Soluções ultra-sônicas para a produção melhorada da vacina

  • Sonication é usado em várias etapas de preparação de vacinas: para lise celular, para homogeneizar suspensões celulares, para estimular o crescimento celular, para encapsulamento, para ligação de proteínas adjuvantes etc.
  • Ultrasonicators Hielscher são usados na produção de antígenos, encapsulamento e formulação, bem como na etapa de desgaseificação antes de encher a vacina em frascos ou seringas.
  • Hielscher ultrasonics é o seu parceiro de longa experiência para sistemas ultra-sônicos confiáveis na indústria farmacêutica. Descubra durante quais etapas do processo de fabricação de vacinas pode melhorar sua produção!

Produção de vacinas

Ultrasonication pode ser benéfico durante vários estágios de produção de vacinas. Para produzir uma vacina, o primeiro passo é preparar o próprio antígeno. Dependendo do Typ do patógeno, o Metod da geração do antígeno difere: enquanto os vírus são cultivados tanto em células primárias como ovos de frango (por exemplo, para a gripe) ou em linhas celulares contínuas, como células humanas cultivadas (por exemplo, para a hepatite A), as bactérias são cultivadas em bioreatores (por exemplo, Haemophilus influenzae tipo b). Proteínas recombinantes, que foram derivadas de vírus ou bactérias, podem ser cultivadas também em levedura, bactérias, ou culturas de células. Quando o antígeno é produzido, ele deve ser liberado das células em que foi cultivada.
Um vírus pode precisar de ser inactivated, possivelmente com nenhuma purificação mais adicional exigida. As proteínas recombinantes necessitam de muitas operações envolvendo ultrafiltração e cromatografia em coluna. Dependendo da formulação da vacina, um adjuvante, agentes estabilizadores e conservantes são adicionados. Os adjuvantes melhoram a resposta imune do antígeno, estabilizadores e conservantes aumentam a vida útil.
Durante a fabricação de vacinas sonication pode ser aplicado em vários estágios. Como um método de processamento não-térmico, a degradação do calor do material valioso é evitada. Encontre abaixo as aplicações as mais comuns onde o ultra-som melhora a produção de vacinas:

Dispersão de antígenos

A tesoura ultra-sônica dispersa partículas homogeneamente.Antígenos como fragmentos de células ou antígenos proteicos devem ser homogeneamente dispersos em um encapsulamento de suspensão, polímero ou lipossomal, a fim de obter uma formulação de vacina estável. Sonication é comprovada a longo prazo para preparar dispersões finas na fabricação de produtos farmacêuticos e é, portanto, uma técnica estabelecida na produção de vacinas moderna.
Adjuvantes à base de alumínio, compostos de partículas primárias muito pequenas, são um tipo comumente usado de adjuvante, que pode ser facilmente agregado em uma unidade funcional em formulações de vacinas. A fim combinar adjuvantes com antígenos, uma distribuição uniforme do antígeno durante todo a vacina decontenção é exigida. A dispersão ultra-sônica prepara dispersões homogêneas de antígenos e adjuvantes (por exemplo, Alhydrogel™).

Homogeneizadores ultra-sônicos como o UIP1000hdT são usados para várias aplicações na fabricação de vacinas.

UIP1000hdT com reator de fluxo ultrassônico

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Lise celular & Extração

Os antígenos produzidos a partir de microrganismos devem ser liberados da célula microbiana. Sonication é uma tecnologia comprovada de lise celular e extração. Pelo ajuste dos parâmetros do sonication, as pilhas podem ser perfuradas ou interrompidas de modo que os antígenos alvejados se tornem disponíveis e possam ser isolados.

Inativação de patógenos

bactéria Escherichia coli, a fiabilidade da lisadas utilizando homogeneizadores de ultra-sons do tecido.Ultra-som de energia é aplicado para interromper e matar microrganismos, tais como bactérias e vírus. Por exemplo, a desactivação ultra-sônica de E. coli seguida por irradiação demonstrou ser a técnica mais potente para a preparação de uma vacina eficaz contra a colibacilose. [Melamed et al. 1991]
As técnicas comumente usadas para a inativação microbiana são a pasteurização térmica e a esterilização, que são baseadas na longa exposição a altas temperaturas e muitas vezes levam à deterioração induzida termicamente das propriedades funcionais. Um tratamento combinado de sonication e calor (Thermo-sonication) pode acelerar a taxa de esterilização; uma vez que a intensidade térmica e a duração são significativamente reduzidas, a degradação térmica de compostos sensíveis ao calor (por exemplo, proteínas, antígenos). A esterilização ultra-sônica e a pasteurização são custo-eficientes, energia-economia e favorável ao meio ambiente.

emulsões & suspensões

Emulsão dupla ultrassonicamente preparada, por exemplo, para produtos farmacêuticos.As formulações vacinais podem consistir em misturas água-lipídicas. Uma vez que as formulações lipídicas de água são immiscible, uma emulsão de tamanho fino deve ser preparada, quer superando as gotículas’ tensão superficial ou utilizando um surfactante. A emulsificação ultra-sônica é uma técnica bem estabelecida para formular Nano-Emulsões /miniemulsões, emulsões duplas e Pickering Emulsões. Por exemplo, os lipopeptídeos insolúveis em água podem ser suspensos ultrassonicamente com antígeno em uma proporção de 1:1 (w/w) em uma solução aquosa.
Além disso, sonication é aplicado a fim de reduzir as agregatas de células e distribuir a célula única dispersa uniformemente na suspensão.

Ultrasonication é usado para produzir vacinas (clique para ampliar!)

Reator de vidro ultra-sônico

Adjuvantes e conservantes

As vacinas contêm tipicamente um ou mais adjuvantes, usados para impulsionar a resposta imune. Por ultrasonication, as microfibras adjuvantes são destacadas e homogeneamente dispersas de modo que a ligação da proteína na superfície seja melhorada. Os sistemas adjuvantes baseados em emulsão são amplamente utilizados no desenvolvimento e formulação de vacinas. Tais sistemas adjuvantes baseados em emulsão podem ser formulados usando vários tipos de emulsão, como óleo-em-água (o/w), água-em-óleo (w/o), água-em-óleo-em-água (w/o/w), ou emulsões estabilizados por proteínas.
Além disso, os conservantes são adicionados para evitar a contaminação da vacina com bactérias ou fungos. Os conservantes podem ser utilizados em vários estágios de produção de vacinas.
O uso de Homogeneizadores ultra-sônicos promover uma mistura mais even e multa e dispersão e é, portanto, uma ferramenta confiável para uma produção de vacinas mais eficiente.

Formulação & encapsulamento lipossomal

Vacinas encapsuladas com lipotoxicidade podem ser administradas por via oral, intranasalmente, intramuscularmente, subcutaneamente e são um método de entrega de vacinas vantajosa e adjuvante, o que pode melhorar a entrega direcionada e reduzir a toxicidade dos antígenos aprisionados. Sonication é uma técnica confiável para encapsular compostos ativos em formulações lipossomal. Leia aqui mais sobre a formulação ultra-sônica de lipossomas!
Instância de dor, a fim de formular uma vacina veterinária contra a doença de Newcastle, Zhao et al. (2011) preparou uma fosfatidilcolina/colesterol pequenas vesículas unilammelar (SUV) sonicação. A vacina ultrassonicamente encapsulada mostrou uma resposta imune aumentada, uns títulos mais elevados do anticorpo de IgG e de IgM assim como a proliferação da T-pilha e da B-pilha.

desgaseificação

Durante a vacina e produção farmacêutica e antes da embalagem, vacinas e líquidos, tais como suspensões, soluções, emulsões e formulações finais devem ser desgaseificados. Durante a desmagneficação/de-aeração passo bolhas de gás (por exemplo, oxigênio, dióxido de carbono, que são aprisionados no líquido, são removidos. As ondas ultra-sônicas promovem a coalescência de bolhas de gás aprisionadas em líquidos. As bolhas coalesced têm uma flutuabilidade mais elevada e ascensão à superfície líquida. A remoção de bolhas de gás pode ser reforçada quando um ligeiro vácuo é aplicado ao navio sonication. A desgaseificação ultrassonicamente assistida é uma técnica de desaeração fácil e rápida de suspensões aquosas.

Crescimento celular

Agitação ultra-sônica durante a inoculação (o processo de introdução de microrganismos em um meio de cultura) pode aumentar o crescimento de culturas de células. A intensidade de sonication, temperatura e tempo de retenção em biorreatores ultra-sônicos Hielscher pode ser exatamente regulamentado em relação ao tipo de célula e suas necessidades.
Por exemplo, o sonication suave pode ser aplicado ao increse a captação da glicose das pilhas e promove desse modo o crescimento de culturas e de suspensões da pilha. O ultra-som é sabido para aumentar a permeabilidade da pilha, que, por sua vez, pode realçar a troca nutriente/waste que conduz assim à produção aumentada da vacina. Assim, o tempo de produção da vacina pode ser encurtado e/ou o rendimento das proteínas utilizadas como vacinas pode ser aumentado.

Hielscher Ultrasonics’ Reatores farmacêuticos

Hielscher ultrasonics é especializada na produção de sistemas ultra-sônicos de alta potência e sono-biorreatores para a implementação em R&D e produção industrial de fármacos (por exemplo, vacinas, Apis)
Reator Pharma-batch fechadoSonication pode ser aplicado a embarcações abertas, reatores fechados e reatores de fluxo contínuo. Todas as partes dos sistemas ultra-sônicos, que entrar em contato com o meio líquido, são feitas de aço inoxidável, titânio ou vidro. As peças autoclaváveis e os encaixes sanitários asseguram a produção de Pharma-grau Produtos.
O software inteligente registra os parâmetros do processo de sonicação automaticamente no cartão de memória SD integrado. O controle preciso de todos os parâmetros do processo assegura a reprodutibilidade e normalização da produção.
Hielscher Ultrasonics’ Ultrasonic industrial Processors são altamente confiáveis e podem ser controlados com precisão. Todos os ultrasonicators industriais pode ajustado para entregar a gama completa de baixo para amplitudes muito elevadas. As amplitudes de até 200 μm podem facilmente ser funcionam continuamente na operação 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, os sonotrodes ultra-sônicos personalizados estão disponíveis. A robustez dos sistemas ultra-sônicos da Hielscher permite a operação 24/7 serviço pesado e em ambientes exigentes.

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Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Princípio de funcionamento do ultra-som do poder: cavitação ACCOUSTIC

Cavitação ultra-sônica/acústica cria forças altamente intensas que abre as paredes celulares conhecidas como lise (clique para ampliar!)

A extração ultra-sônica é baseada em cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas