Ultrasunete pentru producția de vaccinuri

Ultrasunetele reprezintă o metodă dovedită pentru distrugerea sau inactivarea virusurilor, bacteriilor și drojdiilor. În plus, sonicatoarele sunt fiabile pentru liza celulelor, de exemplu a celulelor virale sau bacteriene, și pentru eliberarea materialului intracelular, de exemplu proteine, ADN/ARN, enzime și compuși bioactivi. Prin urmare, sonicatoarele Hielscher sunt utilizate frecvent ca tehnici fiabile de tratare a celulelor și a virusurilor în fabricarea vaccinurilor. Ulterior, omogenizarea cu ultrasunete este utilizată pentru formularea de nanopurtători lipidici solizi sau de lipozomi, în timp ce dispersarea și dezaglomerarea cu ultrasunete sunt aplicate în diferite etape ale producției de vaccinuri pentru a obține o suspensie omogenă.

Producția de vaccinuri cu ultrasunete

Pentru prepararea vaccinurilor, inclusiv a vaccinurilor inactivate, atenuate, cu subunități proteice sau conjugate, celulele trebuie fie inactivate, fie lizate, fie omorâte. Cu doza și intensitatea adecvate de sonicare, celulele și microbii pot fi tratați în conformitate cu obiectivul procesului.

Aplicați unde ultrasonice pentru:

• dezintegrarea și liza celulelor
• inactivarea celulelor virale și bacteriene
• eliberarea materialului intracelular, de exemplu proteine, antigeni
• stimularea activității bacteriene
• prepararea de nanopurtători de medicamente
• activarea/ inactivarea enzimelor
• prepararea de nanoemulsii și emulsii duble

Alte aplicații ale sonicatoarelor în producția de vaccinuri

În producția de vaccinuri, sonicatoarele Hielscher joacă un rol crucial în diferite etape, inclusiv producția de antigeni, încapsularea, formularea și etapa esențială de degazare înainte de umplerea vaccinurilor în flacoane sau seringi.
 
Dispersarea antigenilor:
Pentru a obține o formulare stabilă a vaccinului, este imperativ ca antigenii, cum ar fi fragmentele celulare sau antigenii proteici, să fie dispersați uniform în suspensii, polimeri sau încapsulări lipozomale. Sonicarea este de mult timp o tehnică dovedită în fabricarea produselor farmaceutice, demonstrându-și eficacitatea în prepararea dispersiilor fine, ceea ce o face un instrument consacrat în producția modernă de vaccinuri.
 
Adjuvanți:
Amestecarea și omogenizarea adjuvanților în formulările de vaccinuri se realizează în mod fiabil și eficient prin sonicare. Un tip comun de adjuvant utilizat în formulările de vaccinuri îl reprezintă adjuvanții pe bază de aluminiu, compuși din particule primare minuscule care se pot agrega cu ușurință într-o unitate funcțională. Pentru o integrare reușită cu antigenii, este necesară o distribuție uniformă a antigenilor în întregul vaccin care conține aluminiu. Dispersarea cu ultrasunete servește acestui scop prin prepararea de dispersii omogene de antigeni și adjuvanți, cum ar fi Alhydrogel™.
 
Inactivarea agenților patogeni:
Mai mult, ultrasunetele de putere își găsesc aplicarea în inactivarea agenților patogeni, cum ar fi bacteriile și virusurile. În ceea ce privește prepararea unui vaccin eficient împotriva colibacilozei, dezactivarea cu ultrasunete a E. coli, urmată de iradiere, s-a dovedit a fi cea mai puternică tehnică.
 
Inactivarea și stabilizarea microbiană:
În mod convențional, inactivarea microbiană se realizează prin pasteurizare și sterilizare termică, care implică expunerea prelungită la temperaturi ridicate, ducând adesea la deteriorarea indusă termic a proprietăților funcționale. Cu toate acestea, combinația dintre sonicare și căldură, cunoscută sub numele de termosonicare, oferă o rată mai rapidă de sterilizare, cu o intensitate și o durată termică semnificativ reduse. Acest lucru este deosebit de avantajos pentru conservarea compușilor sensibili la căldură, cum ar fi proteinele și antigenii. Procesul de sterilizare și pasteurizare cu ultrasunete nu este doar eficient din punct de vedere al costurilor, ci și economic din punct de vedere energetic și ecologic.
 
Lipozomi și nanopurtători:
Sonicatoarele Hielscher sunt utilizate pentru formularea medicamentelor și a vaccinurilor în lipozomi și purtători de medicamente nanostructurați, cum ar fi nanoparticulele lipidice solide. Sonicarea este o tehnică eficace și fiabilă pentru încapsularea ingredientelor active în lipozomi și nanoparticule. În timpul încapsulării cu ultrasunete, este posibil un control precis al dimensiunii lipozomilor și nanopurtătorilor, ceea ce conduce la un sistem de administrare a medicamentelor mai consecvent și mai uniform. Simultan, sonicatoarele cu sondă permit o încărcare îmbunătățită cu medicament: forțele mecanice generate în timpul sonicării contribuie la îmbunătățirea eficienței de încapsulare a medicamentului, asigurând încorporarea unei cantități mai mari de medicament în purtători. Odată cu încapsularea cu ultrasunete vine și o stabilitate îmbunătățită, deoarece sonicarea favorizează formarea de lipozomi și nanopurtători stabili, care sunt esențiali pentru aplicarea lor reușită în administrarea vaccinurilor.
 

 

Găsiți informații detaliate și studii științifice despre aplicații specifice asistate de sonicare în domeniul vaccinurilor:

• Soluții cu ultrasunete pentru o producție îmbunătățită de vaccinuri
• Vaccinuri intranazale nanoîncapsulate
• Liza cu ultrasunete a celulelor modificate prin bioinginerie
• Încapsularea medicamentelor în nanoparticule lipidice
• Tratarea cu ultrasunete a nanoparticulelor pentru produse farmaceutice
• Sonicatoare pentru liza E. coli

Prepararea vaccinurilor cu ultrasunete la scară de laborator și industrială

Hielscher Ultrasonics oferă o gamă largă de dispozitive cu ultrasunete, de la sonicatoare la scară de laborator până la omogenizatoare cu ultrasunete de calitate complet industrială pentru producția comercială. Acoperim nevoile dumneavoastră, de la ultrasonicatoare mici pentru departamentul dumneavoastră de cercetare până la procesarea în flux complet a produselor farmaceutice pe care le produceți comercial.

Fiabile și adaptabile nevoilor aplicației dumneavoastră

Prin ajustarea parametrilor procesării cu ultrasunete, efectele sonicării pot fi controlate cu precizie. Aceasta înseamnă că o amplitudine scăzută și o sonicare scurtă au efecte foarte blânde, în timp ce amplitudinile ridicate, presiunea crescută și durata mai lungă a sonicării duc la o procesare intensă.
Hielscher furnizează dispozitive cu ultrasunete puternice, care pot fi controlate cu precizie în conformitate cu cerințele procesului. Numeroase sonotrode și accesorii completează oferta.

Sigure și curate

Ultrasonicatoarele Hielscher pot fi instalate cu ușurință în laboratoare cu cameră curată și în unități de producție. Carcasele dispozitivelor noastre sunt fabricate din plastic antibacterian sau din oțel inoxidabil. Toate piesele care intră în contact cu lichidul, cum ar fi sonotrodele și celulele de flux, sunt fabricate din titan sau oțel inoxidabil și pot fi autoclavate.
Hielscher Ultrasonics oferă o gamă variată de sonicatoare cu sondă standard și accesorii, precum și echipamente personalizate.

Avantaje

reglabile cu precizie în funcție de proces

procesare curată și igienică

înalt reproductibile

scalare liniară

operare ușoară și sigură

echipamente fiabile și robuste

eficiență ridicată

 

Videoclipul prezintă sistemul ultrasonic de pregătire a probelor UIP400MTP, care permite pregătirea fiabilă a probelor în orice placă standard cu godeuri multiple, folosind ultrasunete de înaltă intensitate. Aplicațiile tipice ale UIP400MTP includ liza celulară, fragmentarea ADN-ului, ARN-ului și cromatinei, precum și extracția proteinelor.

 

---

Literatură/Referințe

• 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.