Ультразвуковые решения для улучшения производства вакцин

• Ультразвук используется на различных этапах приготовления вакцин: для лизиса клеток, для гомогенизации клеточных суспензий, для стимуляции роста клеток, для инкапсуляции, для связывания адъювантных белков и т.д.
• Ультразвуковые аппараты Хильшера используются при производстве, инкапсуляции и разработке антигенов, а также на этапе дегазации перед розливом вакцины во флаконы или шприцы.
• Hielscher Ultrasonics - ваш давний опытный партнер в области надежных ультразвуковых систем в фармацевтической промышленности. Узнайте, на каких этапах производства вакцины можно улучшить ваше производство!

Производство вакцин

Ультразвуковое исследование может быть полезным на различных этапах производства вакцины. Для производства вакцины первым делом необходимо подготовить сам антиген. В зависимости от типа патогена метод генерации антигена различается: в то время как вирусы выращиваются либо на первичных клетках, таких как куриные яйца (например, при гриппе), либо на непрерывных клеточных линиях, таких как культивируемые клетки человека (например, при гепатите А), бактерии выращиваются в биореакторах (например, Haemophilus influenzae типа b). Рекомбинантные белки, полученные из вирусов или бактерий, также могут быть выращены в дрожжах, бактериях или клеточных культурах. Когда антиген вырабатывается, он должен быть высвобожден из клеток, в которых он был выращен.
Возможно, потребуется инактивировать вирус, возможно, без дополнительной очистки. Рекомбинантные белки нуждаются во многих операциях, включающих ультрафильтрацию и колоночную хроматографию. В зависимости от состава вакцины добавляют адъювант, стабилизирующие агенты и консерванты. Адъюванты усиливают иммунный ответ антигена, стабилизаторы и консерванты увеличивают срок хранения.
В процессе производства вакцины ультразвук может применяться на различных стадиях. Благодаря нетермическому методу обработки можно избежать термической деградации ценного материала. Ниже приведены наиболее распространенные области применения, в которых ультразвук улучшает производство вакцин:

Диспергирование антигенов

Антигены, такие как клеточный фрагмент или белковые антигены, должны быть гомогенно диспергированы в суспензии, полимере или липосомальной инкапсуляции для получения стабильной вакцинной формы. Долгое время было доказано, что ультразвуковая обработка позволяет получать мелкодисперсные дисперсии при производстве фармацевтической продукции и поэтому является признанным методом в современном производстве вакцин.
Адъюванты на основе алюминия, состоящие из очень мелких первичных частиц, являются широко используемым типом адъювантов, которые могут быть легко объединены в функционирующую единицу в вакцинных составах. Для того чтобы совместить адъюванты с антигенами, требуется равномерное распределение антигена по всей алюминийсодержащей вакцине. Ультразвуковая дисперсия позволяет получить однородные дисперсии антигенов и адъювантов (например, алгидрогеля™).

Лизис клеток & Извлечение

Антигены, произведенные микроорганизмами, должны быть высвобождены из микробной клетки. Ультразвуковая обработка является проверенной технологией лизиса и экстракции клеток. Путем регулировки параметров ультразвуковой обработки клетки могут быть перфорированы или разрушены таким образом, что целевые антигены становятся доступными и могут быть изолированы.

Инактивация патогенных микроорганизмов

Мощный ультразвук применяется для разрушения и уничтожения микроорганизмов, таких как бактерии и вирусы. Например, ультразвуковая дезактивация кишечной палочки с последующим облучением показала себя наиболее эффективным методом приготовления эффективной вакцины против колибактериоза. [Меламед и др. 1991]
Обычно используемыми методами инактивации микроорганизмов являются термическая пастеризация и стерилизация, которые основаны на длительном воздействии высоких температур и часто приводят к термически вызванному ухудшению функциональных свойств. Комбинированная обработка ультразвуком и теплом (термоультразвуковая обработка) может ускорить скорость стерилизации; Поскольку термическая интенсивность и продолжительность значительно снижаются, происходит термическое разложение термочувствительных соединений (например, белков, антигенов). Ультразвуковая стерилизация и пастеризация являются экономически эффективными, энергосберегающими и экологически чистыми.

Эмульсии & Суспензий

Вакцинные составы могут состоять из водно-липидных смесей. Поскольку водно-липидные составы несмешиваются, эмульсию мелкого размера необходимо готовить, преодолевая капли’ поверхностное натяжение или с использованием поверхностно-активного вещества. Ультразвуковая эмульгация является хорошо зарекомендовавшим себя методом составления рецептур наноэмульсии / мини-эмульсии, двойные эмульсии и Эмульсии Пикеринга. Например, нерастворимые в воде липопептиды могут быть подвергнуты ультразвуковой суспензии с антигеном в соотношении 1:1 (масса/масса) в водном растворе.
Кроме того, применяется ультразвуковая обработка для уменьшения клеточных агрегатов и равномерного распределения одиночной дисперсной клетки в суспензии.

Адъюванты и консерванты

Вакцины обычно содержат один или несколько адъювантов, используемых для усиления иммунного ответа. С помощью ультразвука адъювантные микроволокна распутываются и равномерно диспергируются, что улучшает связывание белка на поверхности. Адъювантные системы на основе эмульсии широко используются при разработке и составлении вакцин. Такие адъювантные системы на основе эмульсии могут быть составлены с использованием различных типов эмульсий, таких как масло в воде (o/w), вода в масле (w/o), вода в масле (w/o/w) или стабилизированные белком эмульсии.
Кроме того, добавляются консерванты для предотвращения заражения вакцины бактериями или грибками. Консерванты могут использоваться на различных этапах производства вакцин.
Использование ультразвуковых гомогенизаторов способствует более равномерному и тонкому смешиванию и диспергированию и, таким образом, является надежным инструментом для более эффективного производства вакцин.

формулировка & Липосомальная инкапсуляция

Инкапсулированные липосомами вакцины могут вводиться перорально, интраназально, внутримышечно, подкожно и являются предпочтительным методом доставки вакцины и адъювантом, который может улучшить адресную доставку и снизить токсичность захваченных антигенов. Ультразвуковая обработка является надежным методом инкапсуляции активных соединений в липосомальные составы. Узнайте больше об ультразвуковой рецептуре липосом!
Например, для того, чтобы разработать ветеринарную вакцину против болезни Ньюкасла, Zhao et al. (2011) приготовили малые униламмеллярные везикулы (SUV) на основе фосфатидилхолина/холестерина под ультразвуковой обработкой. Вакцина, инкапсулированная ультразвуком, продемонстрировала усиленный иммунный ответ, более высокие титры антител IgG и IgM, а также пролиферацию Т-клеток и В-клеток.

Дегазация фармацевтических суспензий

Во время производства вакцин и фармацевтических препаратов, а также перед упаковкой вакцины и жидкости, такие как суспензии, растворы, эмульсии и готовые составы, должны быть дегазированы. На этапе деагасации / деаэрации удаляются пузырьки газа (например, кислород, углекислый газ, которые задерживаются в жидкости). Ультразвуковые волны способствуют коалесценции пузырьков газа, захваченных жидкостями. Коалесцированные пузырьки обладают более высокой плавучестью и поднимаются к поверхности жидкости. Удаление пузырьков газа может быть улучшено при подаче небольшого вакуума на сосуд с ультразвуком. Ультразвуковая дегазация является простым и быстрым методом деаэрации водных суспензий.

Интенсификация роста клеток

Ультразвуковое перемешивание при посеве (процессе введения микроорганизмов в питательную среду) может увеличить рост клеточных культур. Интенсивность ультразвуковой обработки, температура и время удержания в ультразвуковых биореакторах Hielscher могут быть точно отрегулированы в зависимости от типа клетки и ее требований.
Например, мягкая ультразвук может быть применена для увеличения поглощения глюкозы клетками и тем самым способствовать росту клеточных культур и суспензий. Известно, что ультразвук повышает проницаемость клеток, что, в свою очередь, может улучшить обмен питательных веществ и отходов, что приводит к увеличению производства вакцин. Таким образом, может быть сокращено время производства вакцины и/или увеличен выход белков, используемых в качестве вакцин.

Ультразвуковые фармацевтические реакторы Hielscher

Hielscher Ultrasonics специализируется на производстве мощных ультразвуковых систем и сонобиореакторов для реализации в R&D и промышленное производство фармацевтических препаратов (например, Вакцины, Пчела).
Ультразвуковая обработка может применяться в открытых сосудах, закрытых реакторах и проточных реакторах непрерывного действия. Все части ультразвуковых систем, которые контактируют с жидкой средой, изготовлены из нержавеющей стали, титана или стекла. Автоклавируемые детали и санитарная арматура обеспечивают производство Фармацевтический класс продукция.
Интеллектуальное программное обеспечение автоматически записывает параметры процесса ультразвуковой обработки на встроенную карту памяти SD. Точный контроль всех параметров ультразвуковой обработки обеспечивает воспроизводимость и достоверность результата процесса.

Стандартизация производства.
Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics отличаются высокой надежностью и могут быть точно управляемы. Все промышленные ультразвуковые аппараты могут быть отрегулированы для работы во всем диапазоне амплитуд от низких до очень высоких. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Надежность ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.