ワクチン製造のための超音波

超音波は、ウイルス、細菌、酵母の破壊や不活性化に実績のある方法です。さらに、ソニケーターは、ウイルス細胞や細菌細胞などの細胞の溶解や、タンパク質、DNA/RNA、酵素、生物活性物質などの細胞内物質の放出にも信頼性があります。そのため、Hielscher社の超音波処理装置は、ワクチン製造時の信頼性の高い細胞およびウイルス処理技術として頻繁に使用されています。その後、超音波ホモジナイゼーションは固体脂質ナノキャリアやリポソームの製剤化に使用され、超音波分散と脱凝集は均質な懸濁液を得るためにワクチン製造中の様々な工程で適用されます。

超音波ワクチン製造

不活化ワクチン、弱毒ワクチン、プロテインサブユニットワクチン、コンジュゲートワクチンを含むワクチンの調製には、細胞を不活化、溶解、死滅させる必要があります。適切な量と強度の超音波処理により、細胞や微生物をプロセスの目的に応じて処理することができます。

超音波を当てる：

• 細胞を破壊し、溶解する
• ウイルスや細菌細胞を不活性化する
• 細胞内物質（タンパク質、抗原など）の放出
• バクテリアの活動を刺激する
• ナノ薬物キャリアの調製
• 酵素の活性化／不活性化
• ナノエマルションとダブルエマルションの調製

ワクチン製造におけるソニッケーターのその他の用途

ワクチン製造において、Hielscher社のソニケーターは、抗原製造、カプセル化、製剤化、バイアルやシリンジにワクチンを充填する前の重要な脱気工程など、様々な段階で重要な役割を果たしています。
 
抗原の分散：
安定したワクチン製剤を達成するためには、細胞断片やタンパク質抗原などの抗原を懸濁液、ポリマー、リポソームカプセルに均一に分散させることが不可欠である。ソニケーションは、医薬品の製造において実証された長年の技術であり、微細な分散液の調製に有効であることが実証されており、現代のワクチン製造において確立されたツールとなっている。
 
アジュバント：
ワクチン製剤へのアジュバントの混合と均質化は、超音波処理によって確実かつ効率的に達成される。ワクチン製剤に使用される一般的なアジュバントのひとつに、機能単位に凝集しやすい微小な一次粒子からなるアルミニウム系アジュバントがある。抗原との統合を成功させるためには、アルミニウム含有ワクチン全体に抗原を均一に分布させる必要がある。超音波分散は、Alhydrogel™のような抗原とアジュバントの均一な分散液を調製することにより、この目的を果たします。
 
病原体の不活性化：
さらに、パワー超音波は細菌やウイルスのような病原体の不活性化にも応用されている。効果的な大腸菌ワクチンの調製に関しては、大腸菌の超音波不活性化、次いで放射線照射が最も強力な技術であることが証明されている。
 
微生物の不活性化と安定化：
従来、微生物の不活性化は熱殺菌や熱滅菌によって達成されるが、これらの殺菌や熱滅菌は高温に長時間さらされるため、しばしば熱による機能特性の劣化につながる。しかし、サーモソニケーションとして知られる超音波処理と熱の組み合わせは、熱の強さと時間を大幅に減らしながら、より速い滅菌速度を提供します。これは、タンパク質や抗原のような熱に弱い化合物の保存に特に有利である。超音波滅菌と低温殺菌のプロセスは、コスト効率が高いだけでなく、省エネで環境にも優しい。
 
リポソームとナノキャリア：
Hielscher社のソニケーターは、薬物やワクチンをリポソームや固体脂質ナノ粒子のようなナノ構造の薬物キャリアに製剤化するために使用されます。超音波処理は、有効成分をリポソームやナノ粒子にカプセル化するための効率的で信頼性の高い技術です。超音波カプセル化の際、リポソームやナノキャリアのサイズを正確に制御することができ、より一貫性のある均一な薬物送達システムにつながります。同時に、プローブタイプのソニケーターは、薬物充填の強化を可能にする：超音波処理中に発生する機械的な力は、薬物のカプセル化効率を向上させ、より多くの薬物がキャリアに取り込まれることを保証します。超音波カプセル化により、安定したリポソームやナノキャリアの形成が促進されるため、ワクチンデリバリーへの応用の成功に不可欠な安定性も向上します。
 

 

超音波処理によるワクチンの応用に関する詳細な情報と科学的研究をご覧ください：

• ワクチン生産向上のための超音波ソリューション
• ナノカプセル化経鼻ワクチン
• バイオエンジニアリング細胞の超音波溶解
• 脂質ナノ粒子への薬物カプセル化
• 医薬品用ナノ粒子の超音波処理
• 大腸菌溶解用ソニケーター

実験室および工業規模での超音波ワクチン調製

Hielscher Ultrasonicsは、ラボスケールのソニケーターから商業生産用の工業用超音波ホモジナイザーまで、幅広い超音波装置を提供しています。研究用の小型超音波装置から、商業用医薬品のフルストリーム処理まで、お客様のニーズにお応えします。

信頼性が高く、アプリケーションのニーズに合わせて調整可能

超音波処理のパラメーターを調整することで、超音波処理の効果を正確に制御することができる。つまり、低振幅、短時間の超音波処理では非常にソフトな効果が得られ、高振幅、高圧力、長時間の超音波処理では強烈な処理が可能になります。
Hielscher社は、プロセス要件に合わせて正確に制御できる強力な超音波装置を提供しています。マニホールドソノトロードとアクセサリーが、この製品を完成させています。

安全で清潔

Hielscher社の超音波発生装置は、クリーンルームの実験室や生産施設に簡単に設置することができます。当社の装置のハウジングは、抗菌プラスチックまたはステンレス鋼製です。ソノトロードやフローセルなどの接液部はすべてチタンまたはステンレス製で、オートクレーブ滅菌が可能です。
Hielscher Ultrasonics社は、標準的なプローブタイプのソニケーターやアクセサリーのほか、カスタマイズされた装置も幅広く提供しています。

メリット

プロセスに合わせて正確に調整可能

クリーン & 衛生処理

再現性が高い

リニア・スケールアップ

簡単 & 安全運転

信頼できる & 堅牢な設備

高性能

 

 

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文献／参考文献

• 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.