Rūpnieciskais -Mēroga pakārtotais attīrīšanas process liellopu infekciozā rinotraheīta (IBR) vakcīnai — sadaļa "Ultrafiltrācija"
Liellopu infekciozo rinotraheītu (IBR) izraisa infekcija ar govju infekciozā rinotraheīta vīrusu (IBRV), kas pazīstams arī kā govju 1. tipa herpesvīruss (BHV-1). Slimību galvenokārt raksturo elpceļu simptomi un aborts. Papildus šīm klīniskajām izpausmēm IBR var izraisīt piena lopkopības liellopu izslaukuma samazināšanos un gaļas liellopu svara pieauguma samazināšanos, radot ievērojamus ekonomiskus zaudējumus lopkopības saimniecībām.
Slimībai ir imūnsupresīvs raksturs. Ja notiek kā viena infekcija, tās patogenitāte ir salīdzinoši zema; tomēr, ja rodas jauktas infekcijas ar citām vīrusu vai baktēriju slimībām, smagums un kaitējums ievērojami palielinās. Vakcinācija ir visefektīvākā profilakses un kontroles metode, un ir pieejami divi galvenie vakcīnu veidi: dzīvās novājinātās vakcīnas un inaktivētās vakcīnas. Pašlaik fermās lietotās liellopu infekciozā rinotraheīta vakcīnas pārsvarā ir inaktivētas.
Dzīvām novājinātām vakcīnām ir raksturīga spēcīga imunogenitāte, ātrs imunitātes sākums un ilgs aizsardzības ilgums (parasti vairāk nekā seši mēneši). Tos parasti izmanto ārkārtas imunizācijai slimības uzliesmojumu laikā. Tomēr tie rada potenciālu vīrusu izplatīšanās risku, apdraud grūsnām govīm, un tos nevar izmantot latenti inficētiem, bet asimptomātiskiem liellopiem.
Inaktivētās vakcīnas raksturo augsta drošība, bez vīrusa izplatīšanās vai virulences atjaunošanas riska, un tās uzskata par absolūti drošām. Tos var izmantot liellopiem visos posmos, tostarp grūsnām govīm, teļiem un vaislas buļļiem. Tomēr imunitāte veidojas salīdzinoši lēni un aizsardzības ilgums ir īsāks, tāpēc parasti ir nepieciešamas revakcinācijas. Dažos gadījumos aizsardzības efektivitāte var būt vājāka nekā dzīvām novājinātām vakcīnām.
Neatkarīgi no tā, vai tiek izmantota dzīva novājināta vai inaktivēta vakcīna, pakārtoto attīrīšanas procesu var iedalīt četros galvenajos posmos: novākšana un dzidrināšana → koncentrēšana un primārā attīrīšana → pulēšanas attīrīšana → inaktivācija/sterila filtrēšana un formulēšana.
Koncentrācija ir galvenais solis pakārtotajā vakcīnu attīrīšanas procesā tūlīt pēc noskaidrošanas. Tās galvenais mērķis ir ātri samazināt novākto liela-apjoma, zemas{2}}koncentrācijas vīrusa dzidrināto šķīdumu līdz nelielai-apjoma, augstas-koncentrācijas formai, vienlaikus saglabājot vīrusa bioaktivitāti. Tādējādi tiek radīti nepieciešamie apstākļi turpmākām augstas{6}}izšķirtspējas, bet zemas{7} jaudas smalkās attīrīšanas darbībām, piemēram, hromatogrāfijai.
Šo darbību parasti veic, izmantojot tangenciālās plūsmas ultrafiltrāciju (TFF). Princips ir šāds: vīrusu barības šķīdums plūst paralēli ultrafiltrācijas membrānas virsmai ar noteiktu poru izmēru. Zem spiediena mazas molekulas, piemēram, ūdens, sāļi un daži piemaisījumi, perpendikulāri iziet cauri membrānai un tiek noņemti, savukārt neskartās vīrusa daļiņas, kas ir daudz lielākas par membrānas porām, tiek saglabātas, tiek nepārtraukti recirkulētas un koncentrētas. Salīdzinot ar tradicionālo ātrgaitas centrifugēšanu, šī metode ir maigāka pret trausliem vīrusiem, piemēram, IBRV, kuriem ir lipīdu apvalks. Tas efektīvi samazina vīrusa strukturālos bojājumus un aktivitātes zudumus, ko izraisa lieli bīdes spēki, un ir vairāk pielāgojams lineārai mērogā-rūpnieciskai ražošanai.
Veiksmīga koncentrācijas darbība ir daudz vairāk nekā tikai apjoma samazināšana. Galvenie procesa optimizācijas punkti ir šādi: precīza transmembrānas spiediena un padeves plūsmas ātruma kontrole, lai līdzsvarotu filtrēšanas efektivitāti, vienlaikus samazinot koncentrācijas polarizāciju un membrānas piesārņojumu; atbilstoša membrānas materiāla un poru izmēra izvēle, lai nodrošinātu augstu vīrusa aizturi un caurlaidības plūsmu; un atrast optimālo līdzsvaru starp vīrusu atveseļošanos, koncentrācijas faktoru un apstrādes laiku. Koncentrētā vīrusu suspensija ne tikai sasniedz ievērojami augstāku titru, bet arī sasniedz sākotnējo attīrīšanu, noņemot lielu daļu ūdenī šķīstošo piemaisījumu. Tas nodrošina nepieciešamo tilpuma un koncentrācijas pamatu turpmākajiem kritiskajiem pilnveidošanas posmiem, piemēram, hromatogrāfijai un nukleāzes apstrādei, padarot koncentrāciju par centrālo efektivitātes centru visā pakārtotajā procesā.
Sekundārā diafiltrācija ir kritisks solis vakcīnas pakārtotajā attīrīšanā, kas tiek novietota pēc smalkas attīrīšanas un pirms formulēšanas. To parasti veic pēc hromatogrāfijas un nukleāzes apstrādes. Tās galvenais mērķis nav sākotnējā koncentrācija, bet gan sistēmas apmaiņa un precīza gala formulēšanas nosacījumu pielāgošana. Process tiek veikts tangenciālās plūsmas ultrafiltrācijas (TFF) sistēmā, kurā cirkulējošajam koncentrētam vīrusu šķīdumam nepārtraukti tiek pievienots svaigs, tīrs preparāta buferšķīdums, kamēr tiek noņemts sākotnējais šķīdinātājs un mazo{3}}molekulu piemaisījumi. Šī darbība efektīvi un maigi novērš sāļu atlikumus, organiskos šķīdinātājus, nukleāzes sadalīšanās produktus un šķīstošo piemaisījumu pēdas, kas palikušas attīrīšanas procesā.
Galvenais ir saglabāt nemainīgu tilpumu vai veikt nelielas koncentrācijas korekcijas, lai nodrošinātu, ka vīrusa koncentrācija atbilst formulējuma specifikācijām. Trausliem, apvalkotiem vīrusiem, piemēram, liellopu infekciozā rinotraheīta vīrusam (IBRV), sekundārās diafiltrācijas maiga hidrodinamiskā vide ir ļoti svarīga, lai saglabātu daļiņu integritāti un imunogenitāti. Galu galā šis solis nodrošina stabilu pamatu turpmākai inaktivācijai (ja nepieciešams), adjuvanta vai stabilizatora pievienošanai un galīgajai uzpildīšanai, nodrošinot, ka galaprodukts nonāk formulā ar noteiktiem komponentiem, vienotiem apstākļiem un labu savietojamību. Tāpēc tas ir viens no galvenajiem posmiem, lai nodrošinātu vakcīnas drošību, stabilitāti un sēriju konsekvenci no -to{4}}.
IBRV ir apvalkots, divpavedienu lineārs DNS vīruss ar aptuveni sfērisku apvalku. Nobriedušu IBRV daļiņu diametrs ir aptuveni 160–230 nm. Attiecīgi, izmantojot 100, 300 vai 500 kDa ultrafiltrācijas membrānas, var saglabāt IBRV, vienlaikus noņemot dažus piesārņojošos proteīnus. Jiuling Technology membrānas kasešu ultrafiltrācijas atgūšanas ātrums atšķiras atkarībā no izejmateriāla veida, bet parasti sasniedz 90–95%.