Pumparnas viktiga roll inom vaccinutveckling och -produktion
Vi människor ställs inför en mängd patogena hot, från den vanliga säsongsinfluensan, till aggressivare, sjukdomsalstrande organismer som leder till polio, mässlingen och nu senast COVID-19. De organismer som bär på dessa sjukdomar är normalt virus eller bakterier, och – beroende på hur de angriper – kan det vara svårt för människokroppen att svara tillräckligt snabbt och effektivt för att stå emot sjukdomar.
Som en hjälp i att förbereda och stärka effektiviteten i immunsystemets respons på dessa patogener är ett vanligt förebyggande steg att ge vaccin. Vacciner finns i en mängd olika former, och var och en skall stimulera människokroppens immunrespons på förekomsten av de patogena organismerna, samtidigt som det måste säkerställas att värdens hälsa under vaccinationsprocessen inte äventyras. Det är detta önskade och nödvändiga resultat som leder till vaccinutvecklingscykler på allt ifrån flera månader, till flera år. Med så långa utvecklingscykler är det viktigt att stor uppmärksamhet riktas åt den maskinvara som används längs hela vätskevägen i varje utvecklingsskede, för att säkerställa att vaccinbatcharna förblir livsdugliga och ge en hög avkastning, samtidigt som kontamineringsrisken minimeras.
Typiska skeden inom vaccinutveckling
Vaccinutveckling inleds vanligtvis genom att man identifierar det aktuella patogena hotet. När den sjukdomsalstrande organismen har identifierats kan forskningen starta, med att bestämma vilken vaccinform som är den effektivaste, inkl. följande:
- Livsförsvagande vacciner består av försvagade versioner av den aktuella patogenen. Genom likheten mellan den försvagade versionen av patogenen och den faktiska patogenen, är livsförsvagande vacciner normalt mycket effektiva i att stimulera en långvarig immunrespons. Men de utgör en risk i synnerhet för de mottagare som kan ha underliggande hälsoproblem som lägger hinder i vägen för ett friskt immunsystem.
- Inaktiverade vacciner består vanligen av helt inaktiva sjukdomsalstrande organismer. Samtidigt som de säkrare för en större mottagarbas är de också normalt mindre effektiva i att stimulera en varaktig immunrespons och kräver då ofta boosters för att säkerställa att mottagarens immunsystemrespons är fullt förberedd på att svara upp mot förekomsten av levande patogena organismer.
- Underenhets-, rekombinant, polysackarid- och konjugatvacciner utvecklas med hjälp av specifika fragment av de sjukdomsalstrande organismerna. Dessa fragment förknippas vanligtvis med sådana områden eller egenskaper hos patogenen som utlöser värdorganismens naturliga immunförsvar. På basis av dessa vacciners natur är de båda generellt mycket säkra för mottagaren och mycket effektiva i att förbereda värdens immunsystem att svara aggressivt när det känner av förekomsten av sådana fragment.
- Toxoida vacciner byggs upp runt de inaktiverade versionerna av de toxiner som frisätts av de sjukdomsalstrande organismerna när de kommer i kontakt med människokroppen. De arbetar för att förbereda människans immunsystem för att snabbare identifiera närvaron av toxiner, och sedan fokusera immunresponsen i det område där toxinet finns. Dessa typer av vaccin kan ibland ha en endast begränsad effektivitet och kräver därför ”boosters” för att upprätthålla den erforderliga nivån av verkan som krävs för en adekvat immunrespons.
När rätt typ av vaccin väl har identifierats måste vaccinet genomgå en rigorös och komplex tillverkningscykel. Stegen i denna cykel kan generellt beskrivas så här:
- Odling – under denna fas odlas utgångsbatchen med patogener och fås att växa för att producera mycket större batchar av patogenen. Nu måste alla faktorer som temperatur, pH, näringsämnesbalans etc. övervägas, övervakas och kontrolleras.
- Klarning / extraktion – när målkvantiteten av den sjukdomsalstrande organismen har producerats, går batchen igenom en process som avlägsnar alla spår av stödmediet. Detta säkerställer att det extraherade ämnet är redo för nästa steg i utvecklingen och slutligen för förpackning och distribution.
- Förberedelse inför fyllning/förpackning – under detta steg tas alla nödvändiga steg (t.ex. inaktivering) för batchinnehållet för att förbereda det inför slutskedena i produktionen och att trygga värdens säkerhet.
- Fyllning/förslutning – i detta skede tappas vaccinet oftast i sprutor och flaskor för slutanvändarförbrukning. Åtgärder vidtas för att säkerställa att slutprodukten är stabil och livsduglig, och stor uppmärksamhet ägnas åt att trygga värdarnas säkerhet.
Överföring av vaccininnehåll i hela produktionscykeln
Varje steg i produktionscykeln kräver omsorgsfull överföring av batchvätskan. Sett till de flesta vacciners natur – vilka ofta innehåller antingen aktiva eller inaktiva patogener – och eftersom det är förekomsten av dessa sjukdomsalstrande organismer som gör det möjligt för vaccinerna att verka, är det viktigt att den utrustning och maskinvara som används längs hela vätskevägen har utformats för att upprätthålla patogenlivsdugligheten.
Eftersom typiska vacciner kan vara känsliga för nivån på de skjuvkrafter som de exponeras för, kan pumpteknologier såsom våra huvuden vara mycket effektiva pumpalternativ. Drivenheterna har höljen i rostfritt stål för enkel rengöring, och Cytoflow pumphuvuden är pumphuvuden i peristaltiska pumpar som har en unik, konvex rulle och en konkav rörbäddsdesign som minskar skjuvkraften och som i oberoende studier har visat sig förbättra den totala avkastningen, samtidigt som skadorna på vaccinets cellulära eller virala innehåll minimeras. När dessa pumpdrivenheter och -huvuden kopplas med slang som både har erforderliga myndighetsklassningar och som erbjuder den livslängd som krävs för varje skede i vaccinutvecklingen, kan en hög avkastning för slutprodukten uppnås.
I tillämpningar där det kan råda högre tryck – t.ex. under ett steg i den tangentiella flödesfiltreringen (TFF) i extraktionsprocessen – skulle det rekommenderade pumpsystemet innefatta en anslutning av Masterflex L/S processpumpdrivenhet som nämnts ovan, till det innovativa Quattroflow™ pumphuvudet. Detta unika pumphuvud har fyra kamrar och klarar förhöjda tryck, samtidigt som det upprätthåller de egenskaper för låg skjuvkraft som krävs för att uppnå en hög avkastning av livsdugligt vaccinmaterial i varje bearbetad batch.
För tillämpningar där endast patogenfragment används och där upprätthållandet av viral eller bakteriell integritet inte är lika viktigt, kan det vara värt att överväga att använda en Masterflex L/S eller I/P processdrivenhet i rostfritt stål kopplad till ett mer traditionellt Easy-Load® II pumphuvud. Detta väl accepterade drivenhets- och huvudlösning erbjuder tillförlitliga prestanda hos peristaltiska pumpar till ett kostnadsförmånligare pris, jämfört med Cytoflow eller Quattroflow som vi talade om tidigare. Och genom sin inneboende användarvänliga design, är det ofta förstahandsvalet bland många kunder världen över.
Till fördelarna hör att både traditionella peristaltiska pumplösningar som använder Cytoflow pumphuvud och Easy-Load II pumphuvud samt Quattroflow pumphuvud för högre tryck, kan användas väl i engångstillämpningar, med minimal stilleståndstid och större kostnadsbesparingar.
Förstärkande pumpteknologier för verkliga fördelar inom vaccinutveckling
Som vi redan har pratat om, är vaccinframtagning en tidskrävande och komplex process; den måste resultera i hög avkastning med minimal kontaminering och stilleståndstid. Genom att välja ett Masterflex pumpsystem som är idealiskt anpassat för dessa krävande tillämpningar kan instanser som arbetar med vaccinutveckling uppnå kostnadsbesparingar och stärka de inneboende lättanvända funktioner som många i branschen uppskattar. I kombination med det stora urvalet av Masterflex-slang, finns det alldeles säkert en Masterflex-lösning för så gott som alla vätsketransfer- eller dispenseringebehov i hela vaccinutvecklingscykeln.
Upphovsman, vaccinbild: Angelo Esslinger, Pixabay
Mediaberedning