Ultrahang a vakcinagyártásban

Az ultrahang bizonyított módszer a vírusok, baktériumok és élesztőgombák elpusztítására vagy inaktiválására. Emellett az ultrahangos kezelőkészülékek megbízhatóan alkalmazhatók sejtek, például vírussejtek vagy baktériumsejtek lízisére, valamint sejten belüli anyagok, például fehérjék, DNS/RNS, enzimek és bioaktív anyagok felszabadítására. Ezért a Hielscher ultrahangos kezelőkészülékeit gyakran alkalmazzák a vakcinagyártás során a sejtek és vírusok kezelésének megbízható eszközeiként. Ezt követően ultrahangos homogenizálással állítanak elő szilárd lipid nanohordozókat vagy liposzómákat, míg a vakcinagyártás különböző lépéseiben ultrahangos diszpergálást és deagglomerálást alkalmaznak a homogén szuszpenzió létrehozásához.

Ultrahangos vakcinagyártás

A vakcinák, köztük az inaktivált, attenuált, fehérjealegység- vagy konjugált vakcinák előállításához a sejteket inaktiválni, lizálni vagy elpusztítani kell. Az ultrahangos kezelés megfelelő dózisával és intenzitásával a sejtek és mikrobák a folyamat céljának megfelelően kezelhetők.

Az ultrahanghullámok alkalmazási céljai:

• sejtek feltárása és lizálása
• vírussejtek és baktériumsejtek inaktiválása
• sejten belüli anyagok, például fehérjék és antigének felszabadítása
• a baktériumok aktivitásának serkentése
• gyógyszer-nanohordozók előállítása
• enzimek aktiválása/ inaktiválása
• nanoemulziók és kettős emulziók előállítása

Az ultrahangos kezelőkészülékek további alkalmazásai a vakcinagyártásban

A vakcinagyártásban a Hielscher ultrahangos kezelőkészülékei döntő szerepet játszanak különböző szakaszokban, többek között az antigének előállításában, a kapszulázásban, a formulálásban, valamint a vakcinák injekciós üvegekbe vagy fecskendőkbe töltését megelőző, nélkülözhetetlen gáztalanítási lépésben.
 
Antigének diszpergálása:
A stabil vakcinaformuláció eléréséhez elengedhetetlen, hogy az antigének, például a sejttörmelékek vagy fehérjeantigének, egyenletesen legyenek eloszlatva a szuszpenziókban, polimerekben vagy liposzómás kapszulákban. Az ultrahangos kezelés régóta alkalmazott, bevált technika a gyógyszerkészítmények gyártásában; a finom diszperziók előállításában bizonyított hatékonysága révén a modern vakcinagyártás meghonosodott eszközévé vált.
 
Adjuvánsok:
Az adjuvánsok vakcinaformulációkba történő bekeverése és homogenizálása ultrahangos kezeléssel megbízhatóan és hatékonyan végezhető el. A vakcinaformulációkban gyakran alkalmazott adjuvánsok egyik típusa az alumíniumalapú adjuváns, amely apró elsődleges részecskékből áll; ezek könnyen funkcionális egységgé aggregálódhatnak. Az antigénekkel történő sikeres integrációhoz az antigének egyenletes eloszlása szükséges az alumíniumtartalmú vakcina teljes térfogatában. Az ultrahangos diszpergálás ezt a célt szolgálja az antigének és adjuvánsok, például az Alhydrogel™ homogén diszperzióinak előállításával.
 
Kórokozók inaktiválása:
Emellett a nagy teljesítményű ultrahangot kórokozók, például baktériumok és vírusok inaktiválására is alkalmazzák. A hatékony kolibacillózis elleni vakcina előállítása során az E. coli ultrahangos inaktiválása, majd az azt követő besugárzás bizonyult a leghatásosabb technikának.
 
Mikrobák inaktiválása és stabilizálás:
A mikrobák inaktiválását hagyományosan termikus pasztőrözéssel és sterilizálással végzik, amelyek hosszan tartó, magas hőmérsékletű kezeléssel járnak, és gyakran a funkcionális tulajdonságok hő okozta romlásához vezetnek. Az ultrahangos kezelés és a hő kombinációja, az úgynevezett termoultrahangos kezelés azonban gyorsabb sterilizálást tesz lehetővé, jelentősen csökkentett hőkezelési intenzitással és időtartammal. Ez különösen előnyös a hőérzékeny vegyületek, például a fehérjék és antigének megőrzéséhez. Az ultrahangos sterilizálás és pasztőrözés folyamata nemcsak költséghatékony, hanem energiatakarékos és környezetbarát is.
 
Liposzómák és nanohordozók:
A Hielscher ultrahangos kezelőkészülékeit gyógyszerek és vakcinák liposzómákba és nanoszerkezetű gyógyszerhordozókba, például szilárd lipid nanorészecskékbe történő formulálására használják. Az ultrahangos kezelés hatékony és megbízható technika a hatóanyagok liposzómákba és nanorészecskékbe történő kapszulázására. Az ultrahangos kapszulázás során a liposzómák és nanohordozók mérete pontosan szabályozható, ami következetesebb és egyenletesebb gyógyszerbejuttató rendszert eredményez. Ezzel egyidejűleg a szondás ultrahangos kezelőkészülékek fokozott gyógyszerterhelést tesznek lehetővé: az ultrahangos kezelés során keletkező mechanikai erők hozzájárulnak a gyógyszerkapszulázás hatékonyságának javításához, biztosítva, hogy nagyobb mennyiségű gyógyszer épüljön be a hordozókba. Az ultrahangos kapszulázás javítja a stabilitást is, mivel az ultrahangos kezelés elősegíti a stabil liposzómák és nanohordozók kialakulását, amelyek nélkülözhetetlenek a vakcinák bejuttatásában való sikeres alkalmazásukhoz.
 

 

Részletes információk és tudományos tanulmányok az ultrahangos kezeléssel támogatott vakcina-előállítás konkrét alkalmazásairól:

• Ultrahangos megoldások a vakcinagyártás javítására
• Nanokapszulázott intranazális vakcinák
• Biomérnöki eljárással módosított sejtek ultrahangos lízise
• Gyógyszerek kapszulázása lipid nanorészecskékbe
• Nanorészecskék ultrahangos kezelése gyógyszerészeti alkalmazásokhoz
• Ultrahangos kezelőkészülékek az E. coli líziséhez

Ultrahangos vakcina-előállítás laboratóriumi és ipari léptékben

A Hielscher Ultrasonics az ultrahangos készülékek széles választékát kínálja a laboratóriumi léptékű ultrahangos kezelőkészülékektől a kereskedelmi gyártáshoz használható, teljes értékű ipari ultrahangos homogenizátorokig. Igényeit a kutatási részleg számára készült kis ultrahangos kezelőkészülékektől egészen a kereskedelmi forgalomra gyártott gyógyszerek teljes anyagáramának feldolgozásáig kielégítjük.

Megbízható és az alkalmazás igényeihez igazítható

Az ultrahangos feldolgozás paramétereinek beállításával az ultrahangos kezelés hatásai pontosan szabályozhatók. Ez azt jelenti, hogy az alacsony amplitúdó és a rövid ultrahangos kezelés nagyon kíméletes hatást fejt ki, míg a nagy amplitúdó, a megnövelt nyomás és a hosszabb ultrahangos kezelési idő intenzív feldolgozást eredményez.
A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos készülékeket kínál, amelyek a folyamat követelményeinek megfelelően pontosan szabályozhatók. A kínálatot sokféle szonotróda és tartozék egészíti ki.

Biztonságos és tiszta

A Hielscher ultrahangos kezelőkészülékei könnyen telepíthetők tisztatéri laboratóriumokba és gyártólétesítményekbe. Készülékeink háza antibakteriális műanyagból vagy rozsdamentes acélból készül. A közeggel érintkező valamennyi alkatrész, például a szonotróda és az átfolyó cella titánból vagy rozsdamentes acélból készül, és autoklávozható.
A Hielscher Ultrasonics a szabványos szondás ultrahangos kezelőkészülékek és tartozékok széles választékát, valamint egyedi berendezéseket kínál.

Előnyök

a folyamathoz pontosan beállítható

tiszta és higiénikus feldolgozás

kiváló reprodukálhatóság

lineáris léptéknövelés

egyszerű és biztonságos üzemeltetés

megbízható és robusztus berendezések

nagy hatékonyság

 

A videó az UIP400MTP ultrahangos minta-előkészítő rendszert mutatja be, amely nagy intenzitású ultrahanggal bármely szabványos többlyukú lemezen megbízható minta-előkészítést tesz lehetővé. Az UIP400MTP tipikus alkalmazásai közé tartozik a sejtlízis, a DNS, az RNS és a kromatin nyírásos fragmentálása, valamint a fehérjeextrakció.

 

---

Szakirodalom/Hivatkozások

• 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.