Ультразвукові рішення для покращення виробництва вакцин

• Ультразвук використовується на різних етапах підготовки вакцин: для лізису клітин, для гомогенізації клітинних суспензій, для стимуляції росту клітин, для інкапсуляції, для зв'язування ад'ювантних білків тощо.
• Ультразвукові апарати Hielscher використовуються при виробництві, інкапсуляції та формулюванні антигену, а також на етапі дегазації перед наповненням вакцини у флакони або шприци.
• Hielscher Ultrasonics - ваш багаторічний партнер для надійних ультразвукових систем у фармацевтичній промисловості. Дізнайтеся, на яких етапах виробництва вакцин можна покращити ваше виробництво!

Виробництво вакцин

Ультразвук може бути корисним на різних етапах виробництва вакцини. Щоб виготовити вакцину, насамперед необхідно підготувати сам антиген. Залежно від типу збудника, метод генерації антигену різниться: у той час як віруси вирощуються або на первинних клітинах, таких як курячі яйця (наприклад, для грипу), або на безперервних клітинних лініях, таких як культивовані клітини людини (наприклад, для гепатиту А), бактерії вирощуються в біореакторах (наприклад, Haemophilus influenzae типу b). Рекомбінантні білки, отримані з вірусів або бактерій, можуть вирощуватися також у дріжджах, бактеріях або клітинних культурах. Коли антиген виробляється, він повинен вивільнитися з клітин, в яких він був вирощений.
Вірус може потребувати інактивації, можливо, без додаткового очищення. Рекомбінантні білки потребують багатьох операцій, що включають ультрафільтрацію та колонкову хроматографію. Залежно від складу вакцини додають ад'ювант, стабілізуючі речовини, консерванти. Ад'юванти підсилюють імунну відповідь антигену, стабілізатори та консерванти збільшують термін зберігання.
Під час виготовлення вакцини ультразвук може застосовуватися на різних етапах. Оскільки метод не термічної обробки дозволяє уникнути термічної деградації цінного матеріалу. Нижче наведено найпоширеніші програми, де ультразвук покращує виробництво вакцин:

Дисперсія антигенів

Антигени, такі як фрагмент клітини або білкові антигени, повинні бути однорідно дисперговані в суспензію, полімер або ліпосомальну інкапсуляцію, щоб отримати стабільну формулу вакцини. Давно доведено, що ультразвукова діагностика забезпечує отримання дрібнодисперсних дисперсій у виробництві фармацевтичних препаратів і тому є усталеною технологією в сучасному виробництві вакцин.
Ад'юванти на основі алюмінію, що складаються з дуже дрібних первинних частинок, є широко використовуваним типом ад'юванту, який можна легко об'єднати в функціонуючу одиницю в рецептурах вакцин. Для того щоб поєднати ад'юванти з антигенами, необхідний рівномірний розподіл антигену по всій вакцині, що містить алюміній. Ультразвукова дисперсія готує гомогенні дисперсії антигенів і ад'ювантів (наприклад, альгідрогель™).

лізис клітин & Видобуток

Антигени, що виробляються з мікроорганізмів, повинні вивільнятися з мікробної клітини. Ультразвукова хвороба – це перевірена технологія лізису та екстракції клітин. За допомогою коригування параметрів ультразвукового випромінювання клітини можуть бути перфоровані або порушені, щоб цільові антигени стали доступними і могли бути виділені.

Інактивація збудників

Потужний ультразвук застосовується для руйнування та знищення мікроорганізмів, таких як бактерії та віруси. Наприклад, ультразвукова дезактивація кишкової палички з подальшим опроміненням виявилася найбільш потужним методом приготування ефективної вакцини проти колібактеріозу. [Melamed et al. 1991]
Широко використовуваними методами інактивації мікроорганізмів є термічна пастеризація і стерилізація, які засновані на тривалому впливі високих температур і часто призводять до термічно індукованого погіршення функціональних властивостей. Комбінована обробка ультразвуку і тепла (термозвук) може прискорити швидкість стерилізації; Оскільки термічна інтенсивність і тривалість значно знижується, відбувається термічна деградація термочутливих сполук (наприклад, білків, антигенів). Ультразвукова стерилізація та пастеризація є економічно вигідними, енергозберігаючими та екологічно чистими.

Емульсій & Суспензій

Склади вакцин можуть складатися з водно-ліпідних сумішей. Оскільки водно-ліпідні склади не змішуються, емульсію дрібного розміру необхідно готувати шляхом подолання крапель’ поверхневого натягу або за допомогою поверхнево-активної речовини. Ультразвукова емульгування є добре зарекомендувала себе методикою формулювання нано-емульсії / міні-емульсії, подвійні емульсії та Емульсії Пікерінга. Наприклад, нерозчинні у воді ліпопептиди можуть бути ультразвуково суспендовані антигеном у співвідношенні 1:1 (w/w) у водному розчині.
Далі застосовується ультразвукове дослідження з метою зменшення клітинних агрегатів і рівномірного розподілу однодисперсної клітини в суспензії.

Ад'юванти та консерванти

Вакцини зазвичай містять один або кілька ад'ювантів, які використовуються для посилення імунної відповіді. За допомогою ультразвуку ад'ювантні мікроволокна розплутуються і однорідно диспергуються, завдяки чому поліпшується зв'язування білків на поверхні. Ад'ювантні системи на основі емульсії широко використовуються при розробці та формулюванні вакцин. Такі ад'ювантні системи на основі емульсії можуть бути розроблені з використанням різних типів емульсій, таких як олія у воді (o/w), вода в олії (w/o), вода в олії у воді (w/o/w) або емульсії, стабілізовані білком.
Крім того, додають консерванти, щоб запобігти зараженню вакцини бактеріями або грибками. Консерванти можуть використовуватися на різних етапах виробництва вакцин.
Використання ультразвукових гомогенізаторів сприяє більш рівномірному і тонкому змішуванню і диспергуванню і тим самим є надійним інструментом для більш ефективного виробництва вакцини.

Формулювання & Ліпосомальна інкапсуляція

Ліпосомні інкапсульовані вакцини можуть вводитися перорально, інтраназально, внутрішньом'язово, підшкірно і є вигідним методом доставки вакцини та ад'ювантом, що може покращити цілеспрямовану доставку та зменшити токсичність захоплених антигенів. Ультразвук – це надійна методика інкапсуляції активних сполук у ліпосомальні склади. Детальніше про ультразвукову постановку ліпосом читайте тут!
Для того, щоб сформулювати ветеринарну вакцину проти хвороби Ньюкасла, Zhao et al. (2011) підготували малі одноламмелярні везикули (SUV) з фосфатидилхоліном/холестерином (SUV). Ультразвуково інкапсульована вакцина показала посилену імунну відповідь, вищі титри антитіл IgG та IgM, а також проліферацію Т-клітин та В-клітин.

Дегазація фармацевтичних суспензій

Під час виробництва вакцин і фармацевтичних препаратів, а також перед пакуванням вакцини та рідини, такі як суспензії, розчини, емульсії та кінцеві склади, повинні бути дегазовані. На етапі деаерації видаляються бульбашки газу (наприклад, кисню, вуглекислого газу, які потрапляють в рідину). Ультразвукові хвилі сприяють злиттю бульбашок газу, що потрапили в рідини. Злиті бульбашки мають більш високу плавучість і піднімаються на поверхню рідини. Видалення бульбашок газу може бути посилено при подачі невеликого вакууму на посудину для ультразвукового випромінювання. Ультразвукова дегазація – це проста і швидка методика деаерації водних суспензій.

посилений ріст клітин,

Ультразвукове збудження при інокуляції (процес введення мікроорганізмів в живильне середовище) може посилювати ріст клітинних культур. Інтенсивність ультразвукового випромінювання, температура та час утримання в ультразвукових біореакторах Hielscher можна точно регулювати щодо типу клітини та її вимог.
Наприклад, легка ультразвукова діагностика може бути застосована для збільшення поглинання глюкози клітинами і тим самим стимулювання росту клітинних культур і суспензій. Відомо, що ультразвук збільшує проникність клітин, що, у свою чергу, може посилити обмін поживними речовинами та відходами, що призводить до збільшення виробництва вакцини. Таким чином, можна скоротити час виробництва вакцини та/або збільшити вихід білків, які використовуються як вакцини.

Hielscher Ultrasonics Pharma-Reactors

Hielscher Ultrasonics спеціалізується на виробництві високопотужних ультразвукових систем і соно-біореакторів для впровадження в R&D та промислове виробництво фармацевтичних препаратів (наприклад, Вакцини, API).
Ультразвук може застосовуватися до відкритих посудин, закритих реакторів і реакторів безперервного проточного руху. Всі деталі ультразвукових систем, які контактують з рідким середовищем, виготовляються з нержавіючої сталі, титану або скла. Автоклавні деталі та сантехнічна арматура забезпечують виробництво Фармацевтичний клас Продукти.
Інтелектуальне програмне забезпечення автоматично записує параметри процесу ультразвуку на вбудовану карту пам'яті SD. Точний контроль всіх параметрів ультразвукового апарату забезпечує відтворюваність і надійність результату процесу.

Стандартизація виробництва.
Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics відрізняються високою надійністю і можуть бути точно керовані. Всі промислові ультразвукові апарати можуть бути налаштовані для забезпечення повного діапазону від низьких до дуже високих амплітуд. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Міцність звукорежисерів Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах експлуатації та в складних умовах.