, es una técnica establecida en la producción de vacunas modernas.
Los adyuvantes a base de aluminio, compuestos de partículas primarias muy pequeñas, son un tipo de adyuvante comúnmente utilizado, que puede agregarse fácilmente en una unidad funcional en las formulaciones de las vacunas. Para combinar adyuvantes con antígenos, se requiere una distribución uniforme del antígeno en toda la vacuna que contiene aluminio. La dispersión ultrasónica prepara dispersiones homogéneas de antígenos y adyuvantes (por ejemplo, Alhydrogel™).

Los homogeneizadores ultrasónicos como el UIP1000hdT se utilizan para varias aplicaciones en la fabricación de vacunas.

UIP1000hdT con reactor de flujo ultrasónico

Solicitar información




Observe nuestro Política de privacidad.


Lisis celular & extracción

Los antígenos producidos a partir de microorganismos deben ser liberados de la célula microbiana. La sonicación es una tecnología probada de lisis y extracción celular. Mediante el ajuste de los parámetros de sonicación, las células pueden ser perforadas o interrumpidas para que los antígenos objetivo estén disponibles y puedan ser aislados.

Inactivación de patógenos

bacterias Escherichia coli se lisan fiable utilizando homogeneizadores de tejido ultrasónico.El ultrasonido de potencia se aplica para interrumpir y matar microorganismos como bacterias y virus. Por ejemplo, la desactivación ultrasónica de E. coli seguida de irradiación ha demostrado ser la técnica más potente para la preparación de una vacuna eficaz contra la colibacilosis. [Melamed et al. 1991]
Las técnicas comúnmente utilizadas para la inactivación microbiana son la pasteurización y esterilización térmica, que se basan en una larga exposición a altas temperaturas y a menudo conducen a un deterioro de las propiedades funcionales inducido por el calor. Un tratamiento combinado de sonicación y calor (termo-sonicación) puede acelerar el ritmo de esterilización; dado que la intensidad y duración térmica se reduce significativamente, la degradación térmica de compuestos sensibles al calor (por ejemplo, proteínas, antígenos). La esterilización por ultrasonidos y la pasteurización son rentables, ahorran energía y respetan el medio ambiente.

Emulsiones & suspensiones

Emulsión doble preparada por ultrasonidos, p. ej. para productos farmacéuticos.Las formulaciones de las vacunas pueden consistir en mezclas de agua y lípidos. Dado que las formulaciones de lípidos de agua son inmiscibles, se debe preparar una emulsión de tamaño fino, ya sea superando las gotitas.’ tensión superficial o el uso de un surfactante. La emulsificación ultrasónica es una técnica bien establecida para formular Nanoemulsiones / mini-emulsiones, emulsiones dobles y Las emulsiones de Pickering. Por ejemplo, los lipopéptidos insolubles en agua pueden ser suspendidos ultrasónicamente con antígeno en una proporción de 1:1 (p/p) en una solución acuosa.
Además, la sonicación se aplica para reducir los agregados celulares y distribuir uniformemente la célula monodispersada en la suspensión.

La ultrasonido se utiliza para producir vacunas (Click para ampliar)

Reactor ultrasónico de vidrio

Adyuvantes y conservantes

Las vacunas típicamente contienen uno o más adyuvantes, utilizados para estimular la respuesta inmunológica. Por ultrasonido, las microfibras adyuvantes se desenredan y dispersan homogéneamente para mejorar la unión de las proteínas en la superficie. Los sistemas adyuvantes basados en emulsiones se utilizan ampliamente en el desarrollo y la formulación de vacunas. Estos sistemas adyuvantes basados en emulsiones pueden formularse utilizando varios tipos de emulsiones, como aceite en agua (o/w), agua en aceite (w/o), agua en aceite en agua (w/o/w), o emulsiones estabilizadas con proteínas.
Además, se añaden conservantes para evitar la contaminación de la vacuna con bacterias u hongos. Los conservantes pueden utilizarse en diversas etapas de la producción de vacunas.
El uso de homogeneizadores ultrasónicos promueve una mezcla y dispersión más uniforme y fina y es por lo tanto una herramienta confiable para una producción de vacunas más eficiente.

Formulación & encapsulación liposomal

Las vacunas encapsuladas en liposomas pueden administrarse por vía oral, intranasal, intramuscular, subcutánea y son un método ventajoso de administración de vacunas y adyuvantes, que podrían mejorar la administración dirigida y reducir la toxicidad de los antígenos atrapados. La sonicación es una técnica fiable para encapsular compuestos activos en formulaciones liposomales. Lea aquí más sobre la formulación ultrasónica de los liposomas!
Por ejemplo, para formular una vacuna veterinaria contra la enfermedad de Newcastle, Zhao et al. (2011) prepararon una pequeña vesícula unilateral de fosfatidilcolina/colesterol (SUV) bajo sonicación. La vacuna encapsulada ultrasónicamente mostró una respuesta inmunológica mejorada, títulos de anticuerpos IgG e IgM más altos, así como proliferación de células T y B.

desgasificación

Durante la producción de vacunas y productos farmacéuticos y antes del envasado, las vacunas y los líquidos tales como suspensiones, soluciones, emulsiones y formulaciones finales deben ser desgasificados. Durante la etapa de desgasificación/desaireación se eliminan las burbujas de gas (p. ej. oxígeno, dióxido de carbono, que quedan atrapadas en el líquido). Las ondas ultrasónicas promueven la coalescencia de las burbujas de gas atrapadas en los líquidos. Las burbujas coalescentes tienen una mayor flotabilidad y suben a la superficie del líquido. La eliminación de burbujas de gas se puede mejorar cuando se aplica un ligero vacío al recipiente de sonicación. La desgasificación asistida por ultrasonidos es una técnica de desgasificación fácil y rápida de suspensiones acuosas.

Crecimiento celular

La agitación ultrasónica durante la inoculación (el proceso de introducir microorganismos en un medio de cultivo) puede aumentar el crecimiento de los cultivos celulares. La intensidad de la sonicación, la temperatura y el tiempo de retención en los biorreactores ultrasónicos de Hielscher se pueden regular exactamente en función del tipo de célula y sus requisitos.
Por ejemplo, la sonicación suave puede aplicarse para aumentar la absorción de glucosa de las células y promover así el crecimiento de los cultivos celulares y las suspensiones. Se sabe que el ultrasonido aumenta la permeabilidad celular, lo que, a su vez, puede mejorar el intercambio de nutrientes y desechos, lo que conduce a una mayor producción de vacunas. De esta manera, se puede acortar el tiempo de producción de la vacuna y/o aumentar el rendimiento de las proteínas utilizadas como vacunas.

Hielscher Ultrasonics’ Reactores Farmacéuticos

Hielscher Ultrasonics está especializada en la producción de sistemas de ultrasonidos de alta potencia y sono-biorreactores para la implementación en R&D y la producción industrial de productos farmacéuticos (p. ej. fabricación de vacunas, API)
Reactor cerrado de lotes farmacéuticosLa sonicación puede aplicarse a vasos abiertos, reactores cerrados y reactores de flujo continuo. Todas las partes de los sistemas de ultrasonidos, que entran en contacto con el medio líquido, son de acero inoxidable, titanio o vidrio. Las piezas esterilizables en autoclave y los accesorios sanitarios garantizan la producción de de calidad farmacéutica productos.
Un software inteligente registra automáticamente los parámetros del proceso de sonicación en la tarjeta de memoria SD integrada. El control preciso de todos los parámetros del proceso garantiza la reproducibilidad y estandarización de la producción.
Hielscher Ultrasonics’ Procesador ultrasónico industrials son altamente confiables y pueden ser controlados con precisión. Todos los ultrasonidos industriales pueden ajustarse para ofrecer un rango completo de amplitudes desde bajas hasta muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente ejecutadas de forma continua en funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los sistemas de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en condiciones de trabajo extremas y en entornos exigentes.

Póngase en contacto con nosotros/Envíenos su pregunta

Solicite más información

Por favor, utilice el siguiente formulario si desea más información sobre procesos de homogeneización por ultrasonidos. Estaremos encantados de ofrecerle un equipo ultrasónico que cumpla con sus requerimientos.









Por favor, tenga en cuenta Política de privacidad.


Hielscher Ultrasonics fabrica ultrasonidos de alto rendimiento para extractos de espectro completo.

Extractores ultrasónicos de alta potencia de laboratorio a escala piloto e industrial.

Literatura/Referencias



Información interesante

Principio de funcionamiento del ultrasonido de potencia: Cavitación acústica

La cavitación ultrasónica/acústica crea fuerzas muy intensas que abren las paredes celulares conocidas como lisis (Haga clic para ampliar!)

La extracción ultrasónica se basa en la cavitación acústica y sus fuerzas de cizallamiento hidrodinámicas.