Giải pháp siêu âm để cải thiện sản xuất vắc-xin

• Sonication được sử dụng trong các bước khác nhau của việc chuẩn bị vắc-xin: để ly giải tế bào, để đồng nhất huyền phù tế bào, để kích thích sự phát triển của tế bào, để đóng gói, để liên kết protein bổ trợ, v.v.
• Hielscher sonicators được sử dụng trong sản xuất kháng nguyên, đóng gói và xây dựng cũng như trong bước khử khí trước khi đổ vắc-xin vào lọ hoặc ống tiêm.
• Hielscher Ultrasonics là đối tác lâu năm của bạn cho các hệ thống siêu âm đáng tin cậy trong ngành công nghiệp dược phẩm. Tìm hiểu trong quá trình nào các bước sản xuất vắc-xin có thể cải thiện sản xuất của bạn!

Sản xuất vắc-xin

Ultrasonication có thể có lợi trong các giai đoạn khác nhau của sản xuất vắc-xin. Để sản xuất vắc-xin, bước đầu tiên là tự chuẩn bị kháng nguyên. Tùy thuộc vào loại mầm bệnh, metod của việc tạo kháng nguyên khác nhau: Trong khi virus được phát triển trên các tế bào chính như trứng gà (ví dụ như cúm) hoặc trên các dòng tế bào liên tục như tế bào người nuôi cấy (ví dụ như viêm gan A), vi khuẩn được nuôi cấy trong các lò phản ứng sinh học (ví dụ như Haemophilus influenzae loại b). Protein tái tổ hợp, có nguồn gốc từ virus hoặc vi khuẩn, cũng có thể được phát triển trong nấm men, vi khuẩn hoặc nuôi cấy tế bào. Khi kháng nguyên được sản xuất, nó phải được giải phóng khỏi các tế bào mà nó đã được phát triển.
Một virus có thể cần phải được bất hoạt, có thể không cần phải tinh chế thêm. Protein tái tổ hợp cần nhiều hoạt động liên quan đến siêu lọc và sắc ký cột. Tùy thuộc vào công thức vắc-xin, một chất bổ trợ, chất ổn định và chất bảo quản được thêm vào. Chất bổ trợ tăng cường phản ứng miễn dịch của kháng nguyên, chất ổn định và chất bảo quản làm tăng thời hạn sử dụng.
Trong quá trình sản xuất vắc-xin, sonication có thể được áp dụng ở các giai đoạn khác nhau. Là một phương pháp xử lý không nhiệt, tránh sự xuống cấp nhiệt của vật liệu có giá trị. Tìm bên dưới các ứng dụng phổ biến nhất trong đó siêu âm cải thiện việc sản xuất vắc-xin:

Phân tán kháng nguyên

Các kháng nguyên như mảnh tế bào hoặc kháng nguyên protein phải được phân tán đồng nhất thành hỗn dịch, polymer hoặc đóng gói liposome để có được công thức vắc-xin ổn định. Sonication được chứng minh lâu dài để chuẩn bị phân tán tốt trong sản xuất dược phẩm và do đó là một kỹ thuật được thiết lập trong sản xuất vắc-xin hiện đại.
Chất bổ trợ dựa trên nhôm, bao gồm các hạt chính rất nhỏ, là một loại tá dược thường được sử dụng, có thể dễ dàng tổng hợp thành một đơn vị hoạt động trong các công thức vắc-xin. Để kết hợp tá dược với kháng nguyên, cần có sự phân bố kháng nguyên đồng đều trong toàn bộ vắc-xin chứa nhôm. Phân tán siêu âm chuẩn bị sự phân tán đồng nhất của kháng nguyên và tá dược (ví dụ Alhydrogel™).

Ly giải tế bào & Khai thác

Các kháng nguyên được tạo ra từ vi sinh vật phải được giải phóng khỏi tế bào vi sinh vật. Sonication là một công nghệ đã được chứng minh về ly giải và chiết xuất tế bào. Bằng cách điều chỉnh các thông số sonication, các tế bào có thể được đục lỗ hoặc phá vỡ để các kháng nguyên được nhắm mục tiêu trở nên có sẵn và có thể được phân lập.

Bất hoạt mầm bệnh

Siêu âm điện được áp dụng để phá vỡ và tiêu diệt các vi sinh vật như vi khuẩn và virus. Ví dụ, siêu âm vô hiệu hóa E. coli sau đó chiếu xạ đã được chứng minh là kỹ thuật mạnh nhất để chuẩn bị vắc-xin colibacillosis hiệu quả. [Melamed và cộng sự 1991]
Các kỹ thuật thường được sử dụng để bất hoạt vi sinh vật là thanh trùng và khử trùng nhiệt, dựa trên việc tiếp xúc lâu với nhiệt độ cao và thường dẫn đến suy giảm các đặc tính chức năng do nhiệt. Một điều trị kết hợp của sonication và nhiệt (thermo-sonication) có thể đẩy nhanh tốc độ khử trùng; Vì cường độ và thời gian nhiệt giảm đáng kể, sự thoái hóa nhiệt của các hợp chất nhạy cảm với nhiệt (ví dụ protein, kháng nguyên). Khử trùng siêu âm và thanh trùng là chi phí-hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.

nhũ tương & Đình chỉ

Công thức vắc-xin có thể bao gồm hỗn hợp nước-lipid. Vì các công thức nước-lipid là không thể trộn lẫn, một nhũ tương kích thước tốt phải được chuẩn bị bằng cách khắc phục các giọt’ sức căng bề mặt hoặc sử dụng chất hoạt động bề mặt. Nhũ tương siêu âm là một kỹ thuật được thiết lập tốt để xây dựng Nhũ tương nano? mini-emulsions, double emulsions, and Nhũ tương Pickering. Ví dụ, lipopeptide không tan trong nước có thể được treo siêu âm với kháng nguyên theo tỷ lệ 1: 1 (w? w) trong dung dịch nước.
Hơn nữa, sonication được áp dụng để giảm tập hợp tế bào và phân phối tế bào phân tán đơn đều trong hệ thống treo.

Chất bổ trợ và chất bảo quản

Vắc-xin thường chứa một hoặc nhiều tá dược, được sử dụng để tăng cường phản ứng miễn dịch. Bằng cách siêu âm, các vi sợi bổ trợ được tách ra và phân tán đồng nhất để liên kết protein trên bề mặt được cải thiện. Hệ thống tá dược dựa trên nhũ tương được sử dụng rộng rãi trong phát triển và xây dựng vắc-xin. Các hệ thống bổ trợ dựa trên nhũ tương như vậy có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các loại nhũ tương khác nhau như dầu trong nước (o? w), nước trong dầu (w? o), nước trong dầu trong nước (w? o? w) hoặc nhũ tương ổn định protein.
Hơn nữa, chất bảo quản được thêm vào để ngăn ngừa ô nhiễm vắc-xin với vi khuẩn hoặc nấm. Chất bảo quản có thể được sử dụng ở các giai đoạn sản xuất vắc-xin khác nhau.
Việc sử dụng đồng nhất siêu âm thúc đẩy sự pha trộn và phân tán đồng đều và tốt hơn và do đó là một công cụ đáng tin cậy để sản xuất vắc-xin hiệu quả hơn.

Xây dựng & Đóng gói liposome

Vắc-xin đóng gói liposome có thể được tiêm bằng đường uống, mũi, tiêm bắp, tiêm dưới da và là một phương pháp phân phối vắc-xin và tá dược thuận lợi, có thể cải thiện việc phân phối mục tiêu và giảm độc tính của các kháng nguyên bị mắc kẹt. Sonication là một kỹ thuật đáng tin cậy để đóng gói các hợp chất hoạt động vào các công thức liposome. Đọc ở đây thêm về công thức siêu âm của liposome!
Ví dụ, để xây dựng một loại vắc-xin thú y chống lại bệnh Newcastle, Zhao et al. (2011) đã chuẩn bị một túi đơn bào nhỏ phosphatidylcholine? cholesterol (SUV) dưới sonication. Vắc-xin đóng gói siêu âm cho thấy phản ứng miễn dịch tăng cường, chuẩn độ kháng thể IgG và IgM cao hơn cũng như tăng sinh tế bào T và tế bào B.

Khử khí huyền phù dược phẩm

Trong quá trình sản xuất vắc-xin và dược phẩm và trước khi đóng gói, vắc-xin và chất lỏng như huyền phù, dung dịch, nhũ tương và công thức cuối cùng phải được khử khí. Trong bước khử khí? khử sục khí, bong bóng khí (ví dụ: oxy, carbon dioxide, bị mắc kẹt trong chất lỏng, được loại bỏ. Sóng siêu âm thúc đẩy sự kết hợp của bong bóng khí bị mắc kẹt trong chất lỏng. Các bong bóng kết hợp có độ nổi cao hơn và nổi lên bề mặt chất lỏng. Việc loại bỏ bong bóng khí có thể được tăng cường khi một chân không nhẹ được áp dụng cho tàu sonication. Ultrasonically hỗ trợ khử khí là một kỹ thuật khử khí dễ dàng và nhanh chóng của huyền phù nước.

Tăng cường tăng trưởng tế bào

Kích động siêu âm trong quá trình cấy (quá trình đưa vi sinh vật vào môi trường nuôi cấy) có thể làm tăng sự phát triển của nuôi cấy tế bào. Cường độ sonication, nhiệt độ và thời gian lưu giữ trong lò phản ứng sinh học siêu âm Hielscher có thể được quy định chính xác về loại tế bào và yêu cầu của nó.
Ví dụ, sonication nhẹ có thể được áp dụng để tăng sự hấp thu glucose của các tế bào và thúc đẩy sự phát triển của nuôi cấy tế bào và huyền phù. Siêu âm được biết là làm tăng tính thấm của tế bào, do đó, có thể tăng cường trao đổi chất dinh dưỡng? chất thải do đó dẫn đến tăng cường sản xuất vắc-xin. Qua đó, thời gian sản xuất vắc xin có thể được rút ngắn và? hoặc năng suất protein được sử dụng làm vắc xin có thể được tăng lên.

Hielscher Ultrasonics Pharma-Lò phản ứng

Hielscher Ultrasonics chuyên sản xuất các hệ thống siêu âm công suất cao và lò phản ứng sinh học sono để thực hiện trong R&D và sản xuất công nghiệp dược phẩm (ví dụ: Vaccine, Api).
Sonication có thể được áp dụng cho các tàu mở, lò phản ứng kín và lò phản ứng chảy qua liên tục. Tất cả các bộ phận của hệ thống siêu âm, tiếp xúc với môi trường lỏng, được làm từ thép không gỉ, titan hoặc thủy tinh. Các bộ phận hấp tiệt trùng và phụ kiện vệ sinh đảm bảo sản xuất Cấp dược phẩm Sản phẩm.
Phần mềm thông minh ghi lại các thông số của quá trình sonication tự động trên thẻ nhớ SD tích hợp. Việc kiểm soát chính xác tất cả các thông số sonication đảm bảo khả năng tái tạo và độ tin cậy của kết quả quá trình.

Tiêu chuẩn hóa sản xuất.
Hielscher Ultrasonics bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có độ tin cậy cao và có thể được kiểm soát chính xác. Tất cả các ultrasonicators công nghiệp có thể điều chỉnh để cung cấp đầy đủ phạm vi từ biên độ thấp đến rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của sonicators Hielscher cho phép hoạt động 24/7 dưới nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.