Ultrazvočne rešitve za izboljšano proizvodnjo cepiv

• Sonication se uporablja v različnih fazah priprave cepiv: za lizo celic, za homogenizacijo celičnih suspenzij, za spodbujanje rasti celic, za inkapsulacijo, za adjuvantno vezavo na beljakovine itd.
• Hielscher sonicatorji se uporabljajo pri proizvodnji, inkapsulaciji in formulaciji antigena ter v koraku razplinjevanja pred polnjenjem cepiva v viale ali brizge.
• Hielscher Ultrasonics je vaš dolgoletni partner za zanesljive ultrazvočne sisteme v farmacevtski industriji. Ugotovite, v katerih procesnih korakih proizvodnje cepiva lahko izboljšate svojo proizvodnjo!

Proizvodnja cepiv

Ultrasonication je lahko koristen v različnih fazah proizvodnje cepiva. Za izdelavo cepiva je prvi korak priprava samega antigena. Glede na vrsto patogena se metoda nastajanja antigena razlikuje: medtem ko se virusi gojijo na primarnih celicah, kot so piščančja jajca (npr. za gripo), ali na neprekinjenih celičnih linijah, kot so gojene človeške celice (npr. za hepatitis A), se bakterije gojijo v bioreaktorjih (npr. Haemophilus influenzae tip b). Rekombinantne beljakovine, ki so pridobljene iz virusov ali bakterij, se lahko gojijo tudi v kvasovkah, bakterijah ali celičnih kulturah. Ko se antigen proizvede, ga je treba sprostiti iz celic, v katerih je bil vzgojen.
Virus bo morda treba inaktivirati, po možnosti brez potrebe po nadaljnjem čiščenju. Rekombinantni proteini potrebujejo veliko operacij, ki vključujejo ultrafiltracijo in kolonsko kromatografijo. Glede na formulacijo cepiva se dodajo adjuvans, stabilizatorji in konzervansi. Adjuvansi povečajo imunski odziv antigena, stabilizatorji in konzervansi povečajo rok uporabnosti.
Med proizvodnjo cepiva se lahko ultrazvočno razbijanje uporablja na različnih stopnjah. Kot metoda netoplotne obdelave se izognemo toplotni razgradnji dragocenega materiala. Spodaj poiščite najpogostejše aplikacije, kjer ultrazvok izboljša proizvodnjo cepiv:

Disperzija antigenov

Antigene, kot so celični fragmenti ali proteinski antigeni, je treba homogeno razpršiti v suspenzijo, polimer ali liposomsko inkapsulacijo, da se dobi stabilna oblika cepiva. Za ultrazvočno razbijanje je že dolgo dokazano, da pri proizvodnji farmacevtskih izdelkov pripravlja fine disperzije in je zato uveljavljena tehnika v sodobni proizvodnji cepiv.
Adjuvansi na osnovi aluminija, sestavljeni iz zelo majhnih primarnih delcev, so pogosto uporabljena vrsta adjuvansa, ki ga je mogoče zlahka združiti v delujočo enoto v formulacijah cepiv. Za kombinacijo adjuvansov z antigeni je potrebna enakomerna porazdelitev antigena po cepivu, ki vsebuje aluminij. Ultrazvočna disperzija pripravlja homogene disperzije antigenov in adjuvansov (npr. Alhidrogel™).

Liza celic & Ekstrakcija

Antigeni, proizvedeni iz mikroorganizmov, se morajo sprostiti iz mikrobne celice. Sonication je dokazana tehnologija lize in ekstrakcije celic. S prilagoditvijo parametrov ultrazvočne obdelave se lahko celice perforirajo ali motijo, tako da ciljni antigeni postanejo na voljo in jih je mogoče izolirati.

Inaktivacija patogenov

Močni ultrazvok se uporablja za motenje in ubijanje mikroorganizmov, kot so bakterije in virusi. Na primer, ultrazvočna deaktivacija E. coli, ki ji sledi obsevanje, se je izkazala za najmočnejšo tehniko za pripravo učinkovitega cepiva proti kolibacilozi. [Melamed et al. 1991]
Pogosto uporabljene tehnike za mikrobno inaktivacijo so termična pasterizacija in sterilizacija, ki temeljita na dolgi izpostavljenosti visokim temperaturam in pogosto vodijo do toplotno poslabšanja funkcionalnih lastnosti. Kombinirana obdelava ultrazvočne obdelave in toplote (termo-sonication) lahko pospeši hitrost sterilizacije; Ker se toplotna intenzivnost in trajanje znatno zmanjšata, toplotna razgradnja toplotno občutljivih spojin (npr. beljakovin, antigenov). Ultrazvočna sterilizacija in pasterizacija je stroškovno učinkovita, varčna in okolju prijazna.

Emulzije & Opustitve

Formulacije cepiv so lahko sestavljene iz mešanic vode in lipidov. Ker se vodno-lipidne formulacije ne mešajo, je treba pripraviti emulzijo fine velikosti s premagovanjem kapljic’ površinsko napetost ali uporaba površinsko aktivne snovi. Ultrazvočna emulgacija je dobro uveljavljena tehnika za oblikovanje nano-emulzije / mini-emulzije, dvojne emulzije in Pickering emulzije. Na primer, lipopeptidi, ki so netopni v vodi, se lahko ultrazvočno suspendirajo z antigenom v razmerju 1: 1 (m/w) v vodni raztopini.
Poleg tega se ultrazvočna obdelava uporablja za zmanjšanje celičnih agregatov in enakomerno porazdelitev enojno dispergirane celice v suspenziji.

Dodatki in konzervansi

Cepiva običajno vsebujejo enega ali več adjuvansov, ki se uporabljajo za povečanje imunskega odziva. Z ultrazvokom se adjuvantna mikrovlakna razpletejo in homogeno razpršijo, tako da se izboljša vezava beljakovin na površini. Adjuvantni sistemi na osnovi emulzije se pogosto uporabljajo pri razvoju in formulaciji cepiv. Takšni adjuvantni sistemi na osnovi emulzije se lahko oblikujejo z uporabo različnih vrst emulzij, kot so olje v vodi (o / w), voda v olju (w/o), voda v olju v vodi (w / o / w) ali beljakovinsko stabilizirane emulzije.
Poleg tega se dodajo konzervansi, ki preprečujejo kontaminacijo cepiva z bakterijami ali glivicami. Konzervansi se lahko uporabljajo na različnih stopnjah proizvodnje cepiv.
Uporaba ultrazvočnih homogenizatorjev spodbuja bolj enakomerno in fino mešanje in razprševanje ter je s tem zanesljivo orodje za učinkovitejšo proizvodnjo cepiv.

Formulacija & Liposomska enkapsulacija

Cepiva, inkapsulirana z liposomom, se lahko dajejo peroralno, intranazalno, intramuskularno, subkutano in so ugoden način dostave cepiva in adjuvans, ki lahko izboljša ciljno dostavo in zmanjša toksičnost ujetih antigenov. Sonication je zanesljiva tehnika za inkapsulacijo aktivnih spojin v liposomske formulacije. Preberite tukaj več o ultrazvočni formulaciji liposomov!
Na primer, da bi oblikovali veterinarsko cepivo proti atipični kokošji kugi, so Zhao et al. (2011) pripravili fosfatidilholin / holesterol majhne unilammelar vezikle (SUV) pod ultrazvočnim razbijanjem. Ultrazvočno inkapsulirano cepivo je pokazalo okrepljen imunski odziv, višje titre protiteles IgG in IgM ter proliferacijo T-celic in B-celic.

Odplinjevanje farmacevtskih suspenzij

Med proizvodnjo cepiv in farmacevtskih izdelkov ter pred pakiranjem je treba cepiva in tekočine, kot so suspenzije, raztopine, emulzije in končne formulacije, razpliniti. Med korakom razplinjevanja / razzračevanja se odstranijo plinski mehurčki (npr. kisik, ogljikov dioksid, ki so ujeti v tekočino). Ultrazvočni valovi spodbujajo koalescenco plinskih mehurčkov, ujetih v tekočine. Združeni mehurčki imajo večji vzgon in se dvignejo na površino tekočine. Odstranjevanje plinskih mehurčkov se lahko izboljša, če se na ultrazvočno posodo uporabi rahel vakuum. Ultrazvočno podprto razplinjevanje je enostavna in hitra tehnika odzračevanja vodnih suspenzij.

Okrepljena rast celic

Ultrazvočno mešanje med inokulacijo (postopek vnosa mikroorganizmov v gojišče za kulturo) lahko poveča rast celičnih kultur. Intenzivnost ultrazvočne obdelave, temperatura in zadrževalni čas v Hielscherjevih ultrazvočnih bioreaktorjih se lahko natančno regulira glede na vrsto celice in njene zahteve.
Na primer, blago ultrazvočno razbijanje se lahko uporabi za povečanje privzema glukoze v celicah in s tem spodbuja rast celičnih kultur in suspenzij. Znano je, da ultrazvok poveča prepustnost celic, kar lahko izboljša izmenjavo hranil / odpadkov, kar vodi do povečane proizvodnje cepiva. S tem se lahko skrajša čas proizvodnje cepiva in/ali poveča donos beljakovin, ki se uporabljajo kot cepiva.

Hielscher ultrazvočni farmacevtski reaktorji

Hielscher Ultrasonics je specializiran za proizvodnjo ultrazvočnih sistemov visoke moči in sono-bioreaktorjev za implementacijo v R&D in industrijska proizvodnja farmacevtskih izdelkov (npr. Cepiva, Api).
Sonication se lahko uporablja za odprte posode, zaprte reaktorje in neprekinjene pretočne reaktorje. Vsi deli ultrazvočnih sistemov, ki pridejo v stik s tekočim medijem, so izdelani iz nerjavečega jekla, titana ali stekla. Autoklavni deli in sanitarna oprema zagotavljajo proizvodnjo Farmacevtski razred Izdelkov.
Inteligentna programska oprema samodejno beleži parametre postopka ultrazvočnega razbijanja na vgrajeno pomnilniško kartico SD. Natančen nadzor vseh parametrov ultrazvočnega razbijanja zagotavlja ponovljivost in zanesljivost rezultata procesa.

Standardizacija proizvodnje.
Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher Ultrasonics so zelo zanesljivi in jih je mogoče natančno nadzorovati. Vsi industrijski ultrazvočni aparati se lahko prilagodijo tako, da zagotavljajo celoten razpon od nižjih do zelo visokih amplitud. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode. Robustnost Hielscher sonicatorjev omogoča 24/7 delovanje v težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.