Ultraheli lahendused parema vaktsiinitootmise jaoks

• Sonikatsiooni kasutatakse vaktsiinide valmistamise erinevates etappides: rakkude lüüsimiseks, rakususpensioonide homogeniseerimiseks, rakkude kasvu stimuleerimiseks, kapseldamiseks, adjuvantvalgu sidumiseks jne.
• Hielscheri sonikaatoreid kasutatakse antigeeni tootmisel, kapseldamisel ja formuleerimisel, samuti degaseerimise etapil enne vaktsiini täitmist viaalidesse või süstaldesse.
• Hielscher Ultrasonics on teie pikaajaline partner usaldusväärsete ultraheli süsteemide jaoks farmaatsiatööstuses. Uurige, millised vaktsiinide tootmise protsessietapid võivad teie tootmist parandada!

Vaktsiinide tootmine

Ultraheli võib olla kasulik vaktsiini tootmise erinevatel etappidel. Vaktsiini tootmiseks on esimene samm antigeeni valmistamine ise. Sõltuvalt patogeeni tüübist erineb antigeeni põlvkonna metod: Kui viiruseid kasvatatakse kas primaarrakkudel, näiteks kanamunadel (nt gripi puhul) või pidevatel rakuliinidel, näiteks kultiveeritud inimrakkudel (nt A-hepatiidi korral), siis baktereid kasvatatakse bioreaktorites (nt Haemophilus influenzae tüüp b). Viirustest või bakteritest saadud rekombinantseid valke võib kasvatada ka pärmis, bakterites või rakukultuurides. Antigeeni tootmisel tuleb see vabastada rakkudest, milles see on kasvatatud.
Viirus võib vajada inaktiveerimist, võimalik, et täiendavat puhastamist ei nõuta. Rekombinantsed valgud vajavad mitmeid operatsioone, mis hõlmavad ultrafiltratsiooni ja kolonnkromatograafiat. Sõltuvalt vaktsiini koostisest lisatakse adjuvant, stabiliseerivad ained ja säilitusained. Adjuvandid suurendavad antigeeni immuunvastust, stabilisaatorid ja säilitusained pikendavad säilivusaega.
Vaktsiini valmistamise ajal võib ultrahelitöötlust rakendada erinevatel etappidel. Mittetermilise töötlemismeetodina välditakse väärtusliku materjali soojuse lagunemist. Allpool leiate kõige tavalisemad rakendused, kus ultraheli parandab vaktsiinide tootmist:

Antigeenide dispersioon

Antigeenid, nagu rakufragmendid või valguantigeenid, tuleb homogeenselt dispergeerida suspensiooni, polümeeri või liposomaalsesse kapseldamisse, et saada stabiilne vaktsiinipreparaat. Sonikatsioon on pikaajaline tõestatud, et see valmistab farmaatsiatoodete valmistamisel peeneid dispersioone ja on seetõttu kaasaegses vaktsiinitootmises väljakujunenud tehnika.
Alumiiniumipõhised abiained, mis koosnevad väga väikestest primaarosakestest, on tavaliselt kasutatav adjuvandi tüüp, mida saab vaktsiinipreparaatides hõlpsasti koondada toimivaks üksuseks. Abiainete kombineerimiseks antigeenidega on vajalik antigeeni ühtlane jaotumine kogu alumiiniumi sisaldavas vaktsiinis. Ultraheli dispersioon valmistab antigeenide ja adjuvantide homogeensed dispersioonid (nt Alhüdrogeel™).

rakkude lüüs & Kaevandamine

Mikroorganismidest toodetud antigeenid tuleb mikroobirakkudest vabastada. Sonikatsioon on tõestatud rakkude lüüsi ja ekstraheerimise tehnoloogia. Ultrahelitöötluse parameetrite kohandamisega saab rakke perforeerida või häirida, nii et sihitud antigeenid muutuvad kättesaadavaks ja neid saab isoleerida.

Patogeenide inaktiveerimine

Võimsuse ultraheli kasutatakse mikroorganismide, näiteks bakterite ja viiruste häirimiseks ja tapmiseks. Näiteks on osutunud E. coli ultraheli deaktiveerimine, millele järgneb kiiritus, kõige võimsamaks tehnikaks efektiivse kolibatsilloosivaktsiini valmistamiseks. [Melamed et al. 1991]
Mikroobide inaktiveerimiseks tavaliselt kasutatavad meetodid on termiline pastöriseerimine ja steriliseerimine, mis põhinevad pikaajalisel kokkupuutel kõrge temperatuuriga ja põhjustavad sageli termiliselt põhjustatud funktsionaalsete omaduste halvenemist. Ultrahelitöötluse ja soojuse kombineeritud ravi (termo-ultrahelitöötlus) võib kiirendada steriliseerimise kiirust; kuna soojusintensiivsus ja kestus on oluliselt vähenenud, siis soojustundlike ühendite (nt valgud, antigeenid) termiline lagunemine. Ultraheli steriliseerimine ja pastöriseerimine on kulutõhus, energiasäästlik ja keskkonnasõbralik.

Emulsioonid & Peatamised

Vaktsiinipreparaadid võivad koosneda vee-lipiidide segudest. Kuna vesi-lipiidide preparaadid on segunematud, tuleb piiskade ületamise teel valmistada peene suurusega emulsioon’ pindpinevus või pindaktiivse aine kasutamine. Ultraheli emulgeerimine on väljakujunenud tehnika sõnastamiseks nanoemulsioonid / miniemulsioonid, topeltemulsioonid ja Pickering emulsioonid. Näiteks võib vees lahustumatuid lipopeptiide ultraheliga suspendeerida antigeeniga 1:1 (w/w) suhtega vesilahuses.
Lisaks rakendatakse ultrahelitöötlust, et vähendada rakkude agregaate ja jaotada ühekordselt dispergeeritud rakk ühtlaselt suspensioonis.

Abiained ja säilitusained

Vaktsiinid sisaldavad tavaliselt ühte või mitut abiainet, mida kasutatakse immuunvastuse suurendamiseks. Ultraheli abil eemaldatakse adjuvantsed mikrokiud ja hajutatakse homogeenselt, nii et valgu seondumine pinnal paraneb. Emulsioonipõhiseid adjuvantsüsteeme kasutatakse laialdaselt vaktsiinide väljatöötamisel ja valmistamisel. Selliseid emulsioonipõhiseid adjuvantsüsteeme saab formuleerida, kasutades erinevaid emulsioonitüüpe, nagu õli-vees (o/w), vesi-õlis (w/o), vesi-õlis-vees (w/o/w) või valguga stabiliseeritud emulsioonid.
Lisaks lisatakse säilitusaineid, et vältida vaktsiinide saastumist bakterite või seentega. Säilitusaineid võib kasutada vaktsiinide tootmise erinevatel etappidel.
Ultraheli homogenisaatorite kasutamine soodustab ühtlasemat ja peenemat segamist ja hajutamist ning on seega usaldusväärne vahend vaktsiinide tõhusamaks tootmiseks.

Koostis & Liposoomne kapseldamine

Liposoomiga kapseldatud vaktsiine võib manustada suu kaudu, intranasaalselt, intramuskulaarselt, subkutaanselt ning need on soodne vaktsiini manustamisviis ja adjuvant, mis võib parandada sihipärast manustamist ja vähendada kinnijäänud antigeenide toksilisust. Sonikatsioon on usaldusväärne meetod aktiivsete ühendite kapseldamiseks liposomaalsetesse preparaatidesse. Loe siit rohkem liposoomide ultraheli koostise kohta!
Dor näiteks, et formuleerida veterinaarvaktsiin Newcastle'i haiguse vastu, valmistasid Zhao jt (2011) ultrahelitöötluse all fosfatidüülkoliini / kolesterooli väikesed unilammelaarsed vesiikulid (maastur). Ultraheli kapseldatud vaktsiin näitas suurenenud immuunvastust, kõrgemaid IgG ja IgM antikehade tiitreid, samuti T-rakkude ja B-rakkude proliferatsiooni.

Farmatseutiliste suspensioonide degaseerimine

Vaktsiinide ja ravimite tootmise ajal ning enne pakendamist tuleb vaktsiinid ja vedelikud, nagu suspensioonid, lahused, emulsioonid ja lõpppreparaadid, degaseerida. Deagassimise / õhutamise etapi käigus eemaldatakse gaasimullid (nt hapnik, süsinikdioksiid, mis on vedelikku kinni jäänud). Ultraheli lained soodustavad vedelikesse takerdunud gaasimullide koalestsentsi. Ühendatud mullidel on suurem ujuvus ja need tõusevad vedelale pinnale. Gaasimullide eemaldamist saab suurendada, kui ultrahelitöötlusanumale rakendatakse kerget vaakumit. Ultraheli abil degaseerimine on vesisuspensioonide lihtne ja kiire õhutustehnika.

Rakkude kasvu intensiivistunud

Ultraheli agitatsioon inokuleerimise ajal (mikroorganismide sisseviimise protsess söötmesse) võib suurendada rakukultuuride kasvu. Hielscheri ultraheli bioreaktorite ultrahelitöötluse intensiivsuse, temperatuuri ja retentsiooniaja intensiivsust saab täpselt reguleerida rakutüübi ja selle nõuete osas.
Näiteks võib rakkude glükoosi omastamise süvendamiseks rakendada kerget ultrahelitöötlust ja soodustada seeläbi rakukultuuride ja suspensioonide kasvu. On teada, et ultraheli suurendab rakkude läbilaskvust, mis omakorda võib suurendada toitainete / jäätmete vahetust, mis suurendab vaktsiinide tootmist. Nii saab lühendada vaktsiini tootmise aega ja/või suurendada vaktsiinidena kasutatavate valkude saagist.

Hielscheri ultraheli farmaatsia-reaktorid

Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure võimsusega ultraheli süsteemide ja sono-bioreaktorite tootmisele R-i rakendamiseks&D ja ravimite tööstuslik tootmine (nt Vaktsiinid, Api).
Sonikatsiooni saab rakendada avatud anumatele, suletud reaktoritele ja pidevale läbivoolureaktoritele. Kõik ultraheli süsteemide osad, mis puutuvad kokku vedela keskkonnaga, on valmistatud roostevabast terasest, titaanist või klaasist. Autoklaavitavad osad ja sanitaarseadmed tagavad Pharma-klass Tooted.
Intelligentne tarkvara salvestab ultrahelitöötluse protsessi parameetrid automaatselt integreeritud SD-mälukaardile. Kõigi ultrahelitöötluse parameetrite täpne kontroll tagab protsessi tulemuse reprodutseeritavuse ja usaldusväärsuse.

Tootmise standardimine.
Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid on väga usaldusväärsed ja neid saab täpselt kontrollida. Kõiki tööstuslikke ultrasonikaatoreid saab reguleerida, et pakkuda täielikku vahemikku madalamast kuni väga kõrge amplituudini. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri sonikaatorite töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.