Ultraljud för vaccinproduktion

Ultraljud är en beprövad metod för att förstöra eller inaktivera virus, bakterier och jäst. Dessutom är ultraljudsapparater tillförlitliga för lysering av celler, t.ex. virus- eller bakterieceller, och frisättning av intracellulärt material, t.ex. proteiner, DNA/RNA, enzymer och bioaktiva ämnen. Därför används Hielschers ultraljudsapparater ofta som tillförlitliga metoder för behandling av celler och virus vid vaccintillverkning. Därefter används ultraljudshomogenisering för att formulera nanobärare av fasta lipider eller liposomer, medan ultraljudsdispergering och deagglomerering används i olika steg under vaccinproduktionen för att erhålla en homogen suspension.

Vaccinproduktion med ultraljud

Vid framställning av vacciner, inklusive inaktiverade, försvagade, proteinsubenhets- eller konjugatvacciner, måste celler antingen inaktiveras, lyseras eller avdödas. Med lämplig dos och intensitet vid ultraljudsbehandlingen kan celler och mikrober behandlas i enlighet med processens mål.

Använd ultraljudsvågor för att:

• sönderdela och lysera celler
• inaktivera virus- och bakterieceller
• frisätta intracellulärt material, t.ex. proteiner, antigener
• stimulera bakterieaktivitet
• framställa nanobärare för läkemedel
• aktivera/ inaktivera enzymer
• framställa nanoemulsioner och dubbelemulsioner

Fler användningsområden för ultraljudsapparater inom vaccinproduktion

Vid vaccinproduktion spelar Hielschers ultraljudsapparater en avgörande roll i olika steg, inklusive antigenproduktion, inkapsling, formulering och det nödvändiga avgasningssteget innan vacciner fylls i injektionsflaskor eller sprutor.
 
Antigendispergering:
För att uppnå en stabil vaccinformulering är det absolut nödvändigt att antigener, såsom cellfragment eller proteinantigener, dispergeras jämnt i suspensioner, polymerer eller liposomala inkapslingar. Ultraljudsbehandling är en sedan länge beprövad teknik vid tillverkning av läkemedelsprodukter. Dess dokumenterade effektivitet vid framställning av fina dispersioner gör den till ett etablerat verktyg inom modern vaccinproduktion.
 
Adjuvanser:
Inblandning och homogenisering av adjuvanser i vaccinformuleringar utförs tillförlitligt och effektivt med ultraljudsbehandling. En vanlig typ av adjuvans som används i vaccinformuleringar är aluminiumbaserade adjuvanser, som består av mycket små primärpartiklar som lätt kan aggregera till en funktionell enhet. För framgångsrik integration med antigener krävs en jämn fördelning av antigener i hela det aluminiuminnehållande vaccinet. Ultraljudsdispergering fyller detta syfte genom att framställa homogena dispersioner av antigener och adjuvanser, såsom Alhydrogel™.
 
Inaktivering av patogener:
Dessutom används högeffektsultraljud för inaktivering av patogener som bakterier och virus. Vid framställning av ett effektivt vaccin mot kolibacillos har inaktivering av E. coli med ultraljud, följt av bestrålning, visat sig vara den mest verkningsfulla tekniken.
 
Mikrobiell inaktivering och stabilisering:
Konventionellt uppnås mikrobiell inaktivering genom termisk pastörisering och sterilisering, som innebär långvarig exponering för höga temperaturer, vilket ofta leder till värmeinducerad försämring av funktionella egenskaper. Kombinationen av ultraljudsbehandling och värme, så kallad termoultraljudsbehandling, ger dock snabbare sterilisering med betydligt lägre värmeintensitet och kortare behandlingstid. Detta är särskilt fördelaktigt för att bevara värmekänsliga föreningar, såsom proteiner och antigener. Sterilisering och pastörisering med ultraljud är inte bara kostnadseffektivt utan även energibesparande och miljövänligt.
 
Liposomer och nanobärare:
Hielschers ultraljudsapparater används för att formulera läkemedel och vacciner i liposomer och nanostrukturerade läkemedelsbärare såsom nanopartiklar av fasta lipider. Ultraljudsbehandling är en effektiv och tillförlitlig teknik för att kapsla in aktiva substanser i liposomer och nanopartiklar. Vid inkapsling med ultraljud möjliggörs exakt kontroll över liposomernas och nanobärarnas storlek, vilket ger ett mer konsekvent och enhetligt system för läkemedelstillförsel. Samtidigt möjliggör ultraljudsapparater av sondtyp ökad läkemedelsbelastning: De mekaniska krafter som genereras under ultraljudsbehandlingen bidrar till att förbättra läkemedlens inkapslingseffektivitet och säkerställer att en större mängd läkemedel införlivas i bärarna. Inkapsling med ultraljud ger också förbättrad stabilitet eftersom ultraljudsbehandlingen främjar bildandet av stabila liposomer och nanobärare, vilka är avgörande för att de framgångsrikt ska kunna användas för vaccintillförsel.
 

 

Här hittar du fördjupad information och vetenskapliga studier om specifika vaccintillämpningar med ultraljud:

• Ultraljudslösningar för förbättrad vaccinproduktion
• Nanoinkapslade intranasala vacciner
• Ultraljudslysering av biotekniskt framställda celler
• Inkapsling av läkemedel i lipidnanopartiklar
• Ultraljudsbehandling av nanopartiklar för läkemedel
• Ultraljudsapparater för lysering av E. coli

Vaccinframställning med ultraljud i laboratorie- och industriskala

Hielscher Ultrasonics erbjuder ett brett utbud av ultraljudsapparater, från ultraljudsapparater i laboratorieskala till ultraljudshomogenisatorer av full industriklass för kommersiell produktion. Vi tillgodoser dina behov från små ultraljudsapparater för din forskningsavdelning ända upp till behandling av hela produktflödet vid kommersiell läkemedelsproduktion.

Tillförlitliga och anpassningsbara efter dina tillämpningsbehov

Genom att justera parametrarna för ultraljudsbehandlingen kan dess effekter styras exakt. Detta innebär att låg amplitud och kort ultraljudsbehandling ger mycket skonsamma effekter, medan höga amplituder, förhöjt tryck och längre ultraljudsbehandling ger intensiv bearbetning.
Hielscher levererar kraftfulla ultraljudsapparater som kan styras exakt i enlighet med processkraven. Ett mångsidigt utbud av sonotroder och tillbehör kompletterar erbjudandet.

Säkra och rena

Hielschers ultraljudsapparater kan enkelt installeras i renrumslaboratorier och produktionsanläggningar. Våra apparaters höljen är tillverkade av antibakteriell plast eller rostfritt stål. Alla delar som kommer i kontakt med mediet, såsom våra sonotroder och flödesceller, är tillverkade av titan eller rostfritt stål och kan autoklaveras.
Hielscher Ultrasonics erbjuder ett mångsidigt utbud av standardiserade ultraljudsapparater av sondtyp och tillbehör samt kundanpassad utrustning.

Fördelar

exakt anpassningsbara till processen

ren och hygienisk bearbetning

hög reproducerbarhet

linjär uppskalning

enkel och säker drift

tillförlitlig och robust utrustning

hög effektivitet

 

Videon visar ultraljudssystemet UIP400MTP för provberedning, som möjliggör tillförlitlig provberedning i alla standardiserade flerbrunnsplattor med högintensivt ultraljud. Typiska tillämpningar för UIP400MTP omfattar cellys, fragmentering av DNA, RNA och kromatin samt proteinextraktion.

 

---

Litteratur/Referenser

• 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.