Aşı Üretimini İyileştirmek İçin Ultrasonik Çözümler

• Sonikasyon, aşı hazırlamanın çeşitli aşamalarında kullanılır: hücre lizisi, hücre süspansiyonlarının homojenleştirilmesi, hücre büyümesinin uyarılması, enkapsülasyon, adjuvanlara protein bağlanması vb.
• Hielscher sonikatörleri, antijen üretimi, enkapsülasyon ve formülasyonun yanı sıra aşı flakonlara veya şırıngalara doldurulmadan önceki gaz giderme aşamasında da kullanılır.
• Hielscher Ultrasonics, ilaç endüstrisinde güvenilir ultrasonik sistemler için uzun yıllara dayanan deneyime sahip ortağınızdır. Aşı imalatının hangi işlem aşamalarında ultrasonun üretiminizi iyileştirebileceğini öğrenin!

Aşı Üretimi

Ultrasonik işlem, aşı üretiminin çeşitli aşamalarında yararlı olabilir. Bir aşı üretmek için ilk adım antijenin kendisini hazırlamaktır. Patojenin türüne bağlı olarak antijen elde etme yöntemi değişir: Virüsler ya tavuk yumurtaları gibi birincil hücrelerde (örn. influenza için) ya da kültürde yetiştirilen insan hücreleri gibi sürekli hücre hatlarında (örn. hepatit A için) çoğaltılırken bakteriler biyoreaktörlerde yetiştirilir (örn. Haemophilus influenzae tip b). Virüslerden veya bakterilerden elde edilmiş rekombinant proteinler de maya, bakteri veya hücre kültürlerinde yetiştirilebilir. Antijen üretildiğinde, yetiştirildiği hücrelerden serbest bırakılmalıdır.
Bir virüsün inaktive edilmesi gerekebilir ve sonrasında başka bir saflaştırma gerekmeyebilir. Rekombinant proteinler, ultrafiltrasyon ve kolon kromatografisini içeren çok sayıda işlem gerektirir. Aşı formülasyonuna bağlı olarak bir adjuvan, stabilizasyon ajanları ve koruyucular eklenir. Adjuvanlar antijenin bağışıklık yanıtını güçlendirirken stabilizatörler ve koruyucular raf ömrünü uzatır.
Aşı imalatı sırasında çeşitli aşamalarda sonikasyon uygulanabilir. Isıl olmayan bir işleme yöntemi olduğundan, değerli materyalin ısı nedeniyle bozunması önlenir. Ultrasonun aşı üretimini iyileştirdiği en yaygın uygulamaları aşağıda bulabilirsiniz:

Antijenlerin Dispersiyonu

Kararlı bir aşı formülasyonu elde etmek için hücre fragmanı veya protein antijenleri gibi antijenlerin bir süspansiyon, polimer veya lipozomal enkapsülasyon içinde homojen olarak disperse edilmesi gerekir. Sonikasyonun farmasötik ürünlerin imalatında ince dispersiyonlar hazırlamak için kullanılabileceği uzun zamandır kanıtlanmıştır ve bu nedenle modern aşı üretiminde yerleşik bir tekniktir.
Çok küçük birincil parçacıklardan oluşan alüminyum bazlı adjuvanlar, aşı formülasyonlarında işlevsel bir birim oluşturacak şekilde kolayca agregasyon gösterebilen, yaygın olarak kullanılan bir adjuvan türüdür. Adjuvanları antijenlerle birleştirmek için antijenin alüminyum içeren aşının tamamında eşit olarak dağılması gerekir. Ultrasonik dispersiyon, antijenlerin ve adjuvanların (örn. Alhydrogel™) homojen dispersiyonlarını hazırlar.

Hücre Lizisi ve Ekstraksiyon

Mikroorganizmalardan üretilen antijenlerin mikrobiyal hücreden serbest bırakılması gerekir. Sonikasyon, hücre lizisi ve ekstraksiyon için kanıtlanmış bir teknolojidir. Sonikasyon parametreleri ayarlanarak hücreler delinebilir veya parçalanabilir; böylece hedeflenen antijenler erişilebilir hâle gelir ve izole edilebilir.
Sonikasyonun hücre kültürü bazlı viral aşılar için virüs salınımını nasıl kolaylaştırdığını keşfedin!

Patojenlerin İnaktivasyonu

Bakteriler ve virüsler gibi mikroorganizmaları parçalamak ve öldürmek için güç ultrasonu uygulanır. Örneğin, E. coli’nin ultrasonik olarak etkisizleştirilmesini izleyen ışınlamanın, etkili bir kolibasilloz aşısı hazırlamak için en güçlü teknik olduğu gösterilmiştir. [Melamed et al. 1991]
Mikrobiyal inaktivasyon için yaygın olarak kullanılan teknikler, yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz bırakmaya dayanan ve sıklıkla işlevsel özelliklerde ısıl kaynaklı bozulmaya yol açan ısıl pastörizasyon ve sterilizasyondur. Sonikasyon ve ısının birlikte uygulandığı bir işlem (termo-sonikasyon), sterilizasyon hızını artırabilir; ısıl şiddet ve süre önemli ölçüde azaldığından, ısıya duyarlı bileşiklerin (örn. proteinler, antijenler) ısıl bozunması. Ultrasonik sterilizasyon ve pastörizasyon, maliyet açısından verimlidir, enerji tasarrufu sağlar ve çevre dostudur.

Emülsiyonlar ve Süspansiyonlar

Aşı formülasyonları su-lipit karışımlarından oluşabilir. Su-lipit formülasyonları birbiriyle karışmadığından, ya damlacıkların yüzey gerilimi aşılarak ya da bir yüzey aktif madde kullanılarak ince damlacıklı bir emülsiyon hazırlanmalıdır. Ultrasonik emülsifikasyon, nanoemülsiyonlar / miniemülsiyonlar, çift emülsiyonlar ve Pickering emülsiyonları formüle etmek için yerleşik bir tekniktir. Örneğin, suda çözünmeyen lipopeptitler sulu bir çözeltide antijenle birlikte 1:1 (w/w) oranında ultrasonik olarak süspanse edilebilir.
Ayrıca sonikasyon, hücre agregatlarını azaltmak ve tek tek disperse edilmiş hücreleri süspansiyonda eşit olarak dağıtmak için uygulanır.

Adjuvanlar ve Koruyucular

Aşılar genellikle bağışıklık yanıtını güçlendirmek için kullanılan bir veya daha fazla adjuvan içerir. Ultrasonik işlemle adjuvan mikrolifleri birbirinden ayrılır ve homojen olarak disperse edilir; böylece yüzeydeki protein bağlanması iyileştirilir. Emülsiyon bazlı adjuvan sistemleri, aşı geliştirme ve formülasyonunda yaygın olarak kullanılır. Bu tür emülsiyon bazlı adjuvan sistemleri, su içinde yağ (o/w), yağ içinde su (w/o), su içinde yağ içinde su (w/o/w) veya proteinle stabilize edilmiş emülsiyonlar gibi çeşitli emülsiyon türleri kullanılarak formüle edilebilir.
Ayrıca aşının bakteri veya mantarlarla kontaminasyonunu önlemek için koruyucular eklenir. Koruyucular, aşı üretiminin çeşitli aşamalarında kullanılabilir.
Ultrasonik homojenizatörlerin kullanımı, daha eşit ve daha ince karıştırma ve dispersiyon sağlar ve böylece daha verimli aşı üretimi için güvenilir bir araç oluşturur.

Formülasyon ve Lipozomal Enkapsülasyon

Lipozomlarla enkapsüle edilmiş aşılar oral, intranazal, intramüsküler ve subkutan yollardan uygulanabilir ve hedefli iletimi iyileştirebilecek ve hapsedilmiş antijenlerin toksisitesini azaltabilecek avantajlı bir aşı iletim yöntemi ve adjuvandır. Sonikasyon, aktif bileşikleri lipozomal formülasyonlar içine enkapsüle etmek için güvenilir bir tekniktir. Lipozomların ultrasonik formülasyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada okuyun!
Örneğin, Newcastle hastalığına karşı bir veteriner aşısı formüle etmek için Zhao ve ark. (2011), sonikasyon altında fosfatidilkolin/kolesterolden oluşan küçük tek lamelli veziküller (SUV) hazırlamıştır. Ultrasonik olarak enkapsüle edilen aşı, güçlenmiş bir bağışıklık yanıtı, daha yüksek IgG ve IgM antikor titrelerinin yanı sıra T hücresi ve B hücresi proliferasyonu göstermiştir.

Farmasötik Süspansiyonlardan Gaz Giderme

Aşı ve farmasötik ürün üretimi sırasında ve ambalajlamadan önce, aşıların ve süspansiyonlar, çözeltiler, emülsiyonlar ve nihai formülasyonlar gibi sıvıların gazı giderilmelidir. Gaz giderme / hava giderme aşamasında, sıvıda hapsolmuş gaz kabarcıkları (örn. oksijen, karbondioksit) uzaklaştırılır. Ultrasonik dalgalar, sıvılarda hapsolmuş gaz kabarcıklarının birleşmesini destekler. Birleşen kabarcıkların kaldırma kuvveti daha yüksektir ve sıvı yüzeyine yükselirler. Sonikasyon kabına hafif bir vakum uygulandığında gaz kabarcıklarının uzaklaştırılması iyileştirilebilir. Ultrason destekli gaz giderme, sulu süspansiyonlardan hava gidermek için kolay ve hızlı bir tekniktir.

Hücre Büyümesinin Artırılması

İnokülasyon (mikroorganizmaların bir kültür ortamına verilmesi işlemi) sırasında ultrasonik çalkalama, hücre kültürlerinin büyümesini artırabilir. Hielscher ultrasonik biyoreaktörlerinde sonikasyon şiddeti, sıcaklık ve kalış süresi, hücre türüne ve gereksinimlerine göre hassas biçimde ayarlanabilir.
Örneğin, hücrelerin glikoz alımını artırmak ve böylece hücre kültürlerinin ve süspansiyonlarının büyümesini desteklemek için hafif sonikasyon uygulanabilir. Ultrasonun hücre geçirgenliğini artırdığı bilinmektedir; bu da besin / atık alışverişini artırarak aşı üretiminin iyileşmesini sağlayabilir. Böylece aşı üretim süresi kısaltılabilir ve/veya aşı olarak kullanılan proteinlerin verimi artırılabilir.

Hielscher Ultrasonics Farmasötik Reaktörleri

Hielscher Ultrasonics, farmasötik ürünlerin Ar-Ge çalışmalarında ve endüstriyel üretiminde kullanılmak üzere yüksek güçlü ultrasonik sistemlerin ve sono-biyoreaktörlerin üretiminde uzmanlaşmıştır (örn. aşılar, aktif farmasötik bileşenler).
Sonikasyon, açık kaplara, kapalı reaktörlere ve sürekli akışlı reaktörlere uygulanabilir. Ultrasonik sistemlerin sıvı ortamla temas eden tüm parçaları paslanmaz çelik, titanyum veya camdan yapılır. Otoklavlanabilir parçalar ve hijyenik bağlantı elemanları, farmasötik kalitede ürünlerin üretilmesini sağlar.
Akıllı yazılım, sonikasyon işleminin parametrelerini entegre SD bellek kartına otomatik olarak kaydeder. Tüm sonikasyon parametrelerinin hassas kontrolü, işlem sonucunun tekrarlanabilirliğini ve güvenilirliğini sağlar.

Üretimin Standardizasyonu.
Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri son derece güvenilirdir ve hassas biçimde kontrol edilebilir. Tüm endüstriyel sonikatörler, düşük genliklerden çok yüksek genliklere kadar tüm aralığı sağlayacak şekilde ayarlanabilir. 200µm’ye kadar genliklerde 24/7 çalışma kapsamında kolayca kesintisiz işlem yapılabilir. Daha da yüksek genlikler için özelleştirilmiş ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Hielscher sonikatörlerinin sağlamlığı, ağır çalışma koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır.