ულტრაბგერითი გადაწყვეტილებები ვაქცინების წარმოების გასაუმჯობესებლად
- ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება ვაქცინების მომზადების სხვადასხვა ეტაპზე: უჯრედების ლიზისთვის, უჯრედული სუსპენზიების ჰომოგენიზაციისთვის, უჯრედული ზრდის სტიმულირებისთვის, ენკაფსულირებისთვის, ადიუვანტური ცილის შეკავშირებისთვის და ა.შ.
- Hielscher-ის სონიკატორები გამოიყენება ანტიგენების წარმოებაში, ენკაფსულირებასა და ფორმულირებაში, ასევე ვაქცინის ფლაკონებში ან შპრიცებში ჩასხმამდე დეგაზირების ეტაპზე.
- Hielscher Ultrasonics არის თქვენი ხანგრძლივი გამოცდილების მქონე პარტნიორი ფარმაცევტული ინდუსტრიისთვის საიმედო ულტრაბგერითი სისტემების სფეროში. გაიგეთ, ვაქცინების წარმოების რომელ ეტაპებზე შეუძლია ულტრაბგერით დამუშავებას თქვენი წარმოების გაუმჯობესება!
ვაქცინების წარმოება
ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება სასარგებლო იყოს ვაქცინების წარმოების სხვადასხვა ეტაპზე. ვაქცინის წარმოებისთვის პირველი ნაბიჯი თავად ანტიგენის მომზადებაა. პათოგენის ტიპის მიხედვით, ანტიგენის მიღების მეთოდი განსხვავდება: ვირუსებს ზრდიან ან პირველად უჯრედებზე, მაგალითად, ქათმის კვერცხებში (მაგ. გრიპისთვის), ან უწყვეტ უჯრედულ ხაზებზე, მაგალითად, კულტივირებულ ადამიანის უჯრედებზე (მაგ. ჰეპატიტ A-სთვის), ხოლო ბაქტერიებს ზრდიან ბიორეაქტორებში (მაგ. Haemophilus influenzae ტიპი b). ვირუსებიდან ან ბაქტერიებიდან მიღებული რეკომბინანტური ცილები ასევე შეიძლება წარმოიქმნას საფუარში, ბაქტერიებში ან უჯრედულ კულტურებში. ანტიგენის მიღების შემდეგ ის უნდა გამოიყოს იმ უჯრედებიდან, რომლებშიც წარმოიქმნა.
ვირუსი შეიძლება საჭიროებდეს ინაქტივირებას, შესაძლოა, დამატებითი გაწმენდის გარეშე. რეკომბინანტურ ცილებს სჭირდებათ მრავალი ოპერაცია ულტრაფილტრაციისა და კოლონური ქრომატოგრაფიის ჩათვლით. ვაქცინის ფორმულირების მიხედვით, ემატება ადიუვანტი, სტაბილიზატორები და კონსერვანტები. ადიუვანტები აძლიერებენ ანტიგენის მიმართ იმუნურ პასუხს, სტაბილიზატორები და კონსერვანტები ზრდიან შენახვის ვადას.
ვაქცინების წარმოების დროს, ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ეტაპზე. როგორც არათერმული დამუშავების მეთოდი, თავიდან იქნება აცილებული ღირებული მასალის სითბური დაშლა. იხილეთ ქვემოთ ყველაზე გავრცელებული გამოყენებები, სადაც ულტრაბგერა აუმჯობესებს ვაქცინების წარმოებას:
ანტიგენების დისპერსია
ანტიგენები, როგორიცაა უჯრედული ფრაგმენტები ან ცილოვანი ანტიგენები, უნდა იყოს ჰომოგენურად დისპერგირებული სუსპენზიაში, პოლიმერში ან ლიპოსომურ ენკაფსულირებაში, სტაბილური ვაქცინის ფორმულირების მისაღებად. ულტრაბგერითი დამუშავება ხანგრძლივად დამტკიცებულია ფარმაცევტული პროდუქტების წარმოებაში წვრილი დისპერსიების მოსამზადებლად და, შესაბამისად, არის დამკვიდრებული ტექნიკა თანამედროვე ვაქცინების წარმოებაში.
ალუმინზე დაფუძნებული ადიუვანტები, რომლებიც შედგება ძალიან მცირე პირველადი ნაწილაკებისგან, არის ადიუვანტების ხშირად გამოყენებადი ტიპი, რომლებიც მარტივად აგრეგირდებიან ფუნქციურ ერთეულად ვაქცინის ფორმულირებებში. იმისათვის, რომ ადიუვანტები შეუერთდეს ანტიგენებს, საჭიროა ანტიგენის თანაბარი განაწილება მთელ ალუმინშემცველ ვაქცინაში. ულტრაბგერითი დისპერსია ამზადებს ანტიგენებისა და ადიუვანტების ჰომოგენურ დისპერსიებს (მაგ. Alhydrogel™).
ულტრაბგერითი ზონდი და ნაკადის კამერა
უჯრედული ლიზი და ექსტრაქცია
მიკროორგანიზმებში წარმოქმნილი ანტიგენები უნდა გამოიყოს მიკრობული უჯრედიდან. ულტრაბგერითი დამუშავება უჯრედული ლიზისა და ექსტრაქციის აპრობირებული ტექნოლოგიაა. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრების რეგულირებით შესაძლებელია უჯრედების პერფორაცია ან დაშლა, რათა სამიზნე ანტიგენები ხელმისაწვდომი გახდეს და მათი იზოლირება მოხერხდეს.
გაიგეთ, როგორ აადვილებს ულტრაბგერითი დამუშავება ვირუსის გამოთავისუფლებას უჯრედული კულტურის საფუძველზე დამზადებული ვირუსული ვაქცინებისთვის!
პათოგენების ინაქტივირება
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა გამოიყენება მიკროორგანიზმების, როგორიცაა ბაქტერიები და ვირუსები, დასაშლელად და გასანადგურებლად. მაგალითად, ნაჩვენებია, რომ E. coli-ის ულტრაბგერითი ინაქტივირება შემდგომი დასხივებით ყველაზე ქმედითი ტექნიკაა კოლიბაცილოზის საწინააღმდეგო ეფექტური ვაქცინის მოსამზადებლად. [Melamed et al. 1991]
მიკრობული ინაქტივირებისთვის ხშირად გამოყენებული ტექნიკებია თერმული პასტერიზაცია და სტერილიზაცია, რომლებიც ეფუძნება მაღალ ტემპერატურაზე ხანგრძლივ ექსპოზიციას და ხშირად იწვევს ფუნქციური თვისებების თერმულ გაუარესებას. ულტრაბგერითი და თერმული დამუშავების კომბინაციამ (თერმოსონიკაციამ) შეიძლება დააჩქაროს სტერილიზაცია; ვინაიდან თერმული ზემოქმედების ინტენსივობა და ხანგრძლივობა მნიშვნელოვნად მცირდება, მცირდება სითბომგრძნობიარე ნაერთების (მაგ. ცილების, ანტიგენების) თერმული დაშლაც. ულტრაბგერითი სტერილიზაცია და პასტერიზაცია ეკონომიურად ეფექტური, ენერგოდამზოგავი და ეკოლოგიურად სუფთაა.
ემულსიები და სუსპენზიები
ვაქცინის ფორმულაციები შეიძლება შედგებოდეს წყალ-ლიპიდური ნარევისგან. რადგან წყალ-ლიპიდური ფორმულაციები არაშერევადია, უნდა მომზადდეს მცირე ზომის ემულსია ან წვეთების ზედაპირული დაძაბულობის დაძლივით, ან სურფაქტანტის გამოყენებით. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია არის დამკვიდრებული ტექნიკა ნანო-ემულსიების / მინი-ემულსიების, ორმაგი ემულსიების და პიკერინგის ემულსიების ფორმულირებისთვის. მაგალითად, წყალში უხსნადი ლიპოპეპტიდები შეიძლება ულტრაბგერითად იყოს სუსპენდირებული ანტიგენთან 1:1 (w/w) თანაფარდობით წყალხსნარში.
გარდა ამისა, ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება უჯრედული აგრეგატების შესამცირებლად და ცალკეული დისპერგირებული უჯრედების სუსპენზიაში თანაბრად გასანაწილებლად.
MultiSonoReactor MSR-4 არის სამრეწველო ინლაინ რეაქტორი ფარმაცევტული პროდუქტებისა და ვაქცინების ულტრაბგერითი წარმოებისთვის
ადიუვანტები და კონსერვანტები
ვაქცინები, როგორც წესი, შეიცავს ერთ ან მეტ ადიუვანტს, რომელიც გამოიყენება იმუნური პასუხის გასაძლიერებლად. ულტრაბგერითი დამუშავების შედეგად ადიუვანტის მიკრობოჭკოები ერთმანეთისგან განცალკევდება და ჰომოგენურად დისპერგირდება, რაც აუმჯობესებს მათ ზედაპირზე ცილის შეკავშირებას. ემულსიაზე დაფუძნებული ადიუვანტური სისტემები ფართოდ გამოიყენება ვაქცინების შემუშავებასა და ფორმულირებაში. ასეთი ემულსიაზე დაფუძნებული ადიუვანტური სისტემები შეიძლება ფორმულირდეს სხვადასხვა ტიპის ემულსიების გამოყენებით, როგორიცაა ზეთი წყალში (o/w), წყალი ზეთში (w/o), წყალი ზეთში წყალში (w/o/w), ან ცილით სტაბილიზებული ემულსიები.
გარდა ამისა, კონსერვანტები ემატება ვაქცინის ბაქტერიებით ან სოკოებით დაინფიცირების თავიდან ასაცილებლად. კონსერვანტები შეიძლება გამოიყენებოდეს ვაქცინების წარმოების სხვადასხვა ეტაპზე.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების გამოყენება ხელს უწყობს უფრო თანაბარ და წვრილ შერევასა და დისპერგირებას და ამრიგად, არის საიმედო ინსტრუმენტი ვაქცინების უფრო ეფექტური წარმოებისთვის.
ფორმულირება და ლიპოსომური ენკაფსულაცია
ლიპოსომით ენკაფსულირებული ვაქცინები შეიძლება მიეცეს ორალურად, ინტრანაზალურად, ინტრამუსკულარულად, სუბკუტანურად და არის ვაქცინის მიწოდების ხელსაყრელი მეთოდი და ადიუვანტი, რომელსაც შეუძლია გააუმჯობესოს მიზნობრივი მიწოდება და შეამციროს ჩაკეტილი ანტიგენების ტოქსიკურობა. ულტრაბგერითი დამუშავება არის საიმედო ტექნიკა აქტიური ნაერთების ლიპოსომურ ფორმულაციებში ენკაფსულირებისთვის. გაიგეთ მეტი ლიპოსომების ულტრაბგერითი ფორმულირების შესახებ აქ!
მაგალითად, ნიუკასლის დაავადების საწინააღმდეგო ვეტერინარული ვაქცინის ფორმულირების მიზნით, Zhao et al. (2011) მოამზადეს ფოსფატიდილქოლინის/ქოლესტეროლის მცირე უნილამელარული ვეზიკულები (SUV) ულტრაბგერითი დამუშავების პირობებში. ულტრაბგერითად ენკაფსულირებულმა ვაქცინამ აჩვენა გაძლიერებული იმუნური პასუხი, უფრო მაღალი IgG და IgM ანტისხეულების ტიტრები, ასევე T-უჯრედების და B-უჯრედების პროლიფერაცია.
ფარმაცევტული სუსპენზიების დეგაზირება
ვაქცინებისა და ფარმაცევტული პროდუქციის წარმოების დროს და შეფუთვამდე ვაქცინები და სითხეები, როგორიცაა სუსპენზიები, ხსნარები, ემულსიები და საბოლოო ფორმულაციები, უნდა გაიწმინდოს გაზებისგან. დეგაზირების / დეაერაციის ეტაპზე სითხეში ჩაკეტილი გაზის ბუშტუკები (მაგ. ჟანგბადი, ნახშირორჟანგი) სცილდება. ულტრაბგერითი ტალღები ხელს უწყობს სითხეებში ჩაკეტილი გაზის ბუშტუკების კოალესცენციას. გაერთიანებულ ბუშტუკებს უფრო მაღალი ამომგდები ძალა აქვთ და სითხის ზედაპირისკენ ამოდიან. გაზის ბუშტუკების მოცილება შეიძლება გაუმჯობესდეს, როდესაც ულტრაბგერითი დამუშავების ჭურჭელში მცირე ვაკუუმი იქმნება. ულტრაბგერითი დეგაზირება წყლიანი სუსპენზიების დეაერაციის მარტივი და სწრაფი ტექნიკაა.
უჯრედული ზრდის გაძლიერება
ულტრაბგერითმა შერევამ ინოკულაციის დროს (მიკროორგანიზმების საკვებ არეში შეყვანის პროცესი) შეიძლება გააძლიეროს უჯრედული კულტურების ზრდა. Hielscher-ის ულტრაბგერით ბიორეაქტორებში ულტრაბგერითი დამუშავების ინტენსივობა, ტემპერატურა და დაყოვნების დრო შეიძლება ზუსტად დარეგულირდეს უჯრედის ტიპისა და მისი მოთხოვნების შესაბამისად.
მაგალითად, მსუბუქი ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება გამოიყენებოდეს უჯრედების მიერ გლუკოზის ათვისების გასაზრდელად და ამით უჯრედული კულტურებისა და სუსპენზიების ზრდის ხელშესაწყობად. ცნობილია, რომ ულტრაბგერა ზრდის უჯრედების გამტარობას, რაც, თავის მხრივ, შეიძლება აუმჯობესებდეს საკვები ნივთიერებების / ნარჩენების მიმოცვლას და ამით ზრდიდეს ვაქცინების წარმოებას. ამრიგად, ვაქცინების წარმოების დრო შეიძლება შემცირდეს და/ან ვაქცინებად გამოყენებული ცილების გამოსავლიანობა გაიზარდოს.
Hielscher Ultrasonics ფარმაცევტული რეაქტორები
Hielscher Ultrasonics სპეციალიზებულია მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი სისტემებისა და სონო-ბიორეაქტორების წარმოებაში, ფარმაცევტული პროდუქტების R&D და სამრეწველო წარმოებისთვის (მაგ. ვაქცინები, აქტიური ფარმაცევტული ინგრედიენტები).
ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ღია ჭურჭელში, დახურულ რეაქტორებსა და უწყვეტი ნაკადის რეაქტორებში. ულტრაბგერითი სისტემების ყველა ნაწილი, რომელიც კონტაქტშია თხევად გარემოსთან, დამზადებულია უჟანგავი ფოლადის, ტიტანის ან მინისგან. ავტოკლავირებადი ნაწილები და სანიტარული ფიტინგები უზრუნველყოფენ ფარმაცევტული ხარისხის პროდუქტების წარმოებას.
ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად აფიქსირებს ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრებს ინტეგრირებულ SD მეხსიერების ბარათზე. ყველა ულტრაბგერითი პარამეტრის ზუსტი კონტროლი უზრუნველყოფს პროცესის შედეგის გამეორებადობასა და სანდოობას.
წარმოების სტანდარტიზაცია.
Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორები მაღალსაიმედოა და მათი ზუსტი კონტროლი შესაძლებელია. ყველა სამრეწველო ულტრაბგერითი გენერატორი შეიძლება დარეგულირდეს ისე, რომ უზრუნველყოს სრული დიაპაზონი დაბალიდან ძალიან მაღალ ამპლიტუდებამდე. 200µm-მდე ამპლიტუდებზე მარტივად შეიძლება უწყვეტად მუშაობა 24/7 რეჟიმში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად დამზადებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. Hielscher-ის ულტრაბგერითი გენერატორების გამძლეობა საშუალებას იძლევა 24/7 მუშაობისა მძიმე დატვირთვისა და რთული გარემო პირობებში.
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით!
პრობის ტიპის ულტრაბგერითი გენერატორი UIP2000hdT (2000 ვატი) ფარმაცევტული ხარისხის უჟანგავი ფოლადის რეაქტორში.
ლიტერატურა / რეფერენციები
- Dereje Damte, Seung-Jin Lee, Biruk Tesfaye Birhanu, Joo-Won Suh, and Seung-Chun Park (2015): Sonicated Protein Fractions of Mycoplasma hyopneumoniae Induce Inflammatory Responses and Differential Gene Expression in a Murine Alveolar Macrophage Cell Line. J. Microbiol. Biotechnol. (2015), 25(12), 2153–2159.
- Christopher B. Fox, Ryan M. Kramer, Lucien Barnes V, Quinton M. Dowling, Thomas S. Vedvick (2013): Working together: interactions between vaccine antigens and adjuvants. Therapeutic Advances in Vaccines. 2013 May; 1(1): 7–20.
- J. Robin Harris, Andrei Soliakova, Richard J. Lewis, Frank Depoix, Allan Watkinson, Jeremy H. Lakeya (2012): Alhydrogel® adjuvant, ultrasonic dispersion and protein binding: a TEM and analytical study. Micron Volume 43, Issues 2–3, February 2012, 192-200.
- Doron Melamed, Gabriel Leitner, E. Dan Heller (1991): A Vaccine against Avian Colibacillosis Based on Ultrasonic Inactivation of Escherichia coli. Avian Diseases Vol. 35, No. 1 (Jan. – Mar., 1991), 17-22.
- Zhao X., Fan Y., Wang D., Hu Y., Guo L., Ruan S., et al. (2011): Immunological adjuvant efficacy of glycyrrhetinic acid liposome against Newcastle disease vaccine. Vaccine 29: 9611–9617
საინტერესო ფაქტები
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის მოქმედების პრინციპი: აკუსტიკური კავიტაცია
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა და აკუსტიკური კავიტაცია მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ ფარმაცევტული პროდუქტების შემუშავებასა და წარმოებაში მათი მრავალმხრივი და ეფექტური მექანიზმების გამო.
ულტრაბგერითი დამხმარე პროცესები ბუნებით მდგრადი და ეკოლოგიურად სუფთაა. უფრო სწრაფი რეაქციის სიჩქარეების, უფრო მაღალი გამოსავლიანობისა და ენერგიის მოხმარების შემცირების შესაძლებლობით, ულტრაბგერა ხელს უწყობს პროცესის ინტენსიფიკაციასა და რესურსების ეფექტურობას. გარდა ამისა, ულტრაბგერა შეიძლება მუშაობდეს რბილ პირობებში (მაგ., ოთახის ტემპერატურაზე და ატმოსფერულ წნევაზე), რაც ამცირებს მკაცრი ქიმიკატებისა და ენერგოტევადი გათბობის ან გაგრილების სისტემების საჭიროებას. ეს შეესაბამება მწვანე ქიმიის პრინციპებს, რაც ხელს უწყობს უფრო უსაფრთხო, სუფთა და მდგრად ფარმაცევტული წარმოების პრაქტიკას.
ულტრაბგერითი დამუშავება ეფუძნება აკუსტიკურ კავიტაციას და მის ჰიდროდინამიკურ ძვრის ძალებს.
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერისა და აკუსტიკური კავიტაციის მოქმედების პრინციპი ფარმაცევტული პროდუქტების შემუშავებისა და წარმოებისთვის მრავალ უპირატესობას გთავაზობთ, მათ შორის: გაუმჯობესებული მასათა გადატანა, ნაწილაკების ზომის შემცირება, დეგაზირება და დეაერაცია, ექსტრაქციისა და გასუფთავების ეფექტურობა და პროცესის ინტენსიფიკაცია. ამ სარგებლის გამო, ულტრაბგერითი ტექნოლოგიები ხელს უწყობენ ფარმაცევტული მეცნიერების განვითარებასა და მაღალი ხარისხის, ინოვაციური მედიკამენტების წარმოებას.