ساخت شیشه واکسن، معضلی عظیم تر از خود واکسن کووید-19! - سفر به روسیه

به گزارش خبرنگاران و به نقل از وایرد، بحران کووید- 19 همچنان ادامه دارد و پژوهشگران سراسر دنیا سعی دارند تا واکسنی برای مقابله با این بیماری پیدا نمایند. کروناویروس تا به امروز میلیون ها نفر را مبتلا نموده و بسیاری از مبتلایان را نیز از بین برده است. در حال حاضر، بیش از 140 واکسن در حال آزمایش هستند که بیشتر آنها در مراحل پیش بالینی قرار دارند.

در هر حال، فراوری یک واکسن ایمن و موثر فقط گام نخست به شمار می رود. رها شدن از این بیماری همه گیر، به ابداع بهترین نوع واکسن، ریختن آنها در ظرف مناسب، حمل و نقل آنها در سراسر دنیا و بردن آنها برای افراد آسیب پذیر احتیاج دارد.

از آنجا که کووید-19 تقریبا همه انسان های روی زمین را تهدید می نماید، میزان واکسن مورد احتیاج بسیار زیاد خواهد بود و شاید بتوان این میزان را بین هفت تا 15 میلیارد دوز پیش بینی کرد. در نظر دریافت این موضوع لازم است که شاید بعضی از واکسن ها عملکرد خود را با تزریق دو دوز انجام دهند. با وجود کوشش های بی سابقه ای که در این مدت کوتاه رو به افزایش گذاشته، سازندگان واکسن عقیده دارند که این عظیمترین تنگنایی است که تا به امروز با آن رو به رو شده اند.

پاسکال سوریوت(Pascal Soriot)، مدیرعامل شرکت داروسازی آسترازنکا (AstraZeneca)، در مصاحبه خبری که ماه گذشته برگزار گردید، گفت: چالش پیش روی ما، ساخت واکسن نیست، بلکه ویال های آن است. در حال حاضر در دنیا، ویال کافی برای پر کردن واکسن وجود ندارد.

شرکت آسترازنکا با دانشگاه آکسفورد(University of Oxford)، برای ساخت واکسن کووید- 19 همکاری می نماید. این شرکت فقط یکی از شرکت های دارویی است که به مشکل ظروف نگهداری واکسن می پردازد. شرکت آلمانی AG Schott که یکی از فراورینمایندگان عظیم شیشه پزشکی است نیز اخیرا در مصاحبه ای گفت که درخواست هایی از سوی سازندگان واکسن مبنی بر ساخت یک میلیارد ویال دریافت نموده که دو برابر میزان فراوری آنها در امسال است.

سازندگان معمولا موجودی اضافی شیشه فراوری نمی نمایند

شیشه پزشکی، محکم است اما در هر حال امکان شکستن آن وجود دارد؛ در نتیجه سازندگان معمولا موجودی اضافه ای از این شیشه ها فراوری نمی نمایند. آنها فقط براساس درخواست شرکت های داروسازی، شیشه می سازند. شرکت های داروسازی معمولا تا زمانی که از کارکرد واکسنی مطمئن نباشند، ساخت شیشه را سفارش نمی دهند.

در هر حال، با وجود شرایط کنونی دنیا و شیوع سریع کروناویروس، شرایط معمولی نیست. دولت ها و سازمان های غیرانتفاعی برای افزایش ظرفیت فراوری واکسن و انجام دادن آزمایش های گسترده، بودجه های قابل توجهی را در اختیار سازندگان می گذارند تا شرکت های فردی مجبور نباشند با خطر پرداخت هزینه آزمایش و فراوری واکسن روبرو شوند. آنها همچنین به آزمایش نانوفناوری مشغول هستند تا در صورت امکان برای هدف خود از آن استفاده نمایند و از فراوری به شیوه سنتی فاصله بگیرند.

اداره پژوهش و توسعه پیشرفته زیست پزشکی یا باردا(BARDA) که به وزارت بهداشت و خدمات انسانی آمریکا(HHS) وابسته است، تا به امروز حدود 2.2 میلیارد دلار بودجه در اختیار شرکت های سازنده واکسن از جمله آسترازنکا، جانسون و جانسون(Johnson & Johnson) و مدرنا (Moderna) قرار داده است. این شرکت ها در نطر دارند تا با همکاری موسسه ملی سلامت آمریکا(NIH)، مرحله سوم آزمایش های خود را در همین تابستان شروع نمایند. هدف آنها این است تا شکاف میان زمان اثبات کارکرد واکسن و زمان شروع ارائه آن را پر نمایند.

علاوه بر انتخاب واکسن موثر، غلبه بر کمبود شیشه نیز موضوع بسیار مهمی است. کمبود شیشه واکسن، یکی از مشکلاتی است که طی دوره شیوع کروناویرس، به وضوح دیده می گردد. ریک برایت(Rick Bright)، ایمنی شناس آمریکایی و رئیس پیشین باردا در ماه آوریل، کمبود شیشه واکسن را بیان کرد و گفت که بین ماه های ژانویه و مارس، درخواست های مکرر و ناپیروزی از مقامات دولتی داشته است تا برای تامین منابع مورد احتیاج ایمنی سازی از جمله، سوزن، سرنگ و ویال شیشه ای اقدام نمایند.

امضای قراردادهایی به ارزش 347 میلیون دلار با دو شرکت آمریکایی سازنده ویال

باردا نهایتا در ماه ژوئن پیروز شد قراردادهایی به ارزش 347 میلیون دلار با دو شرکت آمریکایی سازنده ویال امضا کند. یکی از این شرکت ها موسوم به کورنینگ(Corning)، سابقه ای طولانی در همکاری با سازندگان واکسن دارد. شیشه های پیرکس ساخت این شرکت، در سال 1950 برای ارائه واکسن فلج اطفال به کار رفت. یک سخنگوی این شرکت در مصاحبه ای گفت: اکنون کورنینگ، ماهانه میلیون ها ویال فراوری می نماید. این شرکت انتظار دارد که با یاری بودجه باردا، این رقم را در سه سال آینده تا 10 برابر افزایش دهد.

در هر حال، این اقدامات به زمان احتیاج خواهند داشت. متخصصان باور دارند راه اندازی یک کارخانه جدید که قابلیت فراوری سالانه 100 تا 500 میلیون ویال را داشته باشد، حداقل بین شش تا هشت ماه زمان خواهد برد. این ایده، زمانی محقق می گردد که سازندگان ویال شیشه ای بتوانند مواد اولیه مورد احتیاج برای این خطوط فراوری را به دست آورند. شیشه های پزشکی باید بتوانند نوسانات دما را تحمل نمایند و عناصر شیمیایی واکسن را ثابت نگه دارند.

ساخت شیشه های پزشکی به گونه خاصی از ماسه احتیاج دارد که در سواحل و بستر رودخانه پیدا می گردد

ساخت شیشه های پزشکی، به گونه خاصی از ماسه احتیاج دارد که در سواحل و بستر رودخانه یافت می گردد. دانه هایی که به قدر کافی فشرده شده اند، به هم می چسبند تا یک شیشه جامد محکم را تشکیل دهند. این نوع ماسه که در بسیاری زمینه ها از جمله ساخت پنل های خورشیدی به کار می رود، تقاضای بالایی دارد و همین موضوع موجب شده تا معادن غیرقانونی استخراج ماسه در سال های اخیر رونق بسیار بگیرند.

این که آیا سازندگان واکسن، با مشکل شیشه روبرو می شوند یا خیر، بستگی به این دارد که با چه سرعتی به واکسن دست پیدا نمایند. پراشانت یاداو(Prashant Yadav)، پژوهشگر مرکز دنیای توسعه(CGD) گفت: اگر بتوانیم در اوایل سال آینده به واکسن دست پیدا کنیم، گمان نمی کنم که احتیاجی به نگرانی در خصوص شیشه باشد. از سوی دیگر، اگر ویال را به قدر کافی در اختیار نداشته باشیم، نمی توانیم واکسن را به صورت گسترده توزیع کنیم.

باردا برای رفع کردن کمبود مواد مورد احتیاج، با شرکتی همکاری می نماید که فناوری ساخت ویال آن، بر زنجیره سنتی تبدیل ماسه به شیشه تکیه ندارد. این شرکت به جای روش سنتی، در فرآیند فراوری از یک لایه باریک سیلیکات مورد استفاده در فناوری میکروچیپست ها استفاده می نماید تا داخل ظروف پلاستیکی را بپوشاند. کریستوفر ویکارت(Christopher Weikart)، از دانشمندان شرکت SiO2 Materials Science که قراردادی به ارزش 143 میلیون دلار با باردا امضا نموده است، گفت: ما از بهترین شیشه و پلاستیک استفاده می کنیم تا از مزایای هر دو برای ساخت یک ماده ترکیبی بهره ببریم.

شرکت SiO2 در سال های اخیر، ظروف پلاستیکی قابل توجهی ابداع نموده است. این شرکت ابتدا در سال 1960، ظروف دسته داری برای شیر ساخت و سپس به ساخت تیوب های جیبی آبنبات روی آورد. پس از آن در سال 2011، با فراوری ظروف مخصوص دارو، به صنعت داروسازی وارد شد.

پلاستیک به تنهایی نمی تواند برای بسته بندی کارآمد داروها مناسب باشد. ویژگی هایی که موجب می شوند پلیمرهای پلاستیکی، سبک و بادوام باشند، آنها را در برابر ورود هوا نیز آسیب پذیر می نمایند. هوا، آب، گازها و مایعات می توانند به سادگی در آنها نفوذ نمایند. خود پلیمرهای پلاستیکی نیز می توانند به داروها نفوذ نمایند و به آلودگی آنها منجر شوند. هر دو مشکل مذکور می توانند میزان ایمنی و کارآیی دارو را تا زمان رسیدن آن به بیمار تغییر دهند.

ویکارت و گروهش در پژوهش خود، به آنالیز این موضوع پرداختند که چگونه می توان یک ظرف پلاستیکی ساخت که چنین مشکلاتی را نداشته باشد. آنها پاسخ خود را در پلاسما یافتند. پلاسما، حالت چهارم ماده است که در کنار حالت های جامد، مایع و گاز قرار می گیرد.

ویال پلاستیکی می تواند یاری کند

ویکارت و گروهش، روشی را مهندسی کردند و ارائه دادند که می تواند به جذب هوای داخل ظروف پلاستیکی از جمله ویال و سرنگ بپردازد و آن را با گاز سیلیسیم دی اکسید جایگزین کند. سپس آنها در فشار بسیار پایین، یک میدان الکترومغناطیسی را در سر تا سر ظرف به کار بردند تا گاز را به پلاسما تبدیل نمایند. مولکول های سیلیکا و اکسیژن طی این فرآیند، بسیار واکنشی عمل کردند و به سطح پلیمر متصل شدند. نتیجه این فرآیند، تشکیل لایه ای از سیلیکای خالص است.

ویکارت ادامه داد: یک مولکول اکسیژن، ماده ای بسیار کوچک است؛ در نتیجه برای بیرون نگه داشتن آن، به یک مانع بسیار محکم احتیاج داریم. به همین دلیل، این مانع را از شکل بسیار متراکم سیلیکا می سازیم.

لایه سیلیکا بین یک لایه چسبنده پیچیده می گردد تا بتواند به پلاستیک متصل گردد و یک ورقه سیلیکا ادغام شده با کربن نیز می تواند از حل شدن شیشه در محتویات ظرف جلوگیری کند. این پوشش مبتنی بر پلاسما، کمتر از نیم میکرون ضخامت دارد و پهنای آن مانند پهنای موی انسان است.

شرکت SiO2 پیش از همه گیری کووید- 19، سالانه حدود 14 میلیون ویال پلاستیکی برای شرکت های داروسازی می ساخت اما هنوز به بازار واکسن وارد نشده است. لاورنس گانتی (Lawrence Ganti)، مدیر تجاری SiO2 گفت: شرکت ما از زمان امضای قرارداد با باردا، 123 کارمند دیگر نیز استخدام نموده و اکنون در نظر دارد سالانه 40 میلیون ویال فراوری کند. این شرکت میخواهد 100 نفر دیگر را نیز استخدام کند و تا ماه نوامبر، حدود 120 میلیون ویال ارائه دهد.

به گفته گانتی، SiO2 میخواهد ویال ها را در اختیار پنج شرکت فراورینماینده واکسن از جمله شرکت مدرنا بگذارد تا به ارائه درمان کووید- 19 بپردازند.