Pročitajte više
Vijesti iz industrije
Dom / Vijesti / Vijesti iz industrije / Sustavi bioprocesiranja za Biopharma: inženjerska načela, odabir i trendovi
Specijalizirani smo za istraživanje, razvoj i proizvodnju električnih žica i kabela.
+86-021-57450102Bioprocesni sustavi i komponente za biofarmaceutsku industriju obuhvaćaju integriranu opremu, potrošni materijal i prateće tehnologije koje se koriste za proizvodnju bioloških proizvoda uključujući monoklonska antitijela, cjepiva, rekombinantne proteine, stanične terapije i genske terapije. Ovi sustavi djeluju u cijelom proizvodnom tijeku, od kulture stanica i fermentacije preko pročišćavanja i formulacije, pri čemu svaka komponenta igra ključnu ulogu u osiguravanju kvalitete proizvoda, dosljednosti procesa i usklađenosti s propisima.
Ovaj tehnički vodič pruža sveobuhvatno ispitivanje inženjerskih principa, kategorija opreme, specifikacija materijala i operativnih razmatranja koja definiraju modernu bioprocesu. Bavi se odabirom, integracijom i optimizacijom sustava i komponenti u svim uzvodnim i nizvodnim operacijama, s posebnom pozornošću na tehnološki napredak koji oblikuje budućnost biofarmaceutske proizvodnje.
Sustavi i komponente bioprocesiranja za biofarmaceutsku industriju uključuju svu opremu, potrošni materijal i prateću infrastrukturu koja se koristi za proizvodnju terapeutskih bioloških proizvoda. Opseg obuhvaća bioreaktore, fermentore, sustave filtracije, kromatografske kolone, posude za miješanje, spremnike za skladištenje, prijenosne linije, instrumente za praćenje i potrošni materijal za jednokratnu upotrebu. Ovi sustavi su dizajnirani za održavanje stroge kontrole nad kritičnim procesnim parametrima uključujući temperaturu, pH, otopljeni kisik, brzinu miješanja i tlak tijekom cijelog procesa proizvodnje.
Radni tijek bioprocesiranja obično se dijeli na prethodnu obradu, koja uključuje kulturu stanica i stvaranje proizvoda, i daljnju obradu, koja uključuje oporavak, pročišćavanje i formulaciju. Svaka faza zahtijeva specifičnu opremu i komponente koje moraju raditi pouzdano pod strogim uvjetima, a istovremeno održavati cjelovitost biološkog proizvoda.
Dizajn bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju vođen je načelima aseptične obrade, mogućnosti čišćenja i kontrole procesa. Oprema mora biti izrađena od materijala koji nisu reaktivni, ne ispiravaju se i koji su kompatibilni s metodama čišćenja i sterilizacije. Nehrđajući čelik (razred 316L) i polimeri farmaceutske kvalitete prevladavajući su materijali konstrukcije, odabrani zbog svoje kemijske otpornosti i sposobnosti da izdrže ponovljene cikluse dezinfekcije.
Prijenos mase, prijenos topline i dinamika miješanja ključna su razmatranja u dizajnu bioreaktora. Brzina prijenosa kisika mora biti dovoljna za podršku kulturama stanica visoke gustoće, dok sustav za miješanje mora održavati homogenost bez stvaranja sila smicanja koje bi mogle oštetiti stanice. Računalna dinamika fluida sve se više koristi za optimizaciju dizajna impelera i konfiguracije raspršivača za specifične stanične linije i uvjete procesa.
Sustavi i komponente za bioprocesiranje za biofarmaceutsku industriju moraju biti dizajnirani, proizvedeni i njima treba upravljati u skladu s važećim propisima Dobre proizvođačke prakse (cGMP). Međunarodno vijeće za harmonizaciju (ICH) daje smjernice za sustave farmaceutske kvalitete, uključujući ICH Q7 za aktivne farmaceutske sastojke i ICH Q10 za sustave farmaceutske kvalitete. Protokoli kvalifikacije opreme, uključujući kvalifikaciju dizajna (DQ), kvalifikaciju instalacije (IQ), operativnu kvalifikaciju (OQ) i kvalifikaciju performansi (PQ), potrebni su za svu glavnu opremu za obradu.
Dokumenti FDA sa smjernicama, uključujući 21 CFR dio 11 za elektroničke zapise i potpise, navode zahtjeve za sustave kontrole procesa i integritet podataka. Usklađenost s ovim propisima osigurava da su sustavi bioprocesiranja sposobni proizvesti proizvode koji su sigurni, učinkoviti i dosljedne kvalitete.
Bioreaktori su ključna oprema u prethodnim sustavima bioprocesiranja i komponente za biofarmaceutsku industriju, osiguravajući kontrolirano okruženje potrebno za rast stanica i ekspresiju proizvoda. Ove posude variraju u rasponu od malih stolnih jedinica koje se koriste u razvoju procesa do reaktora proizvodnih razmjera s kapacitetom većim od 20.000 litara. Bioreaktori su klasificirani kao od nehrđajućeg čelika ili jednokratni, svaki s različitim prednostima za specifične primjene.
Bioreaktori od nehrđajućeg čelika izrađeni su od nehrđajućeg čelika 316L s elektropoliranim unutarnjim površinama koje minimiziraju zadržavanje proizvoda i olakšavaju čišćenje. Ovi se sustavi obično čiste na mjestu (CIP) i steriliziraju na mjestu (SIP), pružajući robusnu kontrolu kontaminacije. Posude s plaštom omogućuju preciznu kontrolu temperature kroz cirkulaciju medija za grijanje ili hlađenje. Sustav miješanja obično koristi Rushtonove turbine ili brodske rotore za postizanje potrebnog intenziteta miješanja i disperzije plina.
Bioreaktori za jednokratnu upotrebu koriste jednokratne plastične vrećice ili spremnike koji su prethodno sterilizirani gama zračenjem. Ovi sustavi smanjuju vrijeme i resurse potrebne za čišćenje i sterilizaciju, što ih čini posebno vrijednima za objekte s više proizvoda i kliničku proizvodnju. Radni volumen bioreaktora za jednokratnu upotrebu kreće se od 50 litara do 2000 litara, a sustavi su dostupni i za šaržne i za perfuzijske kulture.
Priprema medija kritična je uzvodna operacija koja zahtijeva namjenske sustave za bioprocesiranje i komponente za biofarmaceutsku industriju. Ovi sustavi su dizajnirani za otapanje, miješanje i sterilizaciju komponenti medija stanične kulture pod kontroliranim uvjetima. Posude za miješanje s kontrolom temperature i mogućnostima praćenja pH koriste se za pripremu tekućih medija, dok sustavi za rukovanje prahom uključuju značajke zadržavanja radi zaštite operatera od potencijalno opasnih materijala.
Posude za pohranu medija moraju održavati sterilnost i stabilnost pripremljenog medija do prijenosa u bioreaktor. Obično se koriste vrećice od nehrđajućeg čelika ili vrećice za jednokratnu upotrebu, pri čemu potonje nude manje potrebe za čišćenjem i manji rizik od unakrsne kontaminacije. Sustavi za pohranu mogu uključivati posude s omotačem i kontrolom temperature za medije koji zahtijevaju ohlađeno skladištenje.
Niz sjemena je niz sekvencijalnih ekspanzija kulture koje stvaraju dovoljnu staničnu masu za inokulaciju proizvodnog bioreaktora. Sustavi za bioprocesiranje i komponente za biofarmaceutsku industriju koji se koriste u sustavu sjemena uključuju male boce za mućkanje, boce s valjcima i stolne bioreaktore. Kako se skala povećava, oprema koja se koristi mora održavati dosljedne uvjete kulture kako bi se osiguralo uspješno povećanje skale.
Sjemenski niz dizajniran je tako da minimizira broj prolaza kako bi se smanjio rizik od genetskog pomaka i nestabilnosti kulture. Prijenos između faza zahtijeva aseptične veze i pažljivu kontrolu gustoće i vremena inokulacije.
Faza oporavka daljnje obrade započinje odvajanjem stanica i staničnih ostataka iz bujona kulture koji sadrži proizvod. Sustavi za bioprocesiranje i komponente za biofarmaceutsku industriju koji se koriste u oporabi uključuju sustave dubinske filtracije, centrifuge s diskovima i filtere sa šupljim vlaknima. Dubinski filtri uklanjaju velike čestice i stanične agregate, štiteći prateću opremu i produžujući radni vijek završnih filtara.
Korak žetve može uključivati bistrenje kroz niz stupnjeva filtracije, s brojem stupnjeva i veličinama pora odabranim na temelju svojstava stanične kulture i proizvoda. Za izlučene proizvode, korak žetve također može uključivati koncentraciju pomoću filtracije tangencijalnog protoka (TFF) prije pročišćavanja.
Kromatografija je središnja tehnologija pročišćavanja u bioprocesnim sustavima i komponentama za biofarmaceutsku industriju, koja omogućuje odvajanje ciljnog proizvoda od nečistoća povezanih s procesom i varijanti povezanih s proizvodom. Protein A afinitetna kromatografija naširoko se koristi za pročišćavanje monoklonskih protutijela zbog svoje visoke selektivnosti, nakon koje često slijede koraci kromatografije ionske izmjene i hidrofobne interakcije.
Sustavi procesne kromatografije moraju raditi u sanitarnim uvjetima pri protoku do 500 L/h. Kromatografske kolone za jednokratnu upotrebu sve su češće, čime se eliminira potreba za pakiranjem i validacijom povezanom s tradicionalnim kolonama. Sustavi za praćenje i kontrolu prikupljaju podatke o vodljivosti, pH, UV apsorbanciji i tlaku kako bi se osigurala dosljednost i ponovljivost svakog ciklusa pročišćavanja.
Virusna sigurnost ključni je uvjet za sve biološke proizvode. Sustavi za bioprocesiranje i komponente za biofarmaceutsku industriju namijenjeni uklanjanju virusa uključuju namjenske reaktore za inkubaciju s niskim pH i klipove za filtriranje virusa. Korak filtracije virusa koristi specijalizirane membrane s dovoljno malim veličinama pora da zadrže čestice virusa dok omogućuju prolaz molekulama proizvoda.
Sustavi za filtriranje virusa dizajnirani su za rad pri kontroliranim tlakovima i brzinama protoka kako bi se maksimalno povećalo zadržavanje virusa. Kompatibilnost sustava filtracije s puferima proizvoda i procesa ključna je za sprječavanje onečišćenja i održavanje performansi.
Konačna formulacija zahtijeva preciznu kontrolu koncentracija pomoćnih tvari, pH i ionske jakosti kako bi se postigla željena stabilnost proizvoda. Posude za miješanje i sustavi za pripremu pufera isporučuju konačnu formulaciju, koja se potom može podvrgnuti sterilnoj filtraciji. Korak punjenja/završetka mora se provesti u aseptičnom okruženju obrade, s puniocima koji doziraju proizvod u bočice, štrcaljke ili druge sustave za isporuku.
Tehnologije za jednokratnu upotrebu transformirale su sustave bioprocesiranja i komponente za biofarmaceutsku industriju zamjenom opreme od nehrđajućeg čelika jednokratnim plastičnim komponentama. Bioreaktori za jednokratnu upotrebu, vrećice za pohranjivanje, posude za miješanje i sklopovi cijevi eliminiraju potrebu za čišćenjem i sterilizacijom, značajno smanjujući potrošnju vode i vrijeme prekida rada postrojenja. Ovi sustavi imaju posebnu prednost za kliničku proizvodnju i postrojenja za više proizvoda, jer smanjuju rizik od unakrsne kontaminacije i olakšavaju bržu promjenu proizvoda.
Usvajanje sustava za jednokratnu upotrebu ubrzano je s poboljšanjima u tehnologiji filma i dosljednosti proizvodnje. Trenutačno su bioreaktori za jednokratnu upotrebu dostupni u mjerilima do 2000 L, a veći hibridni sustavi koji kombiniraju nehrđajući čelik i elemente za jednokratnu upotrebu su u razvoju.
Komponente za jednokratnu upotrebu u sustavima bioprocesiranja i komponente za biofarmaceutsku industriju obično se proizvode od polietilenskih ili fluoropolimernih filmova. Struktura filma je višeslojni laminat, s unutarnjim slojem koji osigurava biokompatibilnost, a vanjski sloj nudi mehaničku čvrstoću. Filmovi koji se koriste u vrećicama bioreaktora odabrani su tako da održavaju propusnost plina za izmjenu kisika i ugljičnog dioksida uz zadržavanje sterilnosti.
Konektori, cijevi i druge komponente izrađene su od silikona, termoplastičnih elastomera ili polietilena. Odabir materijala i dizajn komponenti za jednokratnu upotrebu ključni su za osiguranje cjelovitosti tijekom cijelog procesa proizvodnje, uključujući otpremu, instalaciju i upotrebu.
Sljedeća tablica sažima ključne tehničke specifikacije za glavne tipove opreme koja se koristi u bioprocesu.
| Vrsta opreme | Raspon kapaciteta | Materijal izrade | Ključni parametri procesa | Standardi sukladnosti |
|---|---|---|---|---|
| Bioreaktor od nehrđajućeg čelika | 50 L – 20.000 L | Nehrđajući čelik 316L | Temperatura 20-40°C, pH 6-8, DO 20-100% | ASME BPE, cGMP |
| Bioreaktor za jednokratnu upotrebu | 50 L – 2.000 L | PE/EVOH višeslojna folija | Temperatura 20-40°C, pH 6-8, DO 20-100% | USP klasa VI, ISO 10993 |
| Kromatografska kolona | 50 L – 500 L | Nehrđajući čelik 316L / Glass | Tlak ≤ 5 bara, Protok 50-500 L/h | cGMP, ICH Q7 |
| Sustav dubinske filtracije | 10 – 500 L/m² | Celuloza/polipropilen | Tlak ≤ 3 bara, Protok 50-500 L/h | cGMP, smjernice FDA |
| TFF sustav | 1 – 100 L/min | Nehrđajući čelik 316L / PES | TMP 0,5-2 bara, Protok 1-100 L/min | cGMP, ASTM F2600 |
| Sustav filtriranja virusa | 5 – 50 L/m² | PVDF / PES membrana | Tlak ≤ 2 bara, Protok 5-50 L/h | cGMP, smjernice FDA |
Specifikacija bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju zahtijeva pažljivo definiranje kritičnih procesnih parametara (CPP) i kritičnih atributa kvalitete (CQA). Kontrola temperature ključna je tijekom operacija uzvodno i nizvodno, s tipičnim rasponom od 20-40°C za kulturu stanica i 2-8°C za skladištenje sakupljenog materijala. Kontrola pH postiže se dodavanjem kiseline ili baze, s fluktuacijama od ±0,05 pH jedinica prihvatljivim u većini sustava.
Mjerenje i kontrola otopljenog kisika (DO) bitni su za aerobne stanične kulture, pri čemu se DO održava iznad 30% zasićenja. Brzina prijenosa kisika prijenosa mase (OTR) i brzina uklanjanja ugljičnog dioksida (CDR) projektni su parametri koji se moraju prikladno mjeriti u skalama procesa.
Proizvodnja monoklonskih antitijela predstavlja najveće područje primjene bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju. Uzvodna obrada obično koristi CHO stanične kulture u šaržnom ili perfuzijskom načinu rada, s proizvodnim bioreaktorima u rasponu od 2.000 L do 20.000 L za komercijalnu proizvodnju. Daljnja obrada uključuje kromatografiju afiniteta za protein A nakon koje slijede dva ili tri koraka poliranja, s uklanjanjem virusa postignutim inaktivacijom niske pH vrijednosti i filtracijom virusa.
Procesna oprema mora biti dizajnirana da se nosi s opsegom i zahtjevima proizvodnje mAb, uključujući visoke gustoće stanica i visoke titre proizvoda. Komponente za jednokratnu upotrebu obično se koriste u kliničkoj proizvodnji, dok je nehrđajući čelik poželjan za komercijalne objekte.
Proizvodnja cjepiva oslanja se na sustave bioprocesiranja i komponente za biofarmaceutsku industriju prilagođene specifičnim zahtjevima proizvodnje platforme cjepiva. Živa oslabljena cjepiva zahtijevaju bioreaktore koji mogu održati vitalnost stanica uz postizanje visokih prinosa, dok rekombinantna proteinska cjepiva uključuju korake pročišćavanja analogne onima koji se koriste za terapijske proteine. Inaktivirana cjepiva zahtijevaju dodatne korake inaktivacije, obično korištenjem kemikalija ili topline.
Oprema potrebna za proizvodnju cjepiva često uključuje specijalizirane sustave za formulaciju i punjenje cjepiva s adjuvansima, sa sustavima za emulzifikaciju i posudama za miješanje sposobnim za rukovanje specifičnim reološkim svojstvima formulacija cjepiva.
Stanične i genske terapije novi su terapijski modaliteti koji nameću jedinstvene zahtjeve sustavima i komponentama bioprocesiranja za biofarmaceutsku industriju. Ovi proizvodi se proizvode pomoću stanica dobivenih od pacijenata ili donora, zahtijevajući visoko kontrolirane, zatvorene sustave koji održavaju vitalnost i funkciju stanica. Automatizirani sustavi stanične kulture, zatvorena oprema za obradu i sustavi za krioprezervaciju ključni su za proizvodnju stanične terapije.
Povećanje stanične terapije izazovno je zbog veličine serije i potrebe za automatizacijom za upravljanje složenošću i varijabilnošću proizvodnog procesa. Oprema mora biti dizajnirana tako da podržava učinkovitu obradu i praćenje proizvoda specifičnih za pacijenta, a istovremeno smanjuje rizik od mikrobne kontaminacije ili unakrsne kontaminacije.
Izbor između nehrđajućeg čelika i jednokratnih bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju ključna je odluka u projektiranju postrojenja. Sustavi od nehrđajućeg čelika nude niže troškove po seriji za proizvodnju velikih količina, budući da se oprema amortizira tijekom mnogih ciklusa. Ovi sustavi su prikladni za namjenske proizvodne kampanje s dugim proizvodnim ciklusima. Međutim, oni zahtijevaju opsežnu CIP/SIP infrastrukturu i osjetljivi su na unakrsnu kontaminaciju između proizvoda.
Sustavi za jednokratnu upotrebu pružaju fleksibilnost i smanjeno vrijeme prijelaza, što ih čini idealnim za objekte s više proizvoda i kliničku proizvodnju. Trošak po seriji veći je zbog troškova potrošnog materijala, ali smanjena kapitalna ulaganja i teret validacije mogu ih učiniti privlačnijim za nove objekte. Utjecaj dijelova za jednokratnu upotrebu na okoliš sve je veći problem, a razvijaju se programi recikliranja i biorazgradive alternative.
Tradicionalni sustavi bioprocesiranja i komponente za biofarmaceutsku industriju rade u šaržnom načinu, s diskretnim fazama proizvodnje. Kontinuirana obrada je paradigma u nastajanju koja integrira operacije jedinice u kontinuirani tijek, smanjujući vrijeme zadržavanja i omogućavajući učinkovitije korištenje opreme i prostora pogona. Kontinuirana bioobrada je prikladna za proizvodnju rekombinantnih proteina i monoklonskih antitijela, pri čemu su perfuzijska kultura i kontinuirana kromatografija ključne tehnologije.
Kontinuirana obrada smanjuje otisak opreme i može poboljšati kvalitetu proizvoda minimiziranjem varijabilnosti procesa. Međutim, tehnologija zahtijeva sofisticiranije sustave za kontrolu procesa i nadzor, kao i opremu za procesiranje koja je dizajnirana za rukovanje kontinuiranim tokovima. Regulatorni okvir se razvija kako bi podržao usvajanje kontinuirane proizvodnje, a FDA izdaje smjernice za proizvođače lijekova.
Odabir bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju uključuje razmatranje nekoliko ključnih čimbenika. Razmjer proizvodnje primarni je čimbenik, pri čemu povećanje zahtijeva posebnu pozornost na performanse opreme pri željenom obujmu proizvodnje. Vrsta proizvoda koji se proizvodi određuje specifične zahtjeve opreme, kao što su potreba za određenim koracima pročišćavanja ili mogućnosti formulacije.
Raspored objekta i raspoloživi prostor mogu utjecati na odabir opreme, s modularnim dizajnom opreme dostupnim za objekte s prostornim ograničenjima. Potrebna razina automatizacije također utječe na odabir opreme, s potpuno automatiziranim kontrolnim sustavima koji su dostupni za nadzor i kontrolu u stvarnom vremenu.
Troškovi povezani sa sustavima i komponentama bioprocesiranja za biofarmaceutsku industriju uključuju kapitalne izdatke (CAPEX) za opremu, potrošni materijal i infrastrukturu objekta, kao i operativne troškove za komunalne usluge i zalihe. Vremenski raspored i proračun projekta utjecat će na izbor opreme i tehnološke platforme.
Analiza troškova životnog ciklusa treba uzeti u obzir utjecaj opreme na ukupne troškove proizvodnje, uključujući troškove rutinskog održavanja, validacije i usklađenosti. Potencijal za buduće širenje i razvoj procesa također treba uzeti u obzir kako bi se prilagodio rastu portfelja proizvoda.
Kontrola procesa ključna je za održavanje performansi bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju. Distribuirani kontrolni sustavi (DCS) pružaju centralizirani nadzor i kontrolu cjelokupnog proizvodnog procesa, s mogućnostima prikupljanja podataka i zapisivanja radi usklađenosti. Procesna analitička tehnologija (PAT) sve se više koristi za praćenje svojstava kvalitete proizvoda u stvarnom vremenu, omogućujući poboljšanu kontrolu procesa i smanjenu varijabilnost proizvoda.
Za kontinuirane procese potrebna je napredna kontrola procesa (APC) za prilagodbu parametara procesa u stvarnom vremenu radi održavanja kvalitete proizvoda. Multivarijatna statistička kontrola procesa (MSPC) često se koristi za prepoznavanje odstupanja procesa i dijagnosticiranje temeljnih uzroka.
Preventivno održavanje ključno je za pouzdan rad bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju. Program održavanja trebao bi uključivati pregled, čišćenje i zamjenu kritičnih komponenti. Kalibraciju procesnih senzora, kao što su sonde za pH i temperaturu, treba provoditi u određenim intervalima kako bi se osigurala točnost.
Dokumentacija o održavanju, kalibraciji i kvalifikaciji performansi treba se održavati kao dio zapisa o kvalifikaciji i validaciji opreme.
Jedna uobičajena pogreška u odabiru bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju je odabir materijala koji nisu kompatibilni s procesnim tekućinama. Kompatibilnost se mora provjeriti za sve procesne tekućine, uključujući medije za kulturu stanica, pufere i sredstva za čišćenje. Ispitivanje tvari koje se mogu isprati i ekstrahirati potrebno je kako bi se potvrdilo da odabrani materijali ne unose kontaminante koji bi mogli utjecati na kvalitetu ili sigurnost proizvoda.
Integracija pojedinačnih komponenti u cjeloviti sustav bioprocesiranja često se podcjenjuje. Povezivanje komponenti različitih proizvođača složen je zadatak koji zahtijeva značajno vrijeme i stručnost. Integracija i provjera valjanosti kompletnog sustava mora biti dovršena prije nego što se oprema pusti u rad.
Skalabilnost je ključno razmatranje pri odabiru bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju. Parametri procesa razvijeni u laboratoriju možda se neće moći izravno prenijeti na veću opremu. Trebalo bi provesti studije proširenja kako bi se procijenila sposobnost opreme da održi performanse procesa na potrebnoj razini, s parametrima kao što su vrijeme miješanja i prijenos kisika procijenjenim za specifičnu konfiguraciju opreme.
Usvajanje kontinuirane obrade za biofarmaceutsku proizvodnju se širi, s poboljšanjima u perfuzijskim bioreaktorima, kontinuiranoj kromatografiji i tehnologijama praćenja procesa. Integracija kontinuirane obrade u postojeće pogone za serijsku proizvodnju je izazovna, ali razvoj modularnih kontinuiranih obradnih sustava može smanjiti složenost i troškove implementacije.
Digitalizacija bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju omogućuje učinkovitiju i pouzdaniju proizvodnju. Korištenje analitike podataka, strojnog učenja i umjetne inteligencije za optimizaciju parametara procesa je područje istraživanja u razvoju. Digitalni blizanci bioprocesne opreme koriste se za podršku razvoju procesa, dizajnu opreme i rješavanju problema.
Održivost je sve važnija u dizajnu bioprocesnih sustava i komponenti za biofarmaceutsku industriju. U fokusu je smanjenje potrošnje vode i energije, a razvoj tehnologija i materijala za čišćenje pridonosi održivosti. Ispituje se recikliranje i ponovna obrada komponenti za jednokratnu upotrebu kako bi se smanjio utjecaj jednokratnih tehnologija na okoliš.
Regulatorne agencije daju smjernice za usvajanje naprednih proizvodnih tehnologija, uključujući kontinuiranu obradu i sustave za jednokratnu upotrebu. FDA-in okvir za farmaceutske sustave kvalitete potiče inovacije u proizvodnji, uključujući korištenje novih analitičkih tehnologija i strategija kontrole procesa.
Sustavi i komponente bioprocesiranja za biofarmaceutsku industriju temelj su moderne proizvodnje bioloških lijekova, osiguravajući opremu i tehnologiju potrebnu za proizvodnju sigurnih, učinkovitih i dosljednih bioloških proizvoda. Integracija naprednih tehnologija, uključujući sustave za jednokratnu upotrebu i kontinuiranu obradu, preoblikuje industriju i omogućuje učinkovitiju proizvodnju. Profesionalci uključeni u projektiranje objekata, odabir opreme ili razvoj procesa moraju održavati temeljito razumijevanje tehničkih principa i praktičnih razmatranja koja definiraju sustave bioprocesiranja kako bi se osigurali uspješni rezultati projekta.
Bioprocesni sustavi i komponente za biofarmaceutsku industriju include bioreactors, fermenters, filtration systems, chromatography columns, mixing vessels, storage tanks, transfer lines, monitoring instruments, and single-use consumables required for the production of biological products.
Biofarmaceutska obrada uključuje prethodnu obradu (kultura stanica i stvaranje proizvoda), daljnju obradu (oporavak, pročišćavanje i formulacija) i postupke punjenja/završetka. Svaki stupanj ima specifičnu opremu i zahtjeve procesa.
Oprema za biofarmaceutsku obradu koristi nehrđajući čelik 316L za sustave za višekratnu upotrebu i polietilen/EVOH višeslojne filmove za sustave za jednokratnu upotrebu. Također se koriste materijali za komponente kao što su silikon, termoplastični elastomeri i PES.
Sustavi za jednokratnu upotrebu smanjuju zahtjeve za čišćenjem i sterilizacijom, smanjuju rizik od unakrsne kontaminacije i olakšavaju bržu promjenu proizvoda. Oni su korisni za pogone s više proizvoda i kliničku proizvodnju.
Kontinuirana bioprocesa integrira operacije jedinice u kontinuirani tok, smanjujući vrijeme zadržavanja i otisak opreme. Omogućuje učinkovitiju proizvodnju u usporedbi s tradicionalnom serijskom obradom.
Oprema za biofarmaceutsku proizvodnju mora biti u skladu s cGMP propisima, ICH smjernicama i FDA zahtjevima, uključujući 21 CFR dio 11 za elektroničke zapise. Kvalifikacija opreme slijedi DQ, IQ, OQ i PQ protokole.
Odabir uzima u obzir opseg proizvodnje, vrstu proizvoda, izgled pogona i proračun. Oprema mora biti kompatibilna sa zahtjevima procesa i sposobna održavati kritične procesne parametre.
Trenutačni trendovi uključuju kontinuiranu obradu, digitalizaciju i kontrolu procesa, usvajanje tehnologije za jednokratnu upotrebu i održivost. Regulatorne smjernice i tehnološki napredak također utječu na dizajn i rad opreme.
haikexin@haikexin.com
