Siêu âm trong sản xuất vắc-xin

Siêu âm là phương pháp đã được chứng minh để phá hủy hoặc bất hoạt vi-rút, vi khuẩn và nấm men. Ngoài ra, máy siêu âm còn là thiết bị đáng tin cậy để ly giải tế bào, ví dụ như tế bào vi-rút hoặc vi khuẩn, và giải phóng các thành phần nội bào, ví dụ như protein, DNA/RNA, enzyme và các chất có hoạt tính sinh học. Vì vậy, máy siêu âm Hielscher thường được sử dụng như một kỹ thuật xử lý tế bào và vi-rút đáng tin cậy trong quá trình sản xuất vắc-xin. Sau đó, quá trình đồng nhất hóa bằng siêu âm được sử dụng để bào chế các hệ mang nano lipid rắn hoặc liposome, trong khi quá trình phân tán và phá kết tụ bằng siêu âm được áp dụng ở nhiều bước trong quá trình sản xuất vắc-xin để thu được huyền phù đồng nhất.

Sản xuất vắc-xin bằng siêu âm

Để bào chế vắc-xin, bao gồm vắc-xin bất hoạt, vắc-xin giảm độc lực, vắc-xin tiểu đơn vị protein hoặc vắc-xin liên hợp, tế bào phải được bất hoạt, ly giải hoặc tiêu diệt. Với liều lượng và cường độ siêu âm thích hợp, tế bào và vi sinh vật có thể được xử lý phù hợp với mục tiêu của quy trình.

Áp dụng sóng siêu âm để:

• phá vỡ và ly giải tế bào
• bất hoạt tế bào vi-rút và vi khuẩn
• giải phóng các thành phần nội bào, ví dụ như protein, kháng nguyên
• kích thích hoạt động của vi khuẩn
• điều chế hệ mang thuốc nano
• hoạt hóa/ bất hoạt enzyme
• điều chế nhũ tương nano và nhũ tương kép

Các ứng dụng khác của máy siêu âm trong sản xuất vắc-xin

Trong sản xuất vắc-xin, máy siêu âm Hielscher đóng vai trò quan trọng ở nhiều giai đoạn, bao gồm sản xuất kháng nguyên, bao gói, bào chế và bước khử khí thiết yếu trước khi chiết rót vắc-xin vào lọ hoặc bơm tiêm.
 
Phân tán kháng nguyên:
Để có được công thức vắc-xin ổn định, các kháng nguyên, chẳng hạn như mảnh tế bào hoặc kháng nguyên protein, nhất thiết phải được phân tán đồng đều trong huyền phù, polymer hoặc các hệ bao gói liposome. Xử lý bằng siêu âm là kỹ thuật đã được chứng minh và sử dụng lâu năm trong sản xuất dược phẩm, thể hiện hiệu quả trong việc tạo ra các hệ phân tán mịn, nhờ đó trở thành một công cụ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vắc-xin hiện đại.
 
Tá dược bổ trợ:
Việc trộn và đồng nhất hóa tá dược bổ trợ vào công thức vắc-xin được thực hiện một cách đáng tin cậy và hiệu quả bằng siêu âm. Một loại tá dược bổ trợ phổ biến được sử dụng trong công thức vắc-xin là tá dược bổ trợ gốc nhôm, gồm các hạt sơ cấp rất nhỏ có thể dễ dàng kết tụ thành một đơn vị chức năng. Để kết hợp thành công với kháng nguyên, cần phân bố kháng nguyên đồng đều trong toàn bộ vắc-xin chứa nhôm. Quá trình phân tán bằng siêu âm đáp ứng mục đích này bằng cách tạo ra các hệ phân tán đồng nhất của kháng nguyên và tá dược bổ trợ, chẳng hạn như Alhydrogel™.
 
Bất hoạt mầm bệnh:
Ngoài ra, siêu âm công suất cao còn được ứng dụng để bất hoạt các mầm bệnh như vi khuẩn và vi-rút. Trong việc điều chế vắc-xin hiệu quả phòng bệnh do E. coli, bất hoạt E. coli bằng siêu âm, sau đó chiếu xạ, đã được chứng minh là kỹ thuật có hiệu lực mạnh nhất.
 
Bất hoạt và ổn định vi sinh vật:
Theo phương pháp truyền thống, vi sinh vật được bất hoạt bằng thanh trùng và tiệt trùng bằng nhiệt, đòi hỏi tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ cao, thường dẫn đến suy giảm các đặc tính chức năng do nhiệt. Tuy nhiên, sự kết hợp giữa siêu âm và nhiệt, được gọi là xử lý siêu âm kết hợp nhiệt, mang lại tốc độ tiệt trùng nhanh hơn với mức độ và thời gian xử lý nhiệt giảm đáng kể. Điều này đặc biệt có lợi cho việc bảo toàn các hợp chất nhạy nhiệt, chẳng hạn như protein và kháng nguyên. Quá trình tiệt trùng và thanh trùng bằng siêu âm không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.
 
Liposome và hệ mang nano:
Máy siêu âm Hielscher được sử dụng để bào chế thuốc và vắc-xin dưới dạng liposome và các hệ mang thuốc có cấu trúc nano như hạt nano lipid rắn. Xử lý bằng siêu âm là kỹ thuật hiệu quả và đáng tin cậy để bao gói hoạt chất trong liposome và hạt nano. Trong quá trình bao gói bằng siêu âm, kích thước của liposome và hệ mang nano có thể được kiểm soát chính xác, tạo ra hệ đưa thuốc có tính nhất quán và đồng đều cao hơn. Đồng thời, máy siêu âm dạng đầu dò giúp tăng khả năng nạp thuốc: Các lực cơ học sinh ra trong quá trình siêu âm góp phần cải thiện hiệu suất bao gói thuốc, bảo đảm lượng thuốc được đưa vào hệ mang cao hơn. Bao gói bằng siêu âm cũng giúp cải thiện độ ổn định vì siêu âm thúc đẩy sự hình thành các liposome và hệ mang nano ổn định, vốn là yếu tố thiết yếu để ứng dụng thành công trong việc đưa vắc-xin vào cơ thể.
 

 

Tìm thông tin chuyên sâu và các nghiên cứu khoa học về những ứng dụng cụ thể của siêu âm hỗ trợ trong lĩnh vực vắc-xin:

• Giải pháp siêu âm để cải thiện sản xuất vắc-xin
• Vắc-xin dùng qua đường mũi được bao gói nano
• Ly giải tế bào được biến đổi bằng công nghệ sinh học bằng siêu âm
• Bao gói thuốc trong hạt nano lipid
• Xử lý hạt nano bằng siêu âm cho dược phẩm
• Máy siêu âm để ly giải E. coli

Điều chế vắc-xin bằng siêu âm ở quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp

Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều loại thiết bị siêu âm, từ máy siêu âm quy mô phòng thí nghiệm đến máy đồng nhất hóa siêu âm đạt tiêu chuẩn công nghiệp đầy đủ cho sản xuất thương mại. Chúng tôi đáp ứng nhu cầu của bạn từ máy siêu âm nhỏ cho bộ phận nghiên cứu đến xử lý toàn bộ dòng dược phẩm được sản xuất thương mại.

Đáng tin cậy và có thể điều chỉnh theo nhu cầu ứng dụng của bạn

Bằng cách điều chỉnh các thông số xử lý siêu âm, có thể kiểm soát chính xác tác động của siêu âm. Điều này có nghĩa là biên độ thấp và thời gian siêu âm ngắn tạo ra tác động rất nhẹ, trong khi biên độ cao, áp suất tăng và thời gian siêu âm dài hơn tạo ra quá trình xử lý mạnh.
Hielscher cung cấp các thiết bị siêu âm mạnh mẽ có thể được kiểm soát chính xác theo yêu cầu của quy trình. Danh mục sản phẩm được bổ sung đầy đủ với nhiều loại đầu phát siêu âm và phụ kiện.

An toàn và sạch sẽ

Máy siêu âm Hielscher có thể dễ dàng được lắp đặt trong phòng thí nghiệm phòng sạch và cơ sở sản xuất. Vỏ thiết bị của chúng tôi được làm từ nhựa kháng khuẩn hoặc thép không gỉ. Tất cả các bộ phận tiếp xúc với môi chất, chẳng hạn như đầu phát siêu âm và buồng dòng chảy của chúng tôi, đều được làm từ titan hoặc thép không gỉ và có thể được tiệt trùng bằng hơi nước trong nồi hấp.
Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều loại máy siêu âm dạng đầu dò tiêu chuẩn và phụ kiện, cũng như thiết bị tùy chỉnh.

Ưu điểm

có thể điều chỉnh chính xác theo quy trình

xử lý sạch sẽ và hợp vệ sinh

khả năng tái lập cao

mở rộng quy mô tuyến tính

vận hành dễ dàng và an toàn

thiết bị đáng tin cậy và bền chắc

hiệu suất cao

 

Video giới thiệu hệ thống chuẩn bị mẫu bằng siêu âm UIP400MTP, cho phép chuẩn bị mẫu tin cậy trên mọi loại đĩa nhiều giếng tiêu chuẩn bằng siêu âm cường độ cao. Các ứng dụng điển hình của UIP400MTP bao gồm ly giải tế bào, cắt phân mảnh DNA, RNA và chất nhiễm sắc, cũng như chiết xuất protein.

 

---

Tài liệu/Tài liệu tham khảo

• 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.