Ультразвук для производства вакцин

Ультразвук – проверенный метод уничтожения или инактивации вирусов, бактерий и дрожжей. Кроме того, ультразвуковые аппараты обеспечивают надёжный лизис клеток, например вирусных или бактериальных, и высвобождение внутриклеточных веществ, например белков, ДНК/РНК, ферментов и биологически активных веществ. Поэтому ультразвуковые аппараты Hielscher часто используются для надёжной обработки клеток и вирусов при производстве вакцин. Затем ультразвуковая гомогенизация используется для получения твёрдолипидных наноносителей или липосом, а ультразвуковое диспергирование и деагломерация применяются на различных этапах производства вакцин для получения однородной суспензии.

Ультразвуковое производство вакцин

Для получения вакцин, включая инактивированные, аттенуированные, белковые субъединичные или конъюгированные вакцины, клетки необходимо инактивировать, лизировать или уничтожить. При соответствующей дозе и интенсивности обработки ультразвуком клетки и микроорганизмы можно обрабатывать в соответствии с целью процесса.

Применяйте ультразвуковые волны, чтобы:

• разрушать и лизировать клетки
• инактивировать вирусные и бактериальные клетки
• высвобождать внутриклеточный материал, например белки и антигены
• стимулировать активность бактерий
• получать наноносители лекарственных средств
• активировать/ инактивировать ферменты
• получать наноэмульсии и двойные эмульсии

Другие области применения ультразвуковых аппаратов в производстве вакцин

В производстве вакцин ультразвуковые аппараты Hielscher играют ключевую роль на различных этапах, включая получение антигенов, инкапсуляцию, приготовление препаратов и необходимый этап дегазации перед розливом вакцин во флаконы или шприцы.
 
Диспергирование антигенов:
Для получения стабильного вакцинного препарата необходимо равномерно диспергировать антигены, такие как клеточные фрагменты или белковые антигены, в суспензиях, полимерах или липосомальных капсулах. Обработка ультразвуком давно зарекомендовала себя как проверенный метод производства фармацевтических препаратов, продемонстрировав эффективность в получении тонкодисперсных систем и став признанным инструментом современного производства вакцин.
 
Адъюванты:
Смешивание и гомогенизация адъювантов в составе вакцинных препаратов надёжно и эффективно осуществляются с помощью обработки ультразвуком. Один из распространённых типов адъювантов, используемых в вакцинных препаратах, – адъюванты на основе алюминия, состоящие из мельчайших первичных частиц, которые легко агрегируют в функциональную единицу. Для успешного сочетания с антигенами необходимо равномерное распределение антигенов по всему объёму алюминийсодержащей вакцины. Ультразвуковое диспергирование обеспечивает это за счёт получения однородных дисперсий антигенов и адъювантов, таких как Alhydrogel™.
 
Инактивация патогенов:
Кроме того, мощный ультразвук применяется для инактивации патогенов, таких как бактерии и вирусы. При получении эффективной вакцины против колибактериоза ультразвуковая инактивация E. coli с последующим облучением зарекомендовала себя как наиболее действенный метод.
 
Инактивация и стабилизация микроорганизмов:
Традиционно инактивация микроорганизмов достигается термической пастеризацией и стерилизацией, которые предусматривают длительное воздействие высоких температур, часто приводящее к ухудшению функциональных свойств под действием тепла. Однако сочетание обработки ультразвуком и нагрева, известное как термоультразвуковая обработка, обеспечивает более высокую скорость стерилизации при значительно меньшей интенсивности и продолжительности теплового воздействия. Это особенно полезно для сохранения термочувствительных соединений, таких как белки и антигены. Процесс ультразвуковой стерилизации и пастеризации не только экономически эффективен, но и обеспечивает экономию энергии и экологичность.
 
Липосомы и наноносители:
Ультразвуковые аппараты Hielscher используются для включения лекарственных средств и вакцин в липосомы и наноструктурированные носители лекарственных средств, такие как твёрдолипидные наночастицы. Обработка ультразвуком – эффективный и надёжный метод инкапсуляции действующих веществ в липосомы и наночастицы. При ультразвуковой инкапсуляции возможен точный контроль размера липосом и наноносителей, что позволяет получить более однородную систему доставки лекарственных средств с более постоянными характеристиками. Одновременно ультразвуковые аппараты зондового типа позволяют увеличить загрузку лекарственного средства: механические силы, возникающие при обработке ультразвуком, способствуют повышению эффективности инкапсуляции лекарственного средства, обеспечивая включение большего его количества в носители. Ультразвуковая инкапсуляция также повышает стабильность, поскольку обработка ультразвуком способствует образованию стабильных липосом и наноносителей, необходимых для их успешного применения при доставке вакцин.
 

 

Подробная информация и научные исследования по конкретным применениям обработки ультразвуком в производстве вакцин:

• Ультразвуковые решения для улучшения производства вакцин
• Наноинкапсулированные интраназальные вакцины
• Ультразвуковой лизис биоинженерных клеток
• Инкапсуляция лекарственных средств в липидные наночастицы
• Ультразвуковая обработка наночастиц для фармацевтических препаратов
• Ультразвуковые аппараты для лизиса E. coli

Ультразвуковое получение вакцин в лабораторном и промышленном масштабе

Hielscher Ultrasonics предлагает широкий ассортимент ультразвуковых устройств – от лабораторных ультразвуковых аппаратов до полноценных ультразвуковых гомогенизаторов промышленного класса для коммерческого производства. Мы удовлетворяем ваши потребности – от небольших ультразвуковых аппаратов для вашего исследовательского отдела до обработки всего потока фармацевтических препаратов, выпускаемых вами в коммерческих масштабах.

Надёжность и возможность настройки в соответствии с потребностями вашего применения

Регулируя параметры ультразвуковой обработки, можно точно контролировать её воздействие. Это означает, что низкая амплитуда и кратковременная обработка ультразвуком оказывают очень мягкое воздействие, тогда как высокие амплитуды, повышенное давление и более длительная обработка ультразвуком обеспечивают интенсивную обработку.
Hielscher поставляет мощные ультразвуковые устройства, которыми можно точно управлять в соответствии с требованиями процесса. Разнообразные сонотроды и принадлежности дополняют ассортимент.

Безопасность и чистота

Ультразвуковые аппараты Hielscher легко устанавливаются в лабораториях и производственных помещениях с чистыми комнатами. Корпуса наших устройств изготовлены из антибактериального пластика или нержавеющей стали. Все детали, контактирующие с обрабатываемой средой, такие как наши сонотроды и проточные ячейки, изготовлены из титана или нержавеющей стали и допускают автоклавирование.
Hielscher Ultrasonics предлагает разнообразный ассортимент стандартных ультразвуковых аппаратов зондового типа и принадлежностей, а также оборудование, изготовленное по индивидуальному заказу.

Преимущества

точная настройка в соответствии с процессом

чистая и гигиеничная обработка

высокая воспроизводимость

линейное масштабирование

простая и безопасная эксплуатация

надёжное и прочное оборудование

высокая эффективность

 

В видео показана система ультразвуковой пробоподготовки UIP400MTP, которая обеспечивает надёжную подготовку образцов в любых стандартных многолуночных планшетах с помощью высокоинтенсивного ультразвука. Типичные области применения UIP400MTP включают лизис клеток, фрагментацию ДНК, РНК и хроматина, а также экстракцию белков.

 

---

Литература/Источники

• 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.