ساخت شیشه واکسن، معضلی بزرگ‌تر از خود واکسن کووید-۱۹!

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دیارمیرزا به نقل از وایرد، بحران کووید- ۱۹ همچنان ادامه دارد و پژوهشگران سراسر جهان سعی دارند تا واکسنی برای مقابله با این بیماری پیدا کنند. کروناویروس تاکنون میلیون‌ها نفر را مبتلا کرده و بسیاری از مبتلایان را نیز از بین برده است. در حال حاضر، بیش از ۱۴۰ واکسن در حال آزمایش هستند که بیشتر آنها در مراحل پیش‌بالینی قرار دارند.

در هر حال، تولید یک واکسن ایمن و موثر فقط گام نخست به شمار می‌رود. رها شدن از این بیماری همه‌گیر، به ابداع بهترین نوع واکسن، ریختن آنها در ظرف مناسب، حمل و نقل آنها در سراسر جهان و بردن آنها برای افراد آسیب‌پذیر نیاز دارد.

از آنجا که کووید-۱۹ تقریبا همه انسان‌های روی زمین را تهدید می‌کند، میزان واکسن مورد نیاز بسیار زیاد خواهد بود و شاید بتوان این میزان را بین هفت تا ۱۵ میلیارد دوز پیش‌بینی کرد. در نظر گرفتن این موضوع ضروری است که شاید برخی از واکسن‌ها عملکرد خود را با تزریق دو دوز انجام دهند. با وجود تلاش‌های بی‌سابقه‌ای که در این مدت کوتاه رو به افزایش گذاشته، سازندگان واکسن عقیده دارند که این بزرگترین تنگنایی است که تاکنون با آن رو به رو شده‌اند.

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

شرکت آسترازنکا با “دانشگاه آکسفورد”(University of Oxford)، برای ساخت واکسن کووید- ۱۹ همکاری می‌کند. این شرکت فقط یکی از شرکت‌های دارویی است که به مشکل ظروف نگهداری واکسن می‌پردازد. شرکت آلمانی “AG Schott” که یکی از تولیدکنندگان بزرگ شیشه پزشکی است نیز اخیرا در مصاحبه‌ای گفت که درخواست‌هایی از سوی سازندگان واکسن مبنی بر ساخت یک میلیارد ویال دریافت کرده که دو برابر میزان تولید آنها در سال جاری است.

سازندگان معمولا موجودی اضافی شیشه‌ تولید نمی‌کنند

شیشه پزشکی، محکم است اما در هر حال امکان شکستن آن وجود دارد؛ در نتیجه سازندگان معمولا موجودی اضافه‌ای از این شیشه‌ها تولید نمی‌کنند. آنها فقط براساس درخواست شرکت‌های داروسازی، شیشه می‌سازند. شرکت‌های داروسازی معمولا تا زمانی که از کارکرد واکسنی مطمئن نباشند، ساخت شیشه را سفارش نمی‌دهند.

در هر حال، با وجود شرایط کنونی جهان و شیوع سریع کروناویروس، وضعیت معمولی نیست. دولت‌ها و سازمان‌های غیرانتفاعی برای افزایش ظرفیت تولید واکسن و انجام دادن آزمایش‌های گسترده، بودجه‌های قابل توجهی را در اختیار سازندگان می‌گذارند تا شرکت‌های فردی مجبور نباشند با خطر پرداخت هزینه آزمایش و تولید واکسن مواجه شوند. آنها همچنین به آزمایش نانوفناوری مشغول هستند تا در صورت امکان برای هدف خود از آن استفاده کنند و از تولید 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، تاکنون حدود ۲.۲ میلیارد دلار بودجه در اختیار شرکت‌های سازنده واکسن از جمله آسترازنکا، “جانسون و جانسون”(Johnson & Johnson) و “مدرنا” (Moderna) قرار داده است. این شرکت‌ها در نطر دارند تا با همکاری “موسسه ملی سلامت آمریکا”(NIH)، مرحله سوم آزمایش‌های خود را در همین تابستان آغاز کنند. هدف آنها این است تا شکاف میان زمان اثبات کارکرد واکسن و زمان آغاز ارائه آن را پر کنند.

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 می‌شود. “ریک برایت”(Rick Bright)، ایمنی‌شناس آمریکایی و رئیس پیشین باردا در ماه آوریل، کمبود شیشه واکسن را اعلام کرد و گفت که بین ماه‌های ژانویه و مارس، درخواست‌های مکرر و ناموفقی از مقامات دولتی داشته است تا برای تامین منابع مورد نیاز ایمنی‌سازی از جمله، سوزن، سرنگ و ویال شیشه‌ای اقدام کنند.

امضای قراردادهایی به ارزش ۳۴۷ میلیون دلار با دو شرکت آمریکایی سازنده ویال

باردا نهایتا در ماه ژوئن موفق شد قراردادهایی به ارزش ۳۴۷ میلیون دلار با دو شرکت آمریکایی سازنده ویال امضا کند. یکی از این شرکت‌ها موسوم به “کورنینگ”(Corning)، سابقه‌ای طولانی در همکاری با سازندگان واکسن دارد. شیشه‌های پیرکس ساخت این شرکت، در سال ۱۹۵۰ برای ارائه واکسن فلج اطفال به کار رفت. یک سخنگوی این شرکت در مصاحبه‌ای گفت: اکنون کورنینگ، ماهانه میلیون‌ها ویال تولید می‌کند. این شرکت انتظار دارد که با کمک بودجه باردا، این رقم را در سه سال آینده تا ۱۰ برابر افزایش دهد.

در هر حال، این اقدامات به زمان نیاز خواهند داشت. متخصصان باور دارند راه‌اندازی یک کارخانه جدید که قابلیت تولید سالانه ۱۰۰ تا ۵۰۰ میلیون ویال را داشته باشد، حداقل بین شش تا هشت ماه زمان خواهد برد. این ایده، زمانی محقق می‌شود که سازندگان ویال شیشه ای بتوانند مواد اولیه مورد نیاز برای این خطوط تولید را به دست آورند. شیشه‌های پزشکی باید بتوانند نوسانات دما را تحمل کنند و عناصر شیمیایی واکسن را ثابت نگه دارند.

ساخت شیشه‌های پزشکی به گونه خاصی از ماسه نیاز دارد که در سواحل و بستر رودخانه پیدا می‌شود

ساخت شیشه‌های پزشکی، به گونه خاصی از ماسه نیاز دارد که در سواحل و بستر رودخانه یافت می‌شود. دانه‌هایی که به قدر کافی فشرده شده‌اند، به هم می‌چسبند تا یک شیشه جامد محکم را تشکیل دهند. این نوع ماسه که در بسیاری زمینه‌ها از جمله ساخت پنل‌های خورشیدی به کار می‌رود، تقاضای بالایی دارد و همین موضوع موجب شده تا معادن غیرقانونی استخراج ماسه در سال‌های 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 کنند. “پراشانت یاداو”(Prashant Yadav)، پژوهشگر “مرکز جهانی توسعه”(CGD) گفت: اگر بتوانیم در اوایل سال آینده به واکسن دست پیدا کنیم، گمان نمی‌کنم که نیازی به نگرانی در مورد شیشه باشد. از سوی دیگر، اگر ویال را به قدر کافی در اختیار نداشته باشیم، نمی‌توانیم واکسن را به صورت گسترده توزیع کنیم.

باردا برای برطرف کردن کمبود مواد مورد نیاز، با شرکتی همکاری می‌کند که فناوری ساخت ویال آن، بر زنجیره سنتی تبدیل ماسه به شیشه تکیه ندارد. این شرکت به جای روش سنتی، در فرآیند تولید از یک لایه باریک سیلیکات مورد استفاده در فناوری میکروچیپست‌ها استفاده می‌کند تا داخل ظروف پلاستیکی را بپوشاند. “کریستوفر ویکارت”(Christopher Weikart)، از دانشمندان شرکت “SiO۲ Materials Science” که قراردادی به ارزش ۱۴۳ میلیون دلار با باردا امضا کرده است، گفت: ما از بهترین شیشه و پلاستیک استفاده می‌کنیم تا از مزایای هر دو برای ساخت یک ماده ترکیبی بهره ببریم.

شرکت SiO۲ در سال‌های اخیر، ظروف پلاستیکی قابل توجهی ابداع کرده است. این شرکت ابتدا در سال ۱۹۶۰، ظروف دسته‌داری برای شیر ساخت و سپس به ساخت تیوب‌های جیبی آبنبات روی آورد. پس از آن در سال ۲۰۱۱، با تولید ظروف مخصوص دارو، به صنعت داروسازی وارد شد.

پلاستیک به تنهایی نمی‌تواند برای بسته‌بندی کارآمد داروها مناسب باشد. ویژگی‌هایی که موجب می‌شوند پلیمرهای پلاستیکی، سبک و بادوام باشند، آنها را در برابر ورود هوا نیز آسیب‌پذیر می‌کنند. هوا، آب، گازها و مایعات می‌توانند به سادگی در آنها نفوذ کنند. خود پلیمرهای پلاستیکی نیز می‌توانند به داروها نفوذ کنند و به آلودگی آنها منجر شوند. هر دو مشکل مذکور می‌توانند میزان ایمنی و کارآیی دارو را تا زمان رسیدن آن به بیمار تغییر دهند.

ویکارت و گروهش در پژوهش خود، به بررسی این موضوع پرداختند که چگونه می‌توان 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 حالت‌های جامد، مایع و گاز قرار می‌گیرد.

ویال پلاستیکی می‌تواند کمک کند

ویکارت و گروهش، روشی را مهندسی کردند و ارائه دادند که می‌تواند به جذب هوای داخل ظروف پلاستیکی از جمله ویال و سرنگ بپردازد و آن را با گاز سیلیسیم دی‌اکسید 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 کنند. مولکول‌های سیلیکا و اکسیژن طی این فرآیند، بسیار واکنشی عمل کردند و به سطح پلیمر متصل شدند. نتیجه این فرآیند، تشکیل لایه‌ای از سیلیکای خالص است.

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

لایه سیلیکا بین یک لایه چسبنده پیچیده می‌شود تا بتواند به پلاستیک متصل شود و یک ورقه سیلیکا ادغام شده با کربن نیز می‌تواند 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 SiO۲ پیش از همه‌گیری کووید- ۱۹، سالانه حدود ۱۴ میلیون ویال پلاستیکی برای شرکت‌های داروسازی می‌ساخت اما هنوز به بازار واکسن وارد نشده است. “لاورنس گانتی” (Lawrence Ganti)، مدیر تجاری SiO۲ گفت: شرکت ما از زمان امضای قرارداد با باردا، ۱۲۳ کارمند دیگر نیز استخدام کرده و اکنون در نظر دارد سالانه ۴۰ میلیون ویال تولید کند. این شرکت قصد دارد ۱۰۰ نفر دیگر را نیز استخدام کند و تا ماه نوامبر، حدود ۱۲۰ میلیون ویال ارائه دهد.

به گفته گانتی، SiO۲ قصد دارد ویال‌ها را در اختیار پنج شرکت تولیدکننده واکسن از جمله شرکت مدرنا بگذارد تا به ارائه درمان کووید- ۱۹ بپردازند.