• Sonicatie wordt gebruikt in verschillende stappen van de voorbereiding van vaccins: voor cellyse, voor het homogeniseren van celsuspensies, voor het stimuleren van de celgroei, voor inkapseling, voor adjuvante eiwitbinding, enz.
• Hielscher's ultrasoonapparatuur wordt gebruikt bij de productie, inkapseling en formulering van het antigeen en bij de ontgassing voordat het vaccin in flesjes of spuiten wordt gevuld.
• Hielscher Ultrasonics is uw ervaren partner voor betrouwbare ultrasone systemen in de farmaceutische industrie. Ontdek in welke processtappen van vaccinproductie uw productie kan verbeteren!

Productie van vaccins

Ultrasoon geluid kan nuttig zijn tijdens verschillende stadia van de productie van vaccins. Om een vaccin te produceren, is de eerste stap de voorbereiding van het antigeen zelf. Afhankelijk van het type ziekteverwekker verschilt de metode van antigeengeneratie: Virussen worden gekweekt op primaire cellen zoals kippeneieren (bv. voor influenza) of op continue cellijnen zoals gekweekte menselijke cellen (bv. voor hepatitis A), maar bacteriën worden gekweekt in bioreactoren (bv. Haemophilus influenzae type b). Recombinante eiwitten, die zijn afgeleid van virussen of bacteriën, kunnen ook worden gekweekt in gist-, bacterie- of celculturen. Bij de productie van het antigeen moet het worden vrijgelaten uit de cellen waarin het is gekweekt.
Het is mogelijk dat een virus geïnactiveerd moet worden, eventueel zonder verdere zuivering. Recombinante eiwitten hebben veel bewerkingen nodig met behulp van ultrafiltratie en kolomchromatografie. Afhankelijk van de vaccinformulering worden een hulpstof, stabilisatoren en conserveringsmiddelen toegevoegd. Adjuvantia verbeteren de immuunrespons van het antigeen, stabilisatoren en conserveringsmiddelen verhogen de houdbaarheid.
Tijdens de productie van de vaccins kan in verschillende stadia van de productie van het vaccin de sonificatie worden toegepast. Als niet-thermische verwerkingsmethode wordt warmteafbraak van waardevol materiaal vermeden. Hieronder vindt u de meest voorkomende toepassingen waar echografie de productie van vaccins verbetert:

Verspreiding van antigenen

Antigenen zoals celfragment of eiwitantigenen moeten homogeen worden gedispergeerd in een suspensie, polymeer of liposomale inkapseling om een stabiele vaccinformulering te verkrijgen. Sonicatie is op lange termijn bewezen dat het fijne dispersies in de productie van farmaceutische producten voorbereidt en is daarom een gevestigde techniek in de moderne vaccinproductie.
Aluminium gebaseerde adjuvantia, bestaande uit zeer kleine primaire deeltjes, zijn een veelgebruikt type adjuvantia, dat gemakkelijk kan worden geaggregeerd tot een goed functionerende eenheid in vaccin formuleringen. Om adjuvantia met antigenen te combineren, is een uniforme verdeling van het antigeen over het aluminiumhoudende vaccin vereist. Ultrasone dispersie bereidt homogene dispersies van antigenen en hulpstoffen voor (bijv. Alhydrogel™).

Cel Lyse & extractie

De uit micro-organismen geproduceerde antigenen moeten uit de microbiële cel worden vrijgegeven. Sonicatie is een bewezen technologie van cellyse en -extractie. Door aanpassing van de geluidsparameters kunnen cellen geperforeerd of verstoord worden, zodat de beoogde antigenen beschikbaar komen en geïsoleerd kunnen worden.

Inactivering van ziekteverwekkers

Echografie wordt toegepast om micro-organismen zoals bacteriën en virussen te verstoren en te doden. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat ultrasone deactivering van E. coli gevolgd door bestraling de krachtigste techniek is voor de voorbereiding van een effectief colibacillosevaccin. [Melamed et al. 1991]....
Veelgebruikte technieken voor microbiële inactivatie zijn thermische pasteurisatie en sterilisatie, die gebaseerd zijn op langdurige blootstelling aan hoge temperaturen en vaak leiden tot een thermisch geïnduceerde achteruitgang van de functionele eigenschappen. Een gecombineerde behandeling van geluids- en warmtebehandeling (thermo-sonicatie) kan de sterilisatie versnellen; aangezien de thermische intensiteit en de duur van de thermische afbraak van warmtegevoelige verbindingen (bv. eiwitten, antigenen) aanzienlijk wordt verminderd, kan de thermische degradatie van warmtegevoelige verbindingen (bv. eiwitten, antigenen) versnellen. Ultrasone sterilisatie en pasteurisatie is kostenefficiënt, energiebesparend en milieuvriendelijk.

emulsies & schorsingen

Vaccinformuleringen kunnen bestaan uit mengsels van water en vloeistoffen. Aangezien de waterlipideformuleringen niet mengbaar zijn, moet een fijne emulsie worden bereid door ofwel het overwinnen van de druppels.’ oppervlaktespanning of het gebruik van een oppervlakteactieve stof. Ultrasone emulsificatie is een beproefde techniek om de volgende technieken te formuleren Nano-emulsies / mini-emulsies, dubbele emulsies, en Pickering emulsies. Zo kunnen bijvoorbeeld in water onoplosbare lipopeptiden in een waterige oplossing ultrasoon worden gesuspendeerd met antigeen in een 1:1 (w/w) verhouding.
Verder wordt geluidssignaal toegepast om celaggregaten te reduceren en de enkel gedispergeerde cel in de suspensie gelijkmatig te verdelen.

Adjuvants en conserveringsmiddelen

Vaccins bevatten meestal een of meer adjuvantia, die worden gebruikt om de immuunrespons te stimuleren. Door ultrasoonisatie worden de microvezels met hulpstof ontwarren en homogeen verspreid, zodat de eiwitbinding aan het oppervlak wordt verbeterd. Op emulsie gebaseerde adjuvante systemen worden op grote schaal gebruikt bij de ontwikkeling en formulering van vaccins. Zulke op emulsie gebaseerde adjuvante systemen kunnen worden geformuleerd met behulp van verschillende emulsietypes zoals olie-in-water (o/w), water-in-olie (w/o), water-in-olie-in-water (w/o/w), of eiwitgestabiliseerde emulsies.
Bovendien worden conserveringsmiddelen toegevoegd om besmetting van het vaccin met bacteriën of schimmels te voorkomen. Conserveringsmiddelen kunnen in verschillende stadia van de productie van vaccins worden gebruikt.
Het gebruik van ultrasone homogenisatoren bevordert een gelijkmatiger en fijner mengen en dispergeren en is daarmee een betrouwbaar hulpmiddel voor een efficiëntere vaccinproductie.

Formulering & liposomale inkapseling

Liposoom-gekapselde vaccins kunnen oraal, intranasaal, intramusculair, subcutaan en subcutaan worden toegediend en zijn een voordelige methode voor de toediening van het vaccin en een adjuvante stof, die de gerichte toediening kan verbeteren en de toxiciteit van de ingesloten antigenen kan verminderen. Sonicatie is een betrouwbare techniek om actieve verbindingen in liposomale formuleringen in te kapselen. Lees hier meer over de ultrasone formulering van liposomen!
Zo hebben Zhao et al. (2011) voor het formuleren van een diergeneeskundig vaccin tegen de ziekte van Newcastle een fosfatidylcholine / cholesterol kleine unilammelaire blaasjes (SUV) onder sonische behandeling bereid. Het ultrasoon ingekapselde vaccin vertoonde een verhoogde immuunrespons, hogere IgG- en IgM-antilichaamtiters en een T-cel- en B-celproliferatie.

ontgassen

Tijdens de productie van vaccins en geneesmiddelen en vóór de verpakking moeten vaccins en vloeistoffen zoals suspensies, oplossingen, emulsies en eindformuleringen worden ontgast. Tijdens de ontluchting worden gasbellen (bijv. zuurstof, kooldioxide, die in de vloeistof zijn ingesloten, verwijderd. Ultrasone golven bevorderen de coalescentie van gasbellen die gevangen zitten in vloeistoffen. De samengeklonterde belletjes hebben een hoger drijfvermogen en stijgen naar het vloeibare oppervlak. Het verwijderen van gasbellen kan worden verbeterd door een licht vacuüm op het geluidsvat aan te brengen. Ultrasonisch begeleide ontgassing is een eenvoudige en snelle ontgassingstechniek van waterige suspensies.

Celgroei

Ultrasone agitatie tijdens de inoculatie (het proces van het inbrengen van micro-organismen in een kweekmedium) kan de groei van celculturen verhogen. De intensiteit van de geluids-, temperatuur- en verblijftijd in de ultrasone bioreactoren van Hielscher kunnen nauwkeurig worden geregeld met betrekking tot het celtype en de eisen die aan de cellen worden gesteld.
Zo kan milde sonificatie worden toegepast om de glucoseopname van cellen te verhogen en daarmee de groei van celculturen en suspensies te bevorderen. Van echografie is bekend dat het de celdoorlaatbaarheid verhoogt, wat op zijn beurt de uitwisseling van voedingsstoffen/afval kan verbeteren en zo kan leiden tot een verbeterde vaccinproductie. Hierdoor kan de productietijd van het vaccin worden verkort en/of de opbrengst van eiwitten die als vaccin worden gebruikt, worden verhoogd.

Hielscher Ultrasonics’ Farma-reactoren

Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in de productie van krachtige ultrasone systemen en sono-bioreactoren voor de implementatie in R&D en de industriële productie van farmaceutische producten (bv. vaccins, API's)
De geluidskwaliteit kan worden toegepast op open vaten, gesloten reactoren en continue doorstroomreactoren. Alle onderdelen van de ultrasone systemen, die in contact komen met het vloeibare medium, zijn gemaakt van roestvrij staal, titanium of glas. Autoclaveerbare onderdelen en sanitair zorgen voor de productie van farmaceutische kwaliteit producten.
Intelligente software registreert automatisch de parameters van het geluidsproces op de geïntegreerde SD-geheugenkaart. De nauwkeurige regeling van alle procesparameters zorgt ervoor dat de reproduceerbaarheid en standaardisatie van de productie.
Hielscher Ultrasonics’ industriële ultrasone processors zijn zeer betrouwbaar en kunnen nauwkeurig worden gecontroleerd. Alle industriële ultrasoonapparaten kunnen worden aangepast om het volledige bereik van lagere tot zeer hoge amplitudes te leveren. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden gebruikt in 24/7 werking. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes beschikbaar. De robuustheid van de ultrasone systemen van Hielscher maakt 24 uur per dag, 7 dagen per week, 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder zware omstandigheden en in veeleisende omgevingen mogelijk.