אולטרסאונד לייצור חיסונים

אולטרסאונד הוא שיטה מוכחת להשמדה או להשבתה של נגיפים, חיידקים ושמרים. נוסף על כך, מכשירי סוניקציה הם אמצעי אמין לליזיס של תאים, למשל תאים נגיפיים או חיידקיים, ולשחרור חומר תוך-תאי, למשל חלבונים, DNA/RNA, אנזימים וחומרים פעילים ביולוגית. לכן, מכשירי הסוניקציה של Hielscher משמשים לעיתים קרובות כאמצעים אמינים לטיפול בתאים ובנגיפים במהלך ייצור חיסונים. לאחר מכן משתמשים בהומוגניזציה אולטרסונית להכנת פורמולציות של ננו-נשאים מליפידים מוצקים או של ליפוזומים, ואילו פיזור אולטרסוני ופירוק אגלומרטים מיושמים בשלבים שונים במהלך ייצור החיסונים לקבלת תרחיף הומוגני.

ייצור חיסונים באמצעות אולטרסאונד

לצורך הכנת חיסונים, לרבות חיסונים מומתים, מוחלשים, חיסוני תת-יחידה חלבונית או חיסונים מצומדים, יש להשבית את התאים, להעבירם ליזיס או להמיתם. באמצעות מינון ועוצמה מתאימים של סוניקציה, ניתן לטפל בתאים ובמיקרואורגניזמים בהתאם למטרת התהליך.

השתמשו בגלי אולטרסאונד כדי:

• לפרק תאים ולבצע בהם ליזיס
• להשבית תאים נגיפיים וחיידקיים
• לשחרר חומר תוך-תאי, למשל חלבונים ואנטיגנים
• לעודד פעילות חיידקית
• להכין ננו-נשאים לתרופות
• להפעיל/ להשבית אנזימים
• להכין ננו-תחליבים ותחליבים כפולים

יישומים נוספים של מכשירי סוניקציה בייצור חיסונים

בייצור חיסונים, מכשירי הסוניקציה של Hielscher ממלאים תפקיד מכריע בשלבים שונים, ובהם ייצור אנטיגנים, כימוס, הכנת פורמולציות והשלב החיוני של סילוק גזים לפני מילוי החיסונים בבקבוקונים או במזרקים.
 
פיזור אנטיגנים:
כדי להשיג פורמולציה יציבה של חיסון, הכרחי לפזר אנטיגנים, כגון שברי תאים או אנטיגנים חלבוניים, באופן אחיד בתרחיפים, בפולימרים או במערכות כימוס ליפוזומליות. סוניקציה היא טכניקה מוכחת וותיקה בייצור תכשירים פרמצבטיים, שהוכיחה את יעילותה בהכנת פיזורים עדינים, ולכן היא כלי מבוסס בייצור חיסונים מודרני.
 
אדג'ובנטים:
ערבוב והומוגניזציה של אדג'ובנטים בתוך פורמולציות חיסונים מתבצעים באופן אמין ויעיל באמצעות סוניקציה. אחד הסוגים הנפוצים של אדג'ובנטים המשמשים בפורמולציות חיסונים הוא אדג'ובנטים מבוססי אלומיניום, המורכבים מחלקיקים ראשוניים זעירים שיכולים להתאגד בקלות ליחידה תפקודית. לשילוב מוצלח עם אנטיגנים נדרשת התפלגות אחידה של האנטיגנים בכל החיסון המכיל אלומיניום. פיזור אולטרסוני משרת מטרה זו באמצעות הכנת פיזורים הומוגניים של אנטיגנים ואדג'ובנטים, כגון Alhydrogel™.
 
השבתת פתוגנים:
נוסף על כך, אולטרסאונד בהספק גבוה משמש להשבתת פתוגנים כגון חיידקים ונגיפים. כשמדובר בהכנת חיסון יעיל נגד קוליבצילוזיס, השבתה אולטרסונית של E. coli ולאחריה הקרנה הוכחה כטכניקה היעילה ביותר.
 
השבתה וייצוב של מיקרואורגניזמים:
באופן מסורתי, השבתת מיקרואורגניזמים מתבצעת באמצעות פסטור ועיקור תרמיים, הכרוכים בחשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות, ולעיתים קרובות גורמים לפגיעה בתכונות התפקודיות עקב החום. עם זאת, השילוב של סוניקציה וחום, המכונה תרמו-סוניקציה, מאפשר עיקור בקצב מהיר יותר תוך הפחתה משמעותית בעוצמת החימום ובמשכו. הדבר מועיל במיוחד לשימור תרכובות רגישות לחום, כגון חלבונים ואנטיגנים. תהליך העיקור והפסטור האולטרסוניים הוא לא רק חסכוני בעלויות, אלא גם חוסך באנרגיה וידידותי לסביבה.
 
ליפוזומים וננו-נשאים:
מכשירי הסוניקציה של Hielscher משמשים להכנת פורמולציות של תרופות וחיסונים בליפוזומים ובנשאי תרופות בעלי מבנה ננומטרי, כגון ננו-חלקיקים מליפידים מוצקים. סוניקציה היא טכניקה יעילה ואמינה לכימוס חומרים פעילים בליפוזומים ובננו-חלקיקים. במהלך כימוס אולטרסוני מתאפשרת שליטה מדויקת בגודל הליפוזומים והננו-נשאים, המובילה למערכת עקבית ואחידה יותר להובלת תרופות. במקביל, מכשירי סוניקציה מסוג גשוש מאפשרים העמסת תרופה מוגברת: הכוחות המכניים הנוצרים במהלך הסוניקציה מסייעים בשיפור יעילות כימוס התרופה ומבטיחים שכמות גדולה יותר של התרופה תשולב בנשאים. כימוס אולטרסוני מביא עימו גם יציבות משופרת, שכן סוניקציה מעודדת יצירת ליפוזומים וננו-נשאים יציבים, החיוניים ליישומם המוצלח בהובלת חיסונים.
 

 

מצאו מידע מעמיק ומחקרים מדעיים על יישומי חיסונים מסוימים בסיוע סוניקציה:

• פתרונות אולטרסוניים לשיפור ייצור חיסונים
• חיסונים במתן תוך-אפי עם כימוס ננומטרי
• ליזיס אולטרסוני של תאים מהונדסים ביולוגית
• כימוס תרופות בננו-חלקיקים ליפידיים
• טיפול אולטרסוני בננו-חלקיקים ליישומים פרמצבטיים
• מכשירי סוניקציה לליזיס של E. coli

הכנת חיסונים באמצעות אולטרסאונד בקנה מידה מעבדתי ותעשייתי

Hielscher Ultrasonics מציעה מגוון רחב של מכשירים אולטרסוניים, ממכשירי סוניקציה בקנה מידה מעבדתי ועד הומוגנייזרים אולטרסוניים ברמה תעשייתית מלאה לייצור מסחרי. אנו נותנים מענה לצורכיכם, החל ממכשירים אולטרסוניים קטנים למחלקת המחקר שלכם ועד לעיבוד מלוא זרם התהליך של התכשירים הפרמצבטיים שאתם מייצרים באופן מסחרי.

אמינים וניתנים להתאמה לצורכי היישום שלכם

באמצעות התאמת הפרמטרים של העיבוד האולטרסוני ניתן לשלוט במדויק בהשפעות הסוניקציה. כלומר, אמפליטודה נמוכה וסוניקציה קצרה יוצרות השפעות מתונות מאוד, בעוד שאמפליטודות גבוהות, לחץ מוגבר ומשך סוניקציה ארוך יותר מביאים לעיבוד אינטנסיבי.
Hielscher מספקת מכשירים אולטרסוניים רבי-עוצמה שניתן לשלוט בהם במדויק בהתאם לדרישות התהליך. מגוון סונוטרודות ואביזרים משלים את ההיצע.

בטוחים ונקיים

ניתן להתקין בקלות את המכשירים האולטרסוניים של Hielscher במעבדות חדר נקי ובמתקני ייצור. מארזי המכשירים שלנו עשויים פלסטיק אנטיבקטריאלי או פלדת אל-חלד. כל החלקים הבאים במגע עם הנוזל, כגון הסונוטרודות ותאי הזרימה שלנו, עשויים טיטניום או פלדת אל-חלד וניתנים לעיקור באוטוקלב.
Hielscher Ultrasonics מציעה מגוון רחב של מכשירי סוניקציה סטנדרטיים מסוג גשוש ואביזרים, וכן ציוד המותאם לצורכי הלקוח.

יתרונות

התאמה מדויקת לתהליך

עיבוד נקי והיגייני

יכולת שחזור גבוהה מאוד

הגדלת קנה מידה ליניארית

תפעול קל ובטוח

ציוד אמין ועמיד

יעילות גבוהה

 

הסרטון מציג את מערכת הכנת הדגימות העל־קולית UIP400MTP, המאפשרת הכנה אמינה של דגימות בכל צלחת תקנית מרובת באריות באמצעות אולטרסאונד בעוצמה גבוהה. יישומים אופייניים של UIP400MTP כוללים פירוק תאים, גזירת DNA, RNA וכרומטין וכן מיצוי חלבונים.

 

---

ספרות/מקורות

• 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.