Soluții cu ultrasunete pentru îmbunătățirea producției de vaccinuri

• Sonicare este utilizat în diferite etape de preparare a vaccinurilor: pentru liza celulară, pentru omogenizarea suspensiilor celulare, pentru stimularea creșterii celulare, pentru încapsulare, pentru legarea adjuvantă a proteinelor etc.
• Hielscher sonicatori sunt utilizate în producția de antigen, încapsulare și formulare, precum și în etapa de degazare înainte de umplerea vaccinului în flacoane sau seringi.
• Hielscher Ultrasonics este partenerul dumneavoastră cu experiență îndelungată pentru sisteme cu ultrasunete fiabile în industria farmaceutică. Aflați în ce etape ale procesului de fabricare a vaccinurilor vă pot îmbunătăți producția!

Producția de vaccinuri

Ultrasonication poate fi benefic în timpul diferitelor etape ale producției de vaccin. Pentru a produce un vaccin, primul pas este pregătirea antigenului în sine. În funcție de tipul agentului patogen, metodul generării antigenului diferă: în timp ce virusurile sunt cultivate fie pe celule primare, cum ar fi ouăle de găină (de exemplu, pentru gripă), fie pe linii celulare continue, cum ar fi celulele umane cultivate (de exemplu, pentru hepatita A), bacteriile sunt cultivate în bioreactoare (de exemplu, Haemophilus influenzae tip b). Proteinele recombinante, care au fost derivate din virusuri sau bacterii, pot fi cultivate și în drojdii, bacterii sau culturi celulare. Când antigenul este produs, acesta trebuie eliberat din celulele în care a fost cultivat.
Este posibil ca un virus să trebuiască să fie inactivat, eventual fără a fi necesară o purificare suplimentară. Proteinele recombinante necesită multe operații care implică ultrafiltrarea și cromatografia în coloană. În funcție de formularea vaccinului, se adaugă un adjuvant, agenți stabilizatori și conservanți. Adjuvanții sporesc răspunsul imun al antigenului, stabilizatorii și conservanții măresc durata de conservare.
În timpul fabricării vaccinului sonicare pot fi aplicate în diferite etape. Ca metodă de procesare non-termică, se evită degradarea termică a materialului valoros. Găsiți mai jos cele mai frecvente aplicații în care ultrasunetele îmbunătățesc producția de vaccinuri:

Dispersia antigenilor

Antigenele, cum ar fi fragmentele celulare sau antigenele proteice, trebuie dispersate omogen într-o suspensie, polimer sau încapsulare lipozomală pentru a obține o formulă stabilă de vaccin. Sonicare este dovedit pe termen lung pentru a pregăti dispersii fine în fabricarea produselor farmaceutice și, prin urmare, este o tehnică stabilită în producția modernă de vaccinuri.
Adjuvanții pe bază de aluminiu, compuși din particule primare foarte mici, sunt un tip de adjuvant utilizat în mod obișnuit, care poate fi ușor agregat într-o unitate funcțională în formulările vaccinurilor. Pentru a combina adjuvanții cu antigenii, este necesară o distribuție uniformă a antigenului în vaccinul care conține aluminiu. Dispersia cu ultrasunete pregătește dispersii omogene de antigeni și adjuvanți (de exemplu, Alhydrogel™).

liza celulară & Extracție

Antigenele produse din microorganisme trebuie eliberate din celula microbiană. Sonicare este o tehnologie dovedită de liză celulară și extracție. Prin ajustarea parametrilor sonicare, celulele pot fi perforate sau perturbate, astfel încât antigenele vizate devin disponibile și pot fi izolate.

Inactivarea agenților patogeni

Puterea ultrasunetelor este aplicată pentru a perturba și ucide microorganismele, cum ar fi bacteriile și virușii. De exemplu, dezactivarea cu ultrasunete a E. coli urmată de iradiere sa dovedit a fi cea mai puternică tehnică pentru prepararea unui vaccin eficient împotriva colibacillozei. [Melamed și colab. 1991]
Tehnicile utilizate în mod obișnuit pentru inactivarea microbiană sunt pasteurizarea termică și sterilizarea, care se bazează pe expunerea îndelungată la temperaturi ridicate și duc adesea la deteriorarea indusă termic a proprietăților funcționale. Un tratament combinat de sonicare și căldură (termo-sonicare) poate accelera rata de sterilizare; Deoarece intensitatea termică și durata sunt reduse semnificativ, degradarea termică a compușilor sensibili la căldură (de exemplu, proteine, antigeni). Sterilizarea cu ultrasunete și pasteurizarea este rentabilă, economisitoare de energie și ecologică.

Emulsii & Suspensii

Formulele vaccinului pot consta din amestecuri apă-lipide. Deoarece formulările lipidice de apă sunt nemiscibile, trebuie preparată o emulsie de dimensiuni fine fie prin depășirea picăturilor’ tensiunea superficială sau utilizarea unui agent tensioactiv. Emulsionarea cu ultrasunete este o tehnică bine stabilită pentru a formula nano-emulsii / mini-emulsii, emulsii duble și Emulsii Pickering. De exemplu, lipopeptidele insolubile în apă pot fi suspendate ultrasonically cu antigen la un raport 1: 1 (w / w) într-o soluție apoasă.
În plus, sonicare se aplică pentru a reduce agregările celulare și pentru a distribui celula monodispersată uniform în suspensie.

Adjuvanți și conservanți

Vaccinurile conțin de obicei unul sau mai mulți adjuvanți, utilizați pentru a stimula răspunsul imun. Prin ultrasonication, microfibrele adjuvante sunt detangled și dispersate omogen, astfel încât legarea proteinei pe suprafață este îmbunătățită. Sistemele adjuvante pe bază de emulsie sunt utilizate pe scară largă în dezvoltarea și formularea vaccinurilor. Astfel de sisteme adjuvante pe bază de emulsie pot fi formulate folosind diferite tipuri de emulsie, cum ar fi ulei-în-apă (o / w), apă-în-ulei (w / o), apă-în-ulei-în-apă (w / o / w) sau emulsii stabilizate de proteine.
În plus, se adaugă conservanți pentru a preveni contaminarea vaccinului cu bacterii sau ciuperci. Conservanții pot fi utilizați în diferite stadii de producție a vaccinurilor.
Utilizarea omogenizatoarelor cu ultrasunete promovează o amestecare și dispersare mai uniformă și mai fină și este, prin urmare, un instrument fiabil pentru o producție mai eficientă de vaccin.

Formularea & Încapsulare lipozomală

Vaccinurile încapsulate în lipozomi pot fi administrate pe cale orală, intranazală, intramusculară, subcutanată și sunt o metodă avantajoasă de administrare a vaccinului și adjuvant, care ar putea îmbunătăți livrarea vizată și reduce toxicitatea antigenelor prinse. Sonicare este o tehnică fiabilă pentru a încapsula compușii activi în formulări lipozomale. Citiți aici mai multe despre formularea cu ultrasunete a lipozomilor!
Dor exemplu, pentru a formula un vaccin veterinar împotriva bolii Newcastle, Zhao et al. (2011) a preparat o fosfatidilcolină / colesterol vezicule mici unilammelar (SUV) sub sonicare. Vaccinul încapsulat ultrasonically a arătat un răspuns imun îmbunătățit, titruri mai mari de anticorpi IgG și IgM, precum și proliferarea celulelor T și a celulelor B.

Degazarea suspensiilor farmaceutice

În timpul producției de vaccinuri și farmaceutice și înainte de ambalare, vaccinurile și lichidele, cum ar fi suspensiile, soluțiile, emulsiile și formulările finale trebuie degazate. În timpul etapei de dezagazare/dezaerare se îndepărtează bulele de gaz (de exemplu, oxigenul, dioxidul de carbon, care sunt prinse în lichid). Undele ultrasonice promovează coalescența bulelor de gaz prinse în lichide. Bulele coalescente au o flotabilitate mai mare și se ridică la suprafața lichidului. Îndepărtarea bulelor de gaz poate fi îmbunătățită atunci când se aplică un vid ușor vasului de sonicare. Degazarea asistată ultrasonically este o tehnică ușoară și rapidă de dezaerare a suspensiilor apoase.

Creșterea celulară intensificată

Agitația cu ultrasunete în timpul inoculării (procesul de introducere a microorganismelor într-un mediu de cultură) poate crește creșterea culturilor celulare. Intensitatea sonicare, temperatura și timpul de retenție în bioreactoare cu ultrasunete Hielscher pot fi reglementate exact în ceea ce privește tipul de celulă și cerințele sale.
De exemplu, sonicare ușoară poate fi aplicată pentru a crește absorbția glucozei celulelor și pentru a promova astfel creșterea culturilor celulare și a suspensiilor. Ecografia este cunoscută pentru creșterea permeabilității celulare, care, la rândul său, poate spori schimbul de nutrienți / deșeuri, ducând astfel la o producție îmbunătățită de vaccinuri. Astfel, timpul de producție a vaccinului poate fi scurtat și/sau randamentul proteinelor utilizate ca vaccinuri poate fi crescut.

Hielscher Ultrasonics Pharma-Reactoare

Hielscher Ultrasonics este specializată în producția de sisteme cu ultrasunete de mare putere și sono-bioreactoare pentru punerea în aplicare în R&D și producția industrială de produse farmaceutice (de exemplu, Vaccinuri, Api).
Sonicare poate fi aplicat vaselor deschise, reactoare închise și reactoare cu flux continuu. Toate părțile sistemelor cu ultrasunete, care intră în contact cu mediul lichid, sunt fabricate din oțel inoxidabil, titan, sau sticlă. Piesele autoclavabile și armăturile sanitare asigură producția de De calitate farmaceutică Produse.
Software-ul inteligent înregistrează automat parametrii procesului de sonicare pe cardul de memorie SD integrat. Controlul precis al tuturor parametrilor sonicare asigură reproductibilitatea și fiabilitatea rezultatului procesului.

Standardizarea producției.
Hielscher Ultrasonics procesoare industriale cu ultrasunete sunt extrem de fiabile și pot fi controlate cu precizie. Toate ultrasonicators industriale pot fi ajustate pentru a furniza întreaga gamă de la amplitudini mai mici la foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea sonicatoarelor Hielscher permite funcționarea 24/7 în condiții grele și în medii solicitante.