Den viktige rollen av pumper i utvikling og produksjon av vaksine

Mennesker står ovenfor en myriade av patogene trusler, fra den vanlige og sesongtilknyttede influensaen til mer aggressive sykdomsfremkallende stoffer som fører til tilstander som polio, meslinger og den nylige COVID-19. Stoffene som fører til disse tilstandene, er typiske virus eller bakterieceller, og avhengig av deres angrepsmodus, kan det være vanskelig for menneskekroppen å reagere hurtig nok og tilstrekkelig effektivt til å forhindre sykdom.

For å hjelpe til med å forberede og booste effektiviteten til immunsystemets reaksjon på disse patogenene, tas et vanlig forebyggende trinn med administrering av vaksiner. Vaksiner kommer i en rekke former, og hver form er beregnet til å stimulere det menneskelige immunsystemets reaksjon på tilstedeværelsen av patogene stoffer, samtidig som helsen til verten ikke settes i fare i løpet av vaksinasjonsprosessen. Det er dette ønskelige og nødvendige resultatet som fører til vaksineutviklingssykluser på flere måneder til selv flere år. Med slike lange utviklingssykluser er det avgjørende at det gis nøye oppmerksomhet til den maskinvaren som brukes langs hele væskebanen ved hvert utviklingsstadium, for å sikre at vaksinebatcher forblir levedyktige og gir en høy ytelse, samtidig som risikoen for kontaminering minimeres.

De typiske stadiene i vaksineutvikling

Vaksineutvikling starter typisk sett med å identifisere den faktiske patogentrusselen. Når denne sykdomsfremkallende agensen er identifisert, kan forskningen påbegynnes for å bestemme den mest effektive formen som en vaksine skal ha, inkludert følgende:

• Levende vaksiner består av svekkede versjoner av de faktiske patogenene. På grunn av likheten til den svekkede versjonen av patogenet i forhold til det faktiske patogenet, er levende svekkede vaksiner typisk svært effektive til å stimulere et varig immunforsvar. Men det finnes en risiko for at spesielt de mottakerne med underliggende helseproblemer ville bli forhindret i en frisk immunrespons.
• Inaktiverte vaksiner består typisk sett av fullstendig inaktive sykdomsfremkallende agenser. Mens de er tryggere for en bredere mottakerbase, er de også typisk sett mindre effektive til å stimulere en varig immunreaksjon og krever derfor ofte boostere for å sikre at mottakerens immunsystemrespons er fullstendig forberedt til å reagere på tilstedeværelsen av levende patogener.
• Underenhets, rekombinante, polysakkaride og konjugatvaksiner er utviklet ved bruk av spesifikke fragmenter av de sykdomsfremkallende agensene. Disse fragmentene er ofte forbundet med områder eller funksjoner av patogenet som utløser den naturlige immunreaksjonen fra verten. På grunn av naturen til disse vaksinene er de generelt både svært trygge for mottakeren og høyst effektive til å prime vertens immunsystem til å reagere aggressivt når det merker tilstedeværelsen av disse fragmentene.
• Toksoide vaksiner er bygget rundt de inaktiverte versjonene av toksinene som frigis av de sykdomsfremkallende stoffene når de kommer i kontakt med menneskekroppen. De jobber for å forberede menneskets immunsystem til å hurtigere identifisere tilstedeværelsen av toksinene og deretter fokusere immunreaksjonen i området der toksinen blir funnet. Disse typene av vaksiner kan noen ganger ha kun begrenset effektivitet og krever derfor boostere for å opprettholde det nødvendige nivået av effektivitet som kreves for tilstrekkelig immunrespons.

Når den riktige vaksinetypen har blitt identifisert, må vaksinen gjennomgå en streng og kompleks produksjonssyklus. Trinnene i denne syklusen kan generelt beskrives som følger:

1. Dyrking – i dette stadiet dyrkes såbatchen av patogener og drives frem til å produsere mye større batcher av patogenet. På dette stadiet må ting som temperatur, pH, næringsmiddelbalanse osv. vurderes fullstendig, overvåkes og kontrolleres.
2. Klarering/rensing – Når målmengden av den sykdomsfremkallende agensen har blitt vellykket produsert, gjennomgår batchen en prosess som fjerner alle spor av støttemediene. Dette sikrer at den rensede agensen er klar for neste stadium av utviklingen og til slutt for emballering og distribuering.
3. Klargjøring for fylling/emballasje – I løpet av dette stadiet tas alle nødvendige trinn (f.eks. inaktivering) for batchinnholdet for å klargjøre det for de endelige produksjonstrinnene og for å garantere vertens sikkerhet.
4. Fylling/emballasje – I dette stadiet fylles vaksinen oftest i sprøyter og hetteglass for sluttbrukerforbruk. Det tas tiltak for å sikre at det ferdige produktet er stabilt og levedyktig, samtidig som det utvises nøye oppmerksomhet for å garantere vertenes sikkerhet.

Overføring av vaksineinnhold gjennom produksjonssyklusen

Hvert trinn av produksjonssyklusen krever forsiktig overføring av batchvæsken. På grunn av naturen til de fleste vaksinene – da de ofte inneholder enten aktive eller inaktive patogener – og fordi det er tilstedeværelsen av disse sykdomsfremkallende agensene som gjør det mulig for vaksinene å være effektive, er det avgjørende at utstyret og maskinvaren som brukes i løpet av væskebanen er designet til å opprettholde patogenets levedyktighet.

Med de typiske vaksinene som er sensitive overfor skjærekraftnivået som de utsettes for, kan pumpeteknologier som vår hoder være svært effektive pumpealternativer. Drivenhetene tilbyr rustfrie stålhus for enkel rengjøring, og Cytoflow-pumpehodene er slangepumpehoder som har en unik konveks ruller og konkav slangesengdesign som reduserer skjæring og har blitt vist i uavhengige studier å forbedre helhetlig ytelse, samtidig som skaden på cellulært eller viralt innhold i vaksinen minimeres. Når disse pumpedrivenhetene og hodene kombineres med slanger som både bærer de nødvendige lovbestemte andelene og tilbyr nødvendig levetid for hvert trinn av vaksineutvikling, kan høy ytelse av fullført produkt realiseres.

I applikasjoner der høyere trykk kan finnes – slik som i løpet av et tangentielt flowfiltreringstrinn (TFF) i renseprosessen – ville det anbefalte pumpesystemet involvere kobling av Masterflex L/S-prosesspumpedrivenheten som tidligere ble fremhevet, med det innovative Quattroflow™ pumpehodet. Dette unike firekammers membranpumpehodet støtter forhøyede trykk, samtidig som de lave skjæreegenskapene som er nødvendig for å sikre høy ytelse av levedyktig vaksinemateriale i hver batch som behandles opprettholdes.

For de applikasjoner der kun patogenfragmenter brukes og der opprettholdelse av viral eller bakteriell integritet ikke er like viktig, kan bruk av en Masterflex L/S eller I/P prosessdrivenhet i rustfritt stål kombinert med et mer tradisjonelt Easy-Load^® II pumpehode kan være verdt å vurdere. Denne velaksepterte drivenheten og hodealternativet tilbyr pålitelig slangepumpeytelse til rimeligere pris i sammenligning med Cytoflow- eller Quattroflow-alternativene som tidligere ble fremhevet. Og på grunn av den integrerte brukervennlige designen, er det ofte førstevalget til mange kunder over hele verden.

Det er en fordel, da både de tradisjonelle slangepumpeløsningene som bruker Cytoflow-pumpehodet og Easy-Load II-pumpehodet, samt Quattroflow-pumpehodealternativet med høyere trykk, lett kan brukes i applikasjoner til engangsbruk, noe som fører til minimal driftsstanstid og økte kostnadsbesparelser.

Utnyttelse av pumpeteknologi for ekte fordeler i vaksineutvikling

Som diskutert er vaksineutvikling en tidsintensiv og kompleks prosess; en som må resultere i høy ytelse med minimal kontaminering og driftsstanstid. Ved å velge et Masterflex-pumpesystem som er ideelt skreddersydd for disse krevende applikasjonene, kan de som er involvert i vaksineutvikling realisere kostnadsbesparelser, samt utnytte integrerte brukervennlige funksjoner som bransjefolk setter pris på. Ved kombinasjon med det tilgjengelige brede utvalget av Masterflex-slanger, er det sikkert at det blir en Masterflex-løsning for praktisk talt enhver væskeoverføring eller ethvert dispenseringsbehov i løpet av vaksineutviklingssyklusen.

Vaksinebilde: Angelo Esslinger hos Pixabay