泵在疫苗开发和生产中的重要作用
人类一直面临着无数的病原体威胁，从常见的季节性流感到引发脊髓灰质炎、麻疹和最近新冠肺炎 (COVID-19) 等更具侵略性的致病因子。引发这些疾病的因素通常是病毒或细菌细胞，而且，基于其攻击方式，人体可能难以足够快速和有效地做出反应，以成功预防疾病。
接种疫苗是最常见的先发制人的方式，有助于改善免疫系统对这些病原体的反应有效性。疫苗有多种形式，每种形式的目的都是激发人体对病原体的免疫反应，同时确保在疫苗接种过程中，宿主不会受到健康威胁。正是出于这种期望和必要结果，疫苗开发周期通常为几个月甚至长达几年。鉴于开发周期较长，每个开发阶段整个流体通路所使用的硬件必须高度关注，以确保在将污染风险降至最低的情况下，保持疫苗批次生产、提供较高产量。
疫苗开发的典型阶段
疫苗开发通常从识别实际的病原体威胁开始。致病因子一经识别，便可通过开始研究确定疫苗应采取的最有效形式，其中包括以下内容：
- 减毒活疫苗由实际病原体的减毒变种组成。由于病原体的减毒变种与实际病原体相似，减毒活疫苗通常在刺激持久免疫反应方面非常有效。然而，其也确实存在风险，特别对于那些可能因本身存在潜在健康问题，会阻碍健康免疫反应的接种者而言。
- 灭活疫苗通常由完全灭活的致病因子组成。虽然这种疫苗对更广泛的接种者群体而言更加安全，但一般情况下，在刺激持久免疫反应方面，其效果欠佳，因此通常需要通过接种加强剂确保接种者的免疫系统反应做好充分准备，应对活病原体的存在。
- 亚单位疫苗、重组疫苗、多糖疫苗和结合疫苗则是使用致病因子的特定片段开发。这些片段通常与触发宿主自然免疫反应的病原体区域或特征有关。这些疫苗的性质决定了他们通常对接种者而言非常安全，且当宿主免疫系统察觉到这些片段的存在时，其能有效地激发宿主免疫系统做出积极反应。
- 类毒素疫苗基于致病因子与人体接触后释放的灭活毒素研制。这种疫苗的工作机制是让人体免疫系统更快识别毒素的存在，然后将免疫反应重点集中在发现毒素的区域。有时这种类型的疫苗效力可能有限，因此需要通过接种加强剂为足够的免疫反应维持所需的必要效力。
一旦确定合适的疫苗类型，疫苗就必须进入严格而复杂的制造周期。通常这一周期步骤描述如下：
- 培养——病原体种子批次在这个阶段经过培养和成长，以形成更大批次的病原体。在这个阶段必须考虑、监测和控制温度、pH 值、营养平衡等条件因素。
- 澄清/净化——一旦成功生产了目标数量的致病因子，将通过特定过程去除该批次所有支持培养基的痕迹。这将确保纯化因子为下一阶段的开发做好准备，最终用于包装和销售。
- 在灌装/包装准备阶段，针对批次内容物应用所有必要步骤（例如灭活），在确保宿主安全的情况下为最后生产阶段做好准备。
- 在灌装/包装阶段，通常将疫苗灌装到注射器和小瓶中，供最终用户使用。采取必要措施确保成品稳定可用，同时注意确保宿主的安全。
疫苗内容物会在整个生产周期内不断转移
每个生产周期阶段都需要仔细输送流体批次。大多数疫苗通常含有活性或非活性病原体，并且也正是这些致病因子的存在确保了疫苗的有效性，因此，在整个流体通路中使用保持病原体活力的设备和硬件至关重要。
由于典型疫苗对其所暴露的剪切应力水平非常敏感，因此我们的 Heads 等泵技术可能是非常有效的泵选择。驱动器提供易于清洁的不锈钢外壳，Cytoflow 蠕动泵头具有独特的凸辊和凹形管床设计，可有效降低剪切应力，独立研究已表明其有助于提高整体产量，同时最大限度地减少对疫苗细胞或病毒内容物的损害。将这些泵驱动器和泵头与需满足必要监管等级并为每个疫苗开发阶段提供所需寿命的泵管结合，便可实现高产量成品。
在可能存在较大压力的应用——例如纯化过程的正切流动过滤 (TFF) 步骤中，推荐使用的泵送系统包括结合之前强调的 Masterflex L/S 流程泵驱动器和 Quattroflow™ 创新泵头。这种独特的四腔隔膜泵头支持在高压下工作，同时保持所需的低剪切应力特性，进行确保每批加工的可用疫苗材料高产。
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使用 Cytoflow 泵头和 Easy-Load II 泵头的传统蠕动泵解决方案以及高压环境下 Quattroflow 泵头可选件优势在于，他们都非常适合一次性应用，从而最大限度地减少停机时间并节省成本。
利用泵技术真正推动疫苗的开发
如前所述，疫苗开发是一个耗时且复杂的过程。需要在确保内容物受到最少污染和停机时间最短的情况下获得高产量产品。通过选择专为这些苛刻应用量身定制的 Masterflex 泵系统，疫苗开发人员将有效节省成本，同时充分利用业内众多专业人士欣赏的固有易用性功能。再加上可供选择的广泛 Masterflex 泵管，定有 Masterflex 解决方案能满足疫苗开发周期中几乎所有的流体输送或分配需求。
疫苗图片来源：Pixabay 上的 Angelo Esslinger
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