Pumpernes vigtige rolle i udvikling og produktion af vacciner

Mennesket står over for et utal af patogene trusler, lige fra den almindelige og sæsonbestemte influenza til mere aggressive sygdomsfremkaldende agenser, der fører til sygdomme som polio, mæslinger og senest COVID-19. De agenser, der fører til sådanne tilstande, er typisk virus eller bakterieceller, og – alt efter deres angrebsmetode – kan det være vanskeligt for menneskekroppen at reagere hurtigt og effektivt nok til at forhindre sygdom.

For at hjælpe med at forberede og øge effektiviteten af immunsystemets reaktion på disse patogener er et af de almindelige forebyggende skridt, der tages, at give vacciner. Vacciner findes i forskellige former, og hver form har til formål at stimulere menneskekroppens immunforsvar mod tilstedeværelsen af patogene agenser, samtidig med at værtens sundhed ikke bringes i fare under vaccinationsprocessen. Det er dette ønskede og nødvendige resultat, der fører til vaccineudviklingscyklusser, der varer flere måneder og endda flere år. Med så lange udviklingscyklusser er det afgørende, at der lægges stor vægt på den hardware, der anvendes igennem hele væskevejen i hvert udviklingsstadie, for at sikre, at vaccinepartier forbliver levedygtige og giver et højt udbytte, samtidig med at risikoen for kontaminering minimeres.

De typiske faser i udviklingen af vacciner

Vaccineudvikling starter typisk med at identificere den aktuelle patogene trussel. Når den sygdomsfremkaldende agens er identificeret, kan forskningen begynde at bestemme den mest effektive form, som en vaccine skulle have, herunder følgende:

• Levende svækkede vacciner består af svækkede versioner af det faktiske patogen. På grund af ligheden mellem den svækkede version af patogenet og det egentlige patogen er levende svækkede vacciner typisk meget effektive til at stimulere et varigt immunrespons. De er dog forbundet med en risiko, især for de modtagere, der kan have underliggende sundhedsproblemer, som kan hindre et sundt immunrespons.
• Inaktiverede vacciner består typisk af helt inaktive sygdomsfremkaldende agenser. Selvom de er sikrere for en bredere modtagerkreds, er de også typisk mindre effektive til at stimulere et varigt immunrespons og kræver derfor ofte boostere for at sikre, at modtagerens immunsystem er helt parat til at reagere på tilstedeværelsen af levende patogene agenser.
• Underenhedsvacciner, rekombinante vacciner, polysaccharidvacciner og konjugatvacciner udvikles ved hjælp af specifikke fragmenter af de sygdomsfremkaldende agenser. Disse fragmenter er normalt forbundet med områder eller træk ved patogenet, som udløser værtens naturlige immunrespons. På grund af disse vacciners art er de generelt både meget sikre for modtageren og meget effektive til at forberede værtens immunsystem på at reagere aggressivt, når den mærker tilstedeværelsen af disse fragmenter.
• Toxoidvacciner er bygget op omkring de inaktiverede versioner af de toksiner, der frigives af de sygdomsfremkaldende agenser, når de kommer i kontakt med menneskekroppen. De forbereder det menneskelige immunsystem til hurtigere at identificere tilstedeværelsen af toksinerne og derefter fokusere immunresponset på det område, hvor toksinet findes. Disse typer vacciner kan undertiden kun have begrænset effektivitet og kræver derfor boosters for at opretholde det nødvendige effektivitetsniveau, der kræves for at opnå et passende immunrespons.

Når den rette type vaccine er blevet identificeret, skal vaccinen gennemgå en streng og kompleks fremstillingscyklus. Trinnene i denne cyklus kan generelt beskrives som følger:

1. Dyrkning – I denne fase dyrkes og dyrkes frøpartiet af patogener for at producere meget større partier af patogenet. I denne fase skal ting som temperatur, pH-værdi, næringsstofbalance osv. alle tages i betragtning, overvåges og kontrolleres.
2. Klargøring/rensning – Når det er lykkedes at producere den ønskede mængde af det sygdomsfremkaldende agens, gennemløber batchen en proces, der fjerner alle spor af støttemediet. Dette sikrer, at det rensede middel er klar til næste udviklingsfase og i sidste ende til emballering og distribution.
3. Forberedelse til påfyldning/emballering – I denne fase tages alle nødvendige skridt (f.eks. inaktivering) i forhold til batchindholdet for at forberede det til de sidste produktionsfaser og for at sikre værtssikkerheden.
4. Påfyldning/emballering – I denne fase fyldes vaccinen oftest i sprøjter og hætteglas til slutbrugerens forbrug. Der tages skridt til at sikre, at det færdige produkt er stabilt og levedygtigt, mens der lægges stor vægt på at sikre værternes sikkerhed.

Overførsel af vaccineindhold i hele produktionscyklussen

Hvert trin i produktionscyklussen kræver omhyggelig overførsel af batchvæsken. På grund af de fleste vacciners karakter – hvor de ofte indeholder enten aktive eller inaktive patogener – og fordi det er tilstedeværelsen af disse sygdomsfremkaldende agenser, der gør det muligt for vaccinerne at være effektive, er det afgørende, at det udstyr og hardware, der anvendes i hele væskevejen, er designet til at opretholde patogenernes levedygtighed.

Da de typiske vacciner er følsomme over for det niveau af forskydningskræfter, som de udsættes for, kan pumpeteknologier som vores Heads være meget effektive pumpemuligheder. Drevene tilbyder rustfri stålhuse til nem rengøring, og Cytoflow-pumpehovederne er peristaltiske pumpehoveder, der har et unikt konvekst rulle- og konkavt rørbeddesign, der reducerer shear og har vist sig i uafhængige undersøgelser at forbedre det samlede udbytte, samtidig med at skader på det cellulære eller virale indhold i vaccinen minimeres. Når disse pumpedrev og pumpehoveder kobles sammen med slanger, der både har de nødvendige lovpligtige klassificeringer og den nødvendige levetid for hvert trin i vaccineudviklingen, kan der opnås et højt udbytte af færdige produkter.

I applikationer, hvor der kan forekomme højere tryk – f.eks. under et TFF-trin (tangentiel flowfiltrering) i rensningsprocessen – vil det anbefalede pumpesystem indebære, at man kobler Masterflex L/S Process Pumpedrev til procespumpen, som tidligere fremhævet, med det innovative Quattroflow™ pumpehoved. Dette unikke membranpumpehoved med fire kamre understøtter forhøjede tryk, samtidig med at det opretholder de egenskaber med lav forskydning, der er nødvendige for at sikre et højt udbytte af levedygtigt vaccinemateriale ved hver batch, der behandles.

Til de anvendelser, hvor der kun bruges patogenfragmenter og hvor det ikke er så vigtigt at opretholde viral eller bakteriel integritet, kan man ved at anvende et Masterflex L/S eller I/P procesdrev i rustfrit stål kombineret med et mere traditionelt Easy-Load^® II Pump Head kan være værd at overveje. Denne anerkendte drev- og hovedmulighed giver pålidelig peristaltisk pumpeydelse til en mere overkommelig pris sammenlignet med de tidligere fremhævede Cytoflow- eller Quattroflow-muligheder. Og på grund af dens iboende brugervenlige design er den ofte det første valg for mange kunder rundt om i verden.

Det er en fordel, at både de traditionelle peristaltiske pumpeløsninger med Cytoflow-pumpehovedet og Easy-Load II-pumpehovedet samt Quattroflow-pumpehovedet med højere tryk egner sig godt til applikationer til engangsbrug, hvilket resulterer i minimal nedetid og øgede omkostningsbesparelser.

Udnyttelse af pumpeteknologier til reelle fordele i forbindelse med udvikling af vacciner

Som nævnt er vaccineudvikling en tidskrævende og kompleks proces, der skal resultere i et højt udbytte med minimal forurening og nedetid. Ved at vælge et Masterflex-pumpesystem, der er ideelt skræddersyet til disse krævende anvendelser, kan de, der er involveret i vaccineudvikling, opnå omkostningsbesparelser samt udnytte iboende brugervenlige funktioner, som mange i branchen sætter pris på. Sammen med det store udvalg af Masterflex-slanger er der helt sikkert en Masterflex-løsning til stort set alle behov for væskeoverførsel eller dispensering i løbet af vaccineudviklingscyklussen.

Billede af vaccine: Angelo Esslinger, Pixabay