هر چه که راجع به واکسن زنده لیوفلیزه باید بدانید!
نیاز به یک زنجیره سرد بدون اختلال در طول توزیع واکسن، یک چالش بزرگ و هزینه‌بر بوده که دسترسی جهانی به واکسن به آن وابسته است. مفهوم زنجیره سرد در صنایع مختلفی از جمله غذایی و دارویی که نیاز به نگهداری محصولات حساس به دما در حین تولید، ذخیره‌سازی و توزیع دارند، قابل استفاده است. علی‌رغم پیشرفت‌های متعدد، حفظ دما بین ۲ تا ۸ درجه سانتیگراد (دماهای مشخص شده توسط سازمان بهداشت جهانی و FDA به منظور اطمینان از کیفیت مطلوب واکسن‌ها) همیشه امکان پذیر نیست، حتی در کشورهای صنعتی، شکستن زنجیره سرد به دلیل خطاهای حمل و نقل، قطع برق و یا حتی خرابی تجهیزات ممکن است رخ دهد و کارایی واکسن از بین برود.
با گسترش تکنولوژی روشی جالب در فرآوری و نگهداری محصولات دارویی به نام لیوفیلیزاسیون یا خشک کردن انجمادی پا به میدان گذاشت. تولید واکسن لیوفیلیزه با فریز درایر دارویی روشی نوین بوده که دردسرهای حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی واکسن و سایر فرآورده‌های دارویی را به حداقل رسانده است. در این مطلب قصد داریم بهطورکامل با خصوصیات واکسن‌های لیوفیلیزه، انواع آن‌ها و همچنین نحوه تولید واکسن زنده لیوفیلیزه آشنا شویم. پس تا انتها همراه ما باشید.
تاریخچه خشک کردن انجمادی واکسن‌ها
علم واکسیناسیون و صنعت تولید واکسن از اوایل قرن ۲۰ جهش و پیشرفت اصلی خود را شروع کرده است. همان‌طورکه در مقدمه اشاره شد مهمترین چالش در زمینه واکسن‌ها، بحث نگهداری و ذخیره سازی آن‌هاست. روشهای مختلفی برای حفظ سلامت واکسن‌ها تست شده است. یکی از روشهای مرسوم استفاده از یخچال‌ها و تجهیزات مخصوص جهت تأمین زنجیره سرما است که چالش‌های خاص خود را دارد.
تلاش‌های اولیه برای تشکیل یک “پودر خشک” با خشک کردن اجزای واکسن، به منظور پایدار کردن واکسن‌ها موجب پیشرفت در تولید واکسن لیوفیلیزه شد. اولین فرمول انجمادی خشک شده برای واکسن آبله کوچک و باسیل BCG به عنوان یک پودر خشک چند دوز، تولید شدند.
واکسن لیوفیلیزه چیست؟
واکسن لیوفیلیزه نوعی واکسن است که به روش لیوفیلیزاسیون (خشک کردن انجمادی) تهیه می‌شود. این فرآیند به کمک دستگاه فریز درایر صنعتی انجام می‌شود. در واکسن‌های لیوفیلیزه، رطوبت واکسن بهطورکامل و به‌گونه‌ای جدا می‌شود که هیچ آسیبی به ترکیبات فعال یا عناصر زنده آن نمی‌رسد. این کار به‌منظور افزایش ماندگاری واکسن انجام می‌شود، زیرا واکسن‌های مایع در دمای محیط پایدار نیستند. واکسن لیوفیلیزه هنگام استفاده باید با یک حلال (مانند آب مقطر) مخلوط و به شکل محلول تبدیل شود. این روش به خصوص برای واکسن‌هایی که به حرارت حساس هستند، بسیار مناسب است.
مزایا و معایب تولید واکسن لیوفیلیزه
برای شناخت بهتر واکسن‌های لیوفیلیزه نیاز هست که خصوصیات و ویژگی‌های این نوع از واکسن‌ها را دقیق‌تر بررسی کنیم. تولید واکسن به روش لیوفیلیزاسیون دارای مزایا و معایب مختلفی است در ادامه مهمترین آن‌ها را مرور می‌کنیم.
مزایای تولید واکسن لیوفیلیزه
۱_ پایداری بیشتر و حفظ اثرگذاری
واکسن‌های خشک انجمادی به دلیل حذف رطوبت، در مقابل تغییرات دما و شرایط محیطی پایدارتر هستند و عمر مفید طولانی‌تری نسبت به واکسن‌های مایع دارند. لیوفیلیزاسیون از تغییرات ساختاری در ویروس یا باکتری جلوگیری می‌کند و موجب حفظ قدرت ایمنی‌زایی آن‌ها می‌شود. همچنین این فناوری تنها روش مورد اطمینان برای خشک کردن ترکیبات دارویی به حساب می‌آید؛ چرا که سایر روش‌ها می‌توانند آسیب‌های مختلفی بزنند.
۲_ سهولت در حمل و نقل
به دلیل مقاومت بیشتر، واکسن‌های لیوفیلیزه به راحتی قابل حمل هستند و نیاز به شرایط سخت‌گیرانه‌ای دمایی برای حمل‌ونقل ندارند. این ویژگی آن‌ها را در مناطق دورافتاده یا زمانی که تأمین زنجیره سرما امکان‌پذیر نیست کمک کننده است.
۳_ کاهش هزینه‌های نگهداری
واکسن لیوفیلیزه در مقایسه با واکسن مایع دیگر به زنجیره سرما وابسته نیستند. این ویژگی موجب کاهش هزینه‌های مربوط به نگهداری و ذخیره‌سازی می‌شود.
۴_ کاهش خطر آلودگی
به دلیل خشک‌بودن، واکسن‌های لیوفیلیزه در برابر رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها مقاومت بیشتری دارند، که این امر باعث کاهش احتمال آلودگی و افزایش ایمنی می‌شود.
۵_ بازسازی آسان قبل از استفاده
واکسن‌های لیوفیلیزه با افزودن آب استریل یا یک حلال مناسب به راحتی بازسازی شده و برای تزریق آماده می‌گردند. این بازسازی درست قبل از استفاده صورت می‌گیرد که به حفظ کیفیت واکسن تا لحظه مصرف کمک می‌کند.
معایب واکسن خشک انجمادی
۱_ هزینه بالای تولید
فرآیند لیوفیلیزاسیون پیچیده و نیازمند تجهیزات تخصصی و نسبتاً گران‌قیمت است. تولید واکسن‌های لیوفیلیزه در مقایسه با واکسن‌های مایع ممکن است هزینه‌های بیشتری را به همراه داشته باشد. این هزینه‌ها بیشتر بابت سرمایه اولیه جهت تأمین دستگاه و هزینه برق مصرفی هست. البته به‌علت سودآوری و ارزش‌افزوده بالای محصولات لیوفیلیزه این هزینه‌ها به‌سرعت جبران می‌شود.
۲_ حساسیت به رطوبت
واکسن‌های لیوفیلیزه بسیار حساس به رطوبت هستند. اگر بسته‌بندی این واکسن‌ها به درستی انجام نشود یا در معرض رطوبت قرار بگیرند، ممکن است اثر‌درمانی خود را از دست بدهند.
۳_ محدودیت در برخی واکسن‌ها
برخی از انواع واکسن‌ها به دلیل ساختار و ماهیت ترکیبات‌شان، ممکن است طی فرآیند لیوفیلیزاسیون دچار آسیب شوند. به‌دلیل تغییرات فشار و انجماد اولیه، برخی ترکیبات به این روش حساس هستند و بهتر است به شکل مایع تولید شوند.
نحوه تولید واکسن‌های لیوفیلیزه
تولید واکسن‌های لیوفیلیزه شامل فرآیندی دقیق است که طی چندین مرحله انجام می‌شود. مراحل اصلی تولید این واکسن‌ها به صورت زیر است.
۱_ کشت عامل بیماریزا
ابتدا عامل بیماریزا (ویروس یا باکتری) که قرار است به‌عنوان واکسن استفاده شود، در محیط‌های کشت خاص رشد داده می‌شود. در ادامه این عوامل بیماریزا ضعیف‌شده یا غیرفعال می‌شوند تا نتوانند بیماری ایجاد کنند، اما همچنان قادر به تحریک سیستم ایمنی بدن باشند. همچنین برای تهیه برخی واکسن‌ها فقط اجزای آنتی ژن عامل بیماریزا جداسازی و استفاده می‌شود.
۲_ تصفیه و خالص‌سازی
پس از کشت و تکثیر عامل بیماریزا، آن را تصفیه می‌کنند تا پروتئین‌های ناخواسته یا سایر اجزای سلولی از محصول‌نهایی حذف شود. این مرحله از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا می‌تواند عوارض جانبی را کاهش داده و کیفیت واکسن را افزایش دهد.
۳_ فرمولاسیون واکسن
پس از تصفیه، واکسن به صورت مایع تهیه می‌شود. در این مرحله، مواد افزودنی مانند پایدارکننده‌ها و سایر ترکیبات مورد نیاز به آن اضافه می‌شود تا خواص مطلوب واکسن حفظ شود. پس از این مرحله واکسن‌ها درون ظروف مخصوص ریخته می‌شوند.
۴_ لیوفیلیزاسیون واکسن (خشک کردن انجمادی)
· انجماد: ظروف حاوی واکسن ابتدا درون دستگاه خشک کن انجمادی واکسن قرار داده می‌شوند. در اولین مرحله واکسن مایع به‌سرعت منجمد می‌شود تا از تشکیل بلورهای درشت جلوگیری شود. این انجماد سریع در دماهای بسیار پایین (معمولاً زیر ۴۰- درجه سانتیگراد) انجام می‌گیرد.
· خشک کردن اولیه واکسن: پس از انجماد، واکسن تحت خلاء (با کاهش فشار محفظه اصلی) قرار می‌گیرد و دما به تدریج و به مقدار کم افزایش می‌یابد. در این مرحله، آب منجمد‌شده از حالت جامد مستقیماً به بخار تبدیل شده (روش تصعید) و حذف می‌شود.
· خشک کردن ثانویه واکسن: در این مرحله، اندک آب باقی‌مانده در واکسن حذف می‌شود تا بهطورکامل خشک شود. این کار با افزایش اندک دما و شکستن پیوند‌های مولکولی آب انجام می‌شود.
۵_ بسته‌بندی واکسن
پس از لیوفیلیزاسیون، واکسن به‌صورت پودر خشک و پایدار درآمده و در ویال‌های استریل بسته‌بندی می‌شود. این بسته‌بندی از نفوذ رطوبت یا آلودگی جلوگیری کرده و ماندگاری محصول را چند برابر می‌کند.
انواع واکسن لیوفیلیزه
در جواب این سوال که برای ساخت چه واکسن‌هایی از فریز درایر استفاده می‌شود باید گفت، برخی از واکسن‌ها به دلیل ماهیت حساس خود نسبت به دما و رطوبت، بهتر است از طریق فناوری لیوفیلیزاسیون تولید شوند. این واکسن‌ها، به دلیل استفاده از ویروس‌های زنده ضعیف‌شده یا مواد بیولوژیکی حساس، نیاز به شرایط خاصی دارند تا پایداری و اثربخشی خود را حفظ کنند. در ادامه، واکسن‌هایی که با فریزدرایر تولید می‌شوند را بررسی می‌کنیم.
واکسن ترکیبی سرخک، سرخچه و اوریون (MMR)
واکسن زنده لیوفیلیزه (MMR) جزء مهمترین واکسن‌های دوران نوزادی و کودکی به حساب می‌آید که شامل سه عامل سرخ، سرخچه و اوریون است. این واکسن از ترکیب ویروس زنده ضعیف شده تهیه می‌شوند که نگهداری صحیح آن‌ها اهمیت بالایی دارد. با لیوفیلیزه کردن این واکسن ماندگاری آن‌ها افزایش پیدا می‌کند.
واکسن زنده لیوفیلیزه BCG
واکسن BCG که برای پیشگیری از بیماری سل استفاده می‌شود، اغلب به شکل لیوفیلیزه فرآوری می‌شود .این واکسن از باکتری ضعیف‌شدهMycobacterium bovis ساخته شده است. واکسن ب ث ژ لیوفیلیزه جزء اولین واکسن‌هایی هست که با این روش تولید شد.
واکسن زنده لیوفیلیزه تب زرد
واکسن تب زرد از ویروس زنده ضعیف‌شده تهیه شده و به‌صورت لیوفیلیزه تولید می‌شود. واکسن تب زرد لیوفیلیزه به‌دلیل پایداری بیشتر در مناطق دورافتاده یا زمانی که تأمین زنجیره سرما امکان پذیر نیست مورد استفاده قرار می‌گیرد.
واکسن هاری (Rabies Vaccine)
واکسن هاری لیوفیلیزه از ویروس غیرفعال‌شده هاری تهیه می‌شود و به‌دلیل حساسیت بالای ویروس هاری، این نوع فرآوری به افزایش ماندگاری واکسن کمک می‌کند.
از سایر واکسن‌های لیوفیلیزه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
· واکسن زنده لیوفیلیزه واریسلا (برای پیشگیری از آبله مرغان)
· واکسن تزریقی لیوفیلیزه فلج اطفال
· واکسن آنفولانزای فصلی (برخی ضعیف‌شده و برخی غیرفعال هستند)
· واکسن زنده لیوفیلیزه علیه آرتریت ویروسی
· واکسن‌های زنده لیوفیلیزه برای دام و طیور
سایر کاربردهای دستگاه واکسن لیوفیلیزه
دستگاه لیوفیلیزاسیون که برای تولید واکسن‌های لیوفیلیزه استفاده می‌شود، علاوه‌بر تولید واکسن در حوزه‌های دیگری نیز کاربرد دارد. این کاربرد گسترده به‌علت اثر فوق‌العاده این روش در جلوگیری از تخریب یا تغییر ساختار مواد در حین خشک‌کردن و همچنین افزایش ماندگاری محصولات است. در ادامه به برخی از کاربردهای دیگر این دستگاه‌ها اشاره شده است.
· تولید داروهای بیولوژیکی و ترکیبات پروتئینی (مانند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال، هورمون‌ها، فاکتورهای رشد و…)
· افزایش پایداری آنزیم‌ها و واکنش‌گرهای بیوشیمیایی
· تولید محصولات پروبیوتیک و نگهداری نمونه‌های باکتریایی
· ذخیره و نگهداری سلول‌ها و کشت‌های سلولی
· تولید مواد آزمایشگاهی و معرف‌های شیمیایی
همچنین مدل‌های دیگری از دستگاه فریزدرایر نیز وجود دارد که برای خشک‌کردن انواع موادغذایی و حفظ ارزش‌غذایی آن‌ها بدون نیاز به مواد نگهدارنده استفاده می‌شود. موادغذایی لیوفیلیزه متنوعی مانند قهوه فوری، میوه‌ها و سبزیجات خشک، بستنی خشک و… می‌توانند بیرون از یخچال نگهداری شوند.
نکته پایانی
در این مطلب با واکسن لیوفیلیزه و نحوه تولید آن‌ها آشنا شدید. از مزایا و معایب تولید واکسن لیوفیلیزه گفتیم و همچنین نقش کلیدی فناوری لیوفیلیزاسیون و دستگاه فریز درایر را در صنعت دارویی به ویژه واکسن‌های زنده لیوفیلیزه را بررسی کردیم. اگر شما هم به‌دنبال تهیه دستگاه فریز درایر دارویی با کیفیت و به‌صرفه هستید می‌توانید با تماس به کارشناسان سایت ما، باجزئیات دستگاه بیشتر آشنا شوید.