Ултразвучна решења за побољшану производњу вакцина

• Соникација се користи у различитим корацима припреме вакцина: за лизу ћелија, за хомогенизацију ћелијских суспензија, за стимулисање раста ћелија, за инкапсулацију, за везивање адјуванса за протеине итд.
• Хиелсцхер соникатори се користе у производњи антигена, капсулирању и формулацији, као и у кораку дегазације пре пуњења вакцине у бочице или шприцеве.
• Хиелсцхер Ултрасоницс је ваш дугогодишњи партнер за поуздане ултразвучне системе у фармацеутској индустрији. Сазнајте током којих фаза процеса производње вакцине може побољшати вашу производњу!

Производња вакцина

Ултразвук може бити од користи у различитим фазама производње вакцине. Да би се произвела вакцина, први корак је припрема самог антигена. У зависности од типа патогена, метод генерисања антигена се разликује: док се вируси узгајају или на примарним ћелијама као што су кокошја јаја (нпр. за грип) или на континуираним ћелијским линијама као што су култивисане људске ћелије (нпр. за хепатитис А), бактерије се узгаја у биореакторима (нпр. Хаемопхилус инфлуензае тип б). Рекомбинантни протеини, који су изведени из вируса или бактерија, могу се узгајати иу квасцима, бактеријама или ћелијским културама. Када се антиген производи, он мора бити ослобођен из ћелија у којима је одрастао.
Можда ће вирус морати да се деактивира, вероватно без потребе за даљим пречишћавањем. Рекомбинантним протеинима је потребно много операција које укључују ултрафилтрацију и хроматографију на колони. У зависности од формулације вакцине, додају се адјуванс, стабилизатори и конзерванси. Адјуванси појачавају имуни одговор антигена, стабилизатори и конзерванси продужавају рок трајања.
Током производње вакцине соникација се може применити у различитим фазама. Као метода нетермичке обраде, избегава се топлотна деградација вредног материјала. У наставку пронађите најчешће примене у којима ултразвук побољшава производњу вакцина:

Дисперзија антигена

Антигени као што су ћелијски фрагмент или протеински антигени морају бити хомогено дисперговани у суспензију, полимер или липозомалну инкапсулацију да би се добила стабилна формулација вакцине. Соникација је дугорочно доказано да припрема фине дисперзије у производњи фармацеутских производа и стога је успостављена техника у савременој производњи вакцина.
Адјуванси на бази алуминијума, састављени од веома малих примарних честица, су уобичајени тип адјуванса, који се лако може агрегирати у функционалну јединицу у формулацијама вакцине. Да би се адјуванси комбиновали са антигенима, потребна је униформна дистрибуција антигена у вакцини која садржи алуминијум. Ултразвучна дисперзија припрема хомогене дисперзије антигена и адјуванса (нпр. Алхидрогел™).

Целл Лисис & Екстракција

Антигени произведени из микроорганизама морају бити ослобођени из микробне ћелије. Соникација је доказана технологија лизе и екстракције ћелија. Подешавањем параметара соникације, ћелије могу бити перфориране или поремећене тако да циљани антигени постану доступни и могу се изоловати.

Инактивација патогена

Снажни ултразвук се примењује да поремети и убије микроорганизме као што су бактерије и вируси. На пример, ултразвучна деактивација Е. цоли праћена зрачењем се показала као најмоћнија техника за припрему ефикасне вакцине против колибацилозе. [Меламед ет ал. 1991]
Најчешће коришћене технике за микробну инактивацију су термичка пастеризација и стерилизација, које се заснивају на дугом излагању високим температурама и често доводе до термички изазваног погоршања функционалних својстава. Комбиновани третман ултразвука и топлоте (термосонизација) може убрзати брзину стерилизације; пошто се топлотни интензитет и трајање значајно смањују, термичка деградација једињења осетљивих на топлоту (нпр. протеина, антигена). Ултразвучна стерилизација и пастеризација су исплативи, штедљиви и еколошки прихватљиви.

емулзије & суспензије

Формулације вакцине могу се састојати од мешавине воде и липида. Пошто се водено-липидне формулације не мешају, мора се припремити емулзија фине величине тако што ће се или савладати капљице.’ површински напон или коришћење сурфактанта. Ултразвучна емулзификација је добро успостављена техника за формулисање нано-емулзије / мини-емулзије, дупле емулзије, и Пицкеринг емулзије. На пример, липопептиди нерастворљиви у води могу се ултразвучно суспендовати са антигеном у односу 1:1 (тежински) у воденом раствору.
Даље, ултразвук се примењује како би се смањиле агрегате ћелија и равномерно распоредиле једнодисперговане ћелије у суспензији.

Адјуванси и конзерванси

Вакцине обично садрже један или више адјуванса, који се користе за јачање имунолошког одговора. Ултразвучном обрадом, помоћна микровлакна се расплићу и хомогено распршују тако да се побољшава везивање протеина на површини. Адјувантни системи засновани на емулзији се широко користе у развоју и формулацији вакцина. Такви адјувантни системи засновани на емулзији могу се формулисати коришћењем различитих типова емулзија као што су уље у води (о/в), вода-у-уљу (в/о), вода-у-уљу-у-води (в/о /в), или емулзије стабилизоване протеинима.
Штавише, додају се конзерванси да би се спречила контаминација вакцине бактеријама или гљивицама. Конзерванси се могу користити у различитим фазама производње вакцина.
Употреба ултразвучних хомогенизатора промовише равномерније и финије мешање и дисперговање и самим тим је поуздан алат за ефикаснију производњу вакцине.

формулација & Липосомал Енцапсулатион

Вакцине инкапсулиране у липозомима могу се давати орално, интраназално, интрамускуларно, субкутано и представљају повољан метод за испоруку вакцине и адјуванс, који би могао побољшати циљану испоруку и смањити токсичност заробљених антигена. Соникација је поуздана техника за капсулирање активних једињења у липозомске формулације. Прочитајте овде више о ултразвучној формулацији липозома!
На пример, да би се формулисала ветеринарска вакцина против Њукаслске болести, Зхао ет ал. (2011) припремили су фосфатидилхолин/холестерол мале униламеларне везикуле (СУВ) под ултразвучном обрадом. Ултразвучно инкапсулирана вакцина показала је појачан имуни одговор, веће титре ИгГ и ИгМ антитела, као и пролиферацију Т-ћелија и Б-ћелија.

Дегазација фармацеутских суспензија

Током производње вакцина и фармацеутских производа и пре паковања, вакцине и течности као што су суспензије, раствори, емулзије и финалне формулације морају бити дегазиране. Током корака дегазације/деаерације, мехурићи гаса (нпр. кисеоник, угљен-диоксид, који су заробљени у течности, се уклањају. Ултразвучни таласи подстичу коалесценцију мехурића гаса заробљених у течностима. Спојени мехурићи имају већу узгону и подижу се до течна површина. Уклањање мехурића гаса се може побољшати када се на посуду за ултразвучну обраду примењује лака и брза деаерација водених суспензија.

Интензивирани раст ћелија

Ултразвучно мешање током инокулације (процес увођења микроорганизама у медијум културе) може повећати раст ћелијских култура. Интензитет ултразвучне обраде, температура и време задржавања у Хиелсцхер ултразвучним биореакторима могу се тачно регулисати у погледу типа ћелије и њених захтева.
На пример, блага соникација се може применити да би се повећао унос глукозе у ћелије и тиме подстакао раст ћелијских култура и суспензија. Познато је да ултразвук повећава ћелијску пермеабилност, што заузврат може побољшати размену хранљивих материја/отпада што доводи до побољшане производње вакцине. Тиме се може скратити време производње вакцине и/или повећати принос протеина који се користе као вакцине.

Хиелсцхер Ултрасоницс Пхарма-Реацторс

Хиелсцхер Ултрасоницс је специјализован за производњу ултразвучних система велике снаге и соно-биореактора за имплементацију у Р&Д и индустријска производња фармацеутских производа (нпр вакцине, АПИ-ји).
Соникација се може применити на отворене судове, затворене реакторе и реакторе са континуираним протоком. Сви делови ултразвучних система, који долазе у контакт са течним медијумом, направљени су од нерђајућег челика, титанијума или стакла. Аутоклавирајући делови и санитарни елементи обезбеђују производњу фармацеутског квалитета производи.
Интелигентни софтвер аутоматски бележи параметре процеса соникације на интегрисану СД меморијску картицу. Прецизна контрола свих параметара соникације осигурава поновљивост и поузданост исхода процеса.

Стандардизација производње.
Хиелсцхер Ултрасоницс индустријски ултразвучни процесори су веома поуздани и могу се прецизно контролисати. Сви индустријски ултрасоникатори се могу подесити да испоруче пуни опсег од нижих до веома високих амплитуда. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Робусност Хиелсцхер соникатора омогућава рад 24/7 у тешким условима иу захтевним окружењима.