백신 생산을 위한 초음파 기술

초음파는 바이러스, 세균 및 효모를 파괴하거나 불활성화하는 검증된 방법입니다. 또한 초음파 처리기는 바이러스 또는 세균 세포 등의 세포 용해와 단백질, DNA/RNA, 효소 및 생리활성 물질 등의 세포 내 물질 방출에 신뢰할 수 있는 장비입니다. 따라서 Hielscher 초음파 처리기는 백신 제조 과정에서 신뢰할 수 있는 세포 및 바이러스 처리 기술로 자주 사용됩니다. 이어서 초음파 균질화는 고체 지질 나노 운반체 또는 리포솜을 제형화하는 데 사용되며, 초음파 분산 및 탈응집은 균일한 현탁액을 얻기 위해 백신 생산의 여러 단계에 적용됩니다.

초음파를 이용한 백신 생산

불활성화 백신, 약독화 백신, 단백질 소단위 백신 또는 접합 백신을 포함한 백신을 제조하려면 세포를 불활성화하거나, 용해하거나, 사멸시켜야 합니다. 초음파 처리량과 강도를 적절하게 설정하면 공정 목표에 맞게 세포와 미생물을 처리할 수 있습니다.

다음과 같은 목적으로 초음파를 적용할 수 있습니다:

• 세포 파쇄 및 용해
• 바이러스 및 세균 세포 불활성화
• 단백질, 항원 등의 세포 내 물질 방출
• 세균 활성 촉진
• 나노 약물 운반체 제조
• 효소 활성화/ 불활성화
• 나노 에멀전 및 이중 에멀전 제조

백신 생산에서 초음파 처리기의 추가 응용 분야

백신 생산에서 Hielscher 초음파 처리기는 항원 생산, 캡슐화, 제형화뿐 아니라 백신을 바이알이나 주사기에 충전하기 전에 반드시 거치는 탈기 단계를 포함한 여러 단계에서 핵심적인 역할을 합니다.
 
항원 분산:
안정적인 백신 제형을 얻으려면 세포 조각이나 단백질 항원과 같은 항원이 현탁액, 고분자 또는 리포솜 캡슐화 구조 내에 균일하게 분산되어야 합니다. 초음파 처리는 의약품 제조에서 오랫동안 사용되어 온 검증된 기술로, 미세 분산액 제조에서 그 효과가 입증되어 현대 백신 생산의 확립된 도구로 자리 잡았습니다.
 
면역증강제:
초음파 처리를 통해 면역증강제를 백신 제형에 신뢰성 있고 효율적으로 혼합하고 균질화할 수 있습니다. 백신 제형에 흔히 사용되는 면역증강제 중 하나는 알루미늄 기반 면역증강제로, 쉽게 응집하여 하나의 기능적 단위를 형성할 수 있는 미세한 일차 입자로 구성됩니다. 항원과 성공적으로 결합하려면 알루미늄 함유 백신 전체에 항원이 균일하게 분포해야 합니다. 초음파 분산은 항원과 Alhydrogel™ 등의 면역증강제를 균일하게 분산시켜 이러한 목적을 달성합니다.
 
병원체 불활성화:
또한 고출력 초음파는 세균과 바이러스 같은 병원체의 불활성화에 활용됩니다. 효과적인 대장균증 백신을 제조할 때 대장균(E. coli)을 초음파로 불활성화한 후 방사선을 조사하는 방법이 가장 강력한 기술로 입증되었습니다.
 
미생물 불활성화 및 안정화:
기존에는 고온에 장시간 노출시키는 열적 저온살균 및 멸균으로 미생물을 불활성화했으며, 이로 인해 기능적 특성이 열에 의해 저하되는 경우가 많았습니다. 그러나 열 병용 초음파 처리로 알려진 초음파 처리와 열의 조합은 가열 강도와 시간을 크게 줄이면서 더 빠른 멸균 속도를 제공합니다. 이는 단백질과 항원 같은 열에 민감한 화합물을 보존하는 데 특히 유리합니다. 초음파 멸균 및 저온살균 공정은 비용 효율적일 뿐 아니라 에너지를 절약하고 환경친화적입니다.
 
리포솜 및 나노 운반체:
Hielscher 초음파 처리기는 약물과 백신을 리포솜 및 고체 지질 나노입자와 같은 나노구조 약물 운반체로 제형화하는 데 사용됩니다. 초음파 처리는 활성 성분을 리포솜과 나노입자에 캡슐화하는 효과적이고 신뢰할 수 있는 기술입니다. 초음파 캡슐화 중에는 리포솜과 나노 운반체의 크기를 정밀하게 제어할 수 있어 더욱 일관되고 균일한 약물 전달 시스템을 구현할 수 있습니다. 동시에 프로브형 초음파 처리기는 약물 담지량을 높일 수 있습니다. 초음파 처리 중 발생하는 기계적 힘은 약물 캡슐화 효율을 개선하여 더 많은 양의 약물이 운반체에 포함되도록 합니다. 초음파 캡슐화는 안정성도 향상시킵니다. 초음파 처리가 백신 전달에 성공적으로 적용하는 데 필수적인 안정된 리포솜과 나노 운반체의 형성을 촉진하기 때문입니다.
 

 

초음파 처리를 활용하는 구체적인 백신 응용 분야에 관한 심층 정보와 과학 연구를 확인해 보세요:

• 백신 생산 개선을 위한 초음파 솔루션
• 나노 캡슐화 비강 내 투여 백신
• 생물공학적으로 제작된 세포의 초음파 용해
• 지질 나노입자 내 약물 캡슐화
• 의약품용 나노입자의 초음파 처리
• 대장균(E. coli) 세포 용해용 초음파 처리기

실험실 및 산업 규모의 초음파 백신 제조

Hielscher Ultrasonics는 실험실 규모의 초음파 처리기부터 상업 생산을 위한 본격적인 산업용 초음파 균질기까지 폭넓은 초음파 장비를 제공합니다. 연구 부서용 소형 초음파 처리기부터 상업적으로 생산하는 의약품의 전체 공정 흐름 처리에 이르기까지 고객의 요구를 충족합니다.

신뢰성이 높으며 응용 분야의 요구에 맞게 조정 가능

초음파 처리 매개변수를 조정하면 초음파 처리의 효과를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 즉, 낮은 진폭과 짧은 초음파 처리는 매우 완만한 효과를 내는 반면, 높은 진폭, 높아진 압력 및 더 긴 초음파 처리 시간은 강도 높은 처리를 가능하게 합니다.
Hielscher는 공정 요구 사항에 맞게 정밀하게 제어할 수 있는 강력한 초음파 장비를 공급합니다. 다양한 소노트로드와 액세서리가 제품 구성을 완성합니다.

안전하고 청결함

Hielscher 초음파 처리기는 클린룸 실험실과 생산 시설에 쉽게 설치할 수 있습니다. 당사 장비의 하우징은 항균 플라스틱 또는 스테인리스강으로 제작됩니다. 소노트로드와 플로우 셀 등 액체와 접촉하는 모든 부품은 티타늄 또는 스테인리스강으로 제작되며 고압증기멸균이 가능합니다.
Hielscher Ultrasonics는 다양한 표준 프로브형 초음파 처리기와 액세서리뿐 아니라 맞춤형 장비도 제공합니다.

장점

공정에 맞게 정밀하게 조정 가능

청결하고 위생적인 처리

높은 재현성

선형 스케일업

쉽고 안전한 작동

신뢰할 수 있고 견고한 장비

높은 효율

 

이 영상은 고강도 초음파를 이용하여 모든 표준 멀티웰 플레이트에서 시료를 신뢰성 있게 전처리할 수 있는 초음파 시료 전처리 시스템 UIP400MTP를 보여줍니다. UIP400MTP의 대표적인 용도로는 세포 용해, DNA, RNA 및 염색질 절단, 단백질 추출 등이 있습니다.

 

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문헌/참고 자료

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