Ultrasone technologie voor de productie van vaccins

Ultrasone technologie is een bewezen methode om virussen, bacteriën en gisten te vernietigen of te inactiveren. Daarnaast zijn sonicators betrouwbaar voor de lysis van cellen, bijvoorbeeld virale of bacteriële cellen, en het vrijmaken van intracellulair materiaal, bijvoorbeeld eiwitten, DNA/RNA, enzymen en bioactieve stoffen. Daarom worden sonicators van Hielscher tijdens de productie van vaccins vaak gebruikt als betrouwbare technieken voor de behandeling van cellen en virussen. Vervolgens wordt ultrasone homogenisatie gebruikt om nanodragers van vaste lipiden of liposomen te formuleren, terwijl ultrasone dispersie en deagglomeratie in verschillende stappen tijdens de productie van vaccins worden toegepast om een homogene suspensie te verkrijgen.

Ultrasone productie van vaccins

Voor de bereiding van vaccins, waaronder geïnactiveerde, verzwakte, eiwitsubeenheid- of conjugaatvaccins, moeten cellen worden geïnactiveerd, gelyseerd of gedood. Met de juiste dosis en intensiteit van sonicatie kunnen cellen en micro-organismen overeenkomstig het procesdoel worden behandeld.

Pas ultrasone golven toe om:

• cellen te ontsluiten en te lyseren
• virale en bacteriële cellen te inactiveren
• intracellulair materiaal vrij te maken, bijvoorbeeld eiwitten en antigenen
• bacteriële activiteit te stimuleren
• nanodragers voor geneesmiddelen te bereiden
• enzymen te activeren/ inactiveren
• nano-emulsies en dubbele emulsies te bereiden

Meer toepassingen van sonicators bij de productie van vaccins

Bij de productie van vaccins spelen sonicators van Hielscher een cruciale rol in verschillende fasen, waaronder de productie van antigenen, inkapseling, formulering en de essentiële ontgassingsstap voordat vaccins in injectieflacons of spuiten worden afgevuld.
 
Dispersie van antigenen:
Om een stabiele vaccinformulering te verkrijgen, is het noodzakelijk dat antigenen, zoals celfragmenten of eiwitantigenen, gelijkmatig worden gedispergeerd in suspensies, polymeren of liposomale inkapselingen. Sonicatie is al lange tijd een bewezen techniek bij de vervaardiging van farmaceutische producten. De doeltreffendheid ervan bij het bereiden van fijne dispersies maakt sonicatie tot een gevestigde techniek in de moderne productie van vaccins.
 
Adjuvantia:
Met sonicatie worden adjuvantia betrouwbaar en efficiënt in vaccinformuleringen gemengd en gehomogeniseerd. Een veelgebruikt type adjuvans in vaccinformuleringen zijn adjuvantia op basis van aluminium, die bestaan uit zeer kleine primaire deeltjes die gemakkelijk tot een functionele eenheid kunnen aggregeren. Voor een succesvolle integratie met antigenen is een gelijkmatige verdeling van antigenen door het gehele aluminiumhoudende vaccin noodzakelijk. Ultrasone dispersie dient dit doel door homogene dispersies van antigenen en adjuvantia, zoals Alhydrogel™, te bereiden.
 
Inactivering van ziekteverwekkers:
Daarnaast wordt ultrageluid met hoog vermogen toegepast om ziekteverwekkers zoals bacteriën en virussen te inactiveren. Bij de bereiding van een effectief vaccin tegen colibacillose is ultrasone deactivering van E. coli, gevolgd door bestraling, bewezen de krachtigste techniek.
 
Microbiële inactivering en stabilisatie:
Conventioneel wordt microbiële inactivering bereikt door thermische pasteurisatie en sterilisatie, waarbij sprake is van langdurige blootstelling aan hoge temperaturen. Dit leidt vaak tot een door warmte veroorzaakte achteruitgang van functionele eigenschappen. De combinatie van sonicatie en warmte, bekend als thermosonicatie, biedt echter een hogere sterilisatiesnelheid met een aanzienlijk lagere thermische intensiteit en kortere duur. Dit is bijzonder gunstig voor het behoud van warmtegevoelige stoffen, zoals eiwitten en antigenen. Het proces van ultrasone sterilisatie en pasteurisatie is niet alleen kostenefficiënt, maar ook energiebesparend en milieuvriendelijk.
 
Liposomen en nanodragers:
Sonicators van Hielscher worden gebruikt om geneesmiddelen en vaccins te formuleren in liposomen en nanogestructureerde geneesmiddeldragers, zoals nanodeeltjes van vaste lipiden. Sonicatie is een doeltreffende en betrouwbare techniek om werkzame stoffen in liposomen en nanodeeltjes in te kapselen. Tijdens ultrasone inkapseling is nauwkeurige controle over de grootte van liposomen en nanodragers mogelijk, wat leidt tot een consistenter en uniformer geneesmiddelafgiftesysteem. Tegelijkertijd maken sonicators met een sonde een hogere belading met geneesmiddelen mogelijk: de mechanische krachten die tijdens sonicatie ontstaan, helpen de efficiëntie van de inkapseling van geneesmiddelen te verbeteren, waardoor een grotere hoeveelheid geneesmiddel in de dragers wordt opgenomen. Ultrasone inkapseling gaat ook gepaard met een verbeterde stabiliteit, omdat sonicatie de vorming van stabiele liposomen en nanodragers bevordert, die essentieel zijn voor hun succesvolle toepassing bij de toediening van vaccins.
 

 

Vind diepgaande informatie en wetenschappelijke studies over specifieke vaccintoepassingen met behulp van sonicatie:

• Ultrasone oplossingen voor een verbeterde productie van vaccins
• Intranasale vaccins met nano-inkapseling
• Ultrasone lysis van biotechnologisch gemodificeerde cellen
• Inkapseling van geneesmiddelen in lipidenanodeeltjes
• Ultrasone behandeling van nanodeeltjes voor farmaceutische producten
• Sonicators voor de lysis van E. coli

Ultrasone bereiding van vaccins op laboratorium- en industriële schaal

Hielscher Ultrasonics biedt een breed assortiment ultrasone apparaten, van sonicators op laboratoriumschaal tot volwaardige ultrasone homogenisatoren van industriële kwaliteit voor commerciële productie. Wij voorzien in uw behoeften, van kleine ultrasone apparaten voor uw onderzoeksafdeling tot de verwerking van de volledige productstroom van uw commercieel geproduceerde farmaceutische producten.

Betrouwbaar en instelbaar op de behoeften van uw toepassing

Door de parameters van de ultrasone verwerking aan te passen, kunnen de effecten van sonicatie nauwkeurig worden geregeld. Dit betekent dat een lage amplitude en korte sonicatie zeer milde effecten hebben, terwijl hoge amplitudes, verhoogde druk en een langere sonicatieduur resulteren in een intensieve verwerking.
Hielscher levert krachtige ultrasone apparaten die nauwkeurig kunnen worden geregeld overeenkomstig de procesvereisten. Een ruime keuze aan sonotrodes en accessoires maakt het aanbod compleet.

Veilig en schoon

Ultrasone apparaten van Hielscher kunnen eenvoudig worden geïnstalleerd in cleanroomlaboratoria en productiefaciliteiten. De behuizingen van onze apparaten zijn gemaakt van antibacteriële kunststof of roestvast staal. Alle onderdelen die met het medium in contact komen, zoals onze sonotrodes en doorstroomcellen, zijn gemaakt van titanium of roestvast staal en kunnen worden geautoclaveerd.
Hielscher Ultrasonics biedt een veelzijdig assortiment standaardsonicators met een sonde en accessoires, evenals apparatuur op maat.

Voordelen

nauwkeurig instelbaar op het proces

schone & hygiënische verwerking

zeer goed reproduceerbaar

lineaire opschaling

eenvoudige & veilige bediening

betrouwbare & robuuste apparatuur

hoge efficiëntie

 

De video toont het ultrasone monstervoorbereidingssysteem UIP400MTP, waarmee alle gangbare multiwellplaten betrouwbaar kunnen worden behandeld met ultrageluid van hoge intensiteit. Typische toepassingen van de UIP400MTP zijn cellyse, fragmentatie van DNA, RNA en chromatine, en eiwitextractie.

 

---

Literatuur/Referenties

• 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.