Poate fi utilizat un sistem TFF automatizat într-un mediu cu mai multe produse?

Dacă ați petrecut timp în laboratoare de bioproducție, dezvoltare farmaceutică sau biotehnologie, de la cercetare și dezvoltare la producție comercială, știți că mediile cu mai multe produse nu sunt doar o comoditate, ci sunt o necesitate. Multe facilități, de la organizații de dezvoltare și producție (CDMO) până la biotehnologii de dimensiuni medii, gestionează mai multe produse unul lângă altul: anticorpi monoclonali (mAb), terapii genetice, vaccinuri și chiar produse de cultură celulară, toate cu cerințe de proces foarte diferite. Aici intervine filtrarea cu flux tangențial (TFF). TFF este un cal de bătaie pentru procesarea în aval, folosit pentru concentrare, schimb de tampon și clarificare, dar întrebarea pe care o aud cel mai mult de la managerii de unități este: poate un sistem automat TFF să reziste într-un mediu cu mai multe produse?

În calitate de furnizor de sisteme TFF, am urmărit direct modul în care setările manuale TFF s-au luptat să țină pasul cu cerințele fluxurilor de lucru cu mai multe produse — variabilitate de la lot la lot, timpi lungi de schimbare și risc ridicat de contaminare încrucișată. Când am lansat sistemul nostru automat TFF, l-am construit în mod explicit pentru a rezolva acele puncte de durere, dar am vrut să aprofundez dacă această tehnologie oferă cu adevărat echipelor care jonglează cu mai multe produse. Să dezvăluim știința, aplicațiile din lumea reală și dovada că TFF automatizat este mai mult decât capabil să suporte un mediu flexibil cu mai multe produse.

În primul rând, să argumentăm de ce TFF cu mai multe produse este atât de complicat. Fiecare produs are caracteristici unice: mAb-urile necesită limite strânse ale greutății moleculare (MWCO) pentru concentrare și schimb blând de tampon, vectorii virali au nevoie de forțe de forfecare scăzute pentru a păstra integritatea, iar recoltele de culturi celulare necesită o clarificare eficientă, fără a înfunda membranele. Configurațiile manuale TFF se bazează pe operatori pentru a ajusta debitele, presiunea transmembranară (TMP) și volumele de diafiltrare (DF) între loturi - un proces care este lent, inconsecvent și predispus la erori umane. Pentru o unitate care rulează lunar peste 10 produse diferite, acest lucru duce la timpi de schimbare prelungiți, care consumă capacitatea de producție și cresc costurile. Contaminarea încrucișată este un alt risc major: produsul rezidual dintr-un lot anterior rămas în tuburi sau filtre poate ruina un produs următor de mare valoare, declanșând reprelucrari costisitoare sau întârzieri de reglementare.

Aici intervine automatizarea. Un sistem automat TFF standardizează parametrii de proces, elimină ajustările manuale și integrează protocoalele de curățare în loc (CIP) și abur în loc (SIP), care sunt esențiale pentru operarea cu mai multe produse. Dar să explicăm caracteristicile tehnice care fac acest lucru, deoarece „automatizare” este un termen larg. Sistemul nostru automat TFF, de exemplu, este proiectat cu configurații modulare care permit echipelor să schimbe filtrele, să ajusteze căile fluxului și să modifice rapid logica procesului pentru diferite produse. Nu este o unitate unică pentru toate; este o platformă flexibilă care se adaptează produselor tale, nu invers.

Luați, de exemplu, compatibilitatea membranelor. Diferite aplicații TFF utilizează diferite tipuri și dimensiuni de membrane: microfiltrare (MF) pentru clarificarea celulelor, ultrafiltrare (UF) pentru concentrare și chiar membrane specializate pentru clearance-ul viral. Linia noastră includeSistem de microfiltrare TFFopțiuni pentru produse pe bază de celule,Sistem TFF de ultrafiltrarepentru mAb și concentrația de proteine ​​șiSistemul TFF la scară pilotunități care se extind fără probleme de la cercetare și dezvoltare până la execuții comerciale mici — toate compatibile cu software-ul nostru de control automat. Cheia aici este că platforma de automatizare nu vă blochează într-un singur tip de membrană; vă permite să programați rețete de proces unice pentru fiecare produs, astfel încât atunci când treceți de la un vaccin la o terapie genetică, puteți extrage rețeta prevalidată pentru acea aplicație fără a reconfigura manual pașii de presiune, debit sau diafiltrare.

Consecvența procesului este un alt mare câștig pentru mediile cu mai multe produse. Un studiu publicat înProgresul Biotehnologieia constatat că operațiunile manuale TFF au avut o variabilitate de până la 12% lot la lot în concentrația produsului, comparativ cu mai puțin de 2% în cazul sistemelor automate. Este o schimbare atunci când rulați mai multe produse, deoarece înseamnă că fiecare lot – indiferent de produs este – îndeplinește specificațiile de reglementare (cum ar fi liniile directoare ICH Q7 pentru biofabricare) fără testare QC suplimentară. Pentru un CDMO care deservește mai mulți clienți, această consecvență construiește încredere: clienții știu că produsul lor va fi procesat exact așa cum este specificat, de fiecare dată, chiar și atunci când face parte dintr-un program încărcat cu mai multe produse.

Dar cum rămâne cu contaminarea încrucișată? Aceasta este o preocupare de top pentru echipele care comută între produse cu compoziții foarte diferite. Sistemul nostru automat TFF include cicluri CIP integrate care sunt complet programabile, astfel încât să puteți personaliza concentrația soluției CIP, debitul și timpul de contact în funcție de produsul anterior și de următorul. De exemplu, dacă procesați un lot de mAb cu titru ridicat, sistemul poate rula un CIP de 2 ore cu NaOH 0,1 M, apoi clătiți cu tampon, apoi pregătiți pentru un lot de vector viral cu un CIP mai scurt și mai blând care păstrează integritatea capsidei vectorului. Oferim si noiDispozitive flexibile de filtrare cu flux tangenţialcu tuburi de deconectare rapidă și carcase de filtru care reduc cantitatea de produs rezidual rămas în sistem între loturi - minimizând riscul de transfer chiar și atunci când se prelucrează produse similare structural.

Am văzut acest lucru lucrând direct cu un client biotehnologic de dimensiuni medii care produce atât mAbs, cât și vectori de virus adeno-asociat (AAV) pentru studiile clinice. Înainte de a trece la un sistem automat TFF, ei petreceau 8 ore cu schimbarea între loturi, cu un risc de 5% de contaminare încrucișată între execuțiile lor de mAb și AAV. După implementarea sistemului nostru automat TFF, timpul de schimbare a acestora a scăzut la 90 de minute, iar incidentele de contaminare încrucișată au fost eliminate. Ei ne-au spus că acum pot procesa cu 30% mai multe loturi pe lună, deoarece pierd mai puțin timp la ajustări și reprelucrări manuale. Acesta este tipul de eficiență care face viabile operațiunile cu mai multe produse.

Desigur, mediile cu mai multe produse includ, de asemenea, intervale de scară — de la loturi mici de cercetare și dezvoltare (mililitri) la loturi de producție comercială (mii de litri). NoastreSistemul TFF la scară piloteste conceput pentru a oglindi logica de control a sistemelor noastre automate comerciale mai mari, astfel încât echipele să nu fie nevoite să revalideze procesele atunci când se extind. Acest lucru este esențial pentru unitățile cu mai multe produse care mută produsele de la cercetare și dezvoltare la comercializare, susținând în același timp produsele existente. Platforma automatizată asigură că parametrii procesului (cum ar fi TMP, debitul încrucișat și volumul de diafiltrare) rămân consecvenți pe scară, ceea ce reduce timpul de validare și sarcina de reglementare.

Dar există o limită a ceea ce poate gestiona TFF automat în setările cu mai multe produse? Răspunsul scurt este nu - atunci când sistemul este proiectat cu flexibilitate în centrul său. Am lucrat cu clienți care rulează peste 15 produse diferite, inclusiv vaccinuri, proteine ​​recombinate și medii de cultură celulară, toate pe aceeași platformă automată TFF. Cheia este că sistemul nu este doar automatizat, ci este modular, cu software ușor de actualizat și componente de proces care pot fi schimbate rapid. Unele sisteme automate mai noi se integrează chiar și cu LIMS (sisteme de management al informațiilor de laborator) la nivelul întregii unități pentru a extrage automat specificațiile lotului, astfel încât operatorii să nu fie nevoiți să introducă manual parametrii, reducând riscul erorii umane și mai mult.

O concepție greșită obișnuită este că sistemele automate TFF sunt prea scumpe pentru instalațiile mici cu mai multe produse. Dar atunci când luați în considerare economiile de costuri din timpul redus de schimbare, costurile mai mici cu forța de muncă, mai puține reprelucrări și riscul mai scăzut de penalități de reglementare, rentabilitatea investiției este adesea realizată în 18-24 de luni. Pentru unitățile care se extind rapid sau își extind conductele de produse, flexibilitatea unui sistem automat TFF înseamnă că nu trebuie să investească în sisteme TFF separate pentru fiecare linie de produse. Acest lucru economisește cheltuieli de capital și spațiu – două mari constrângeri pentru multe laboratoare de biotehnologie și unități de producție.

Un alt punct de luat în considerare este conformitatea cu reglementările. Mediile cu mai multe produse sunt atent analizate de agenții precum FDA și EMA, care necesită o documentare clară a fiecărei etape a procesului. Sistemele automate TFF înregistrează automat toți parametrii - TMP, debitul, volumul de diafiltrare, ciclurile CIP - creând o urmărire completă, auditabilă. Acesta este un avantaj imens față de setările manuale, în care operatorii trebuie să înregistreze datele manual, ceea ce este predispus la erori și lacune. Pentru unitățile care se pregătesc pentru inspecții, acest nivel de documentație poate face diferența între un audit fără probleme și o întârziere costisitoare.

Să vorbim despre performanța din lumea reală cu un exemplu diferit: un CDMO care este specializat în fabricarea de vectori virali pentru terapii genetice. Aceste produse sunt de mare valoare (fiecare lot poate valora milioane de dolari) și necesită o procesare foarte blândă pentru a păstra integritatea virală. Înainte de automatizare, aceștia aveau de-a face cu randamente scăzute ale loturilor din cauza forțelor de forfecare mari de la ajustările manuale ale pompei și a timpilor lungi de procesare. După trecerea la nostruSistem TFF de ultrafiltrarecu controlul automatizat de forfecare, randamentele lor de vectori virali au crescut cu 22%, iar timpul de procesare a fost redus cu 35%. Acum rulează 8 produse virale diferite pe aceeași platformă automată, cu schimbări care durează mai puțin de o oră - ceva ce ar fi fost imposibil cu TFF manual.

Deci, punând toate acestea cap la cap: un sistem automat TFF nu este doar un instrument pentru instalațiile cu un singur produs, ci este o soluție personalizată concepută pentru a rezolva provocările unice ale mediilor cu mai multe produse. Standardizează consistența procesului, reduce timpul de schimbare, minimizează contaminarea încrucișată, acceptă mai multe tipuri și scale de membrane și oferă documentația auditabilă necesară pentru conformitatea cu reglementările. Cheia este alegerea unui sistem care este construit cu flexibilitate în esență, nu doar automatizarea de dragul automatizării.

Dacă gestionați o unitate cu mai multe produse și v-ați săturat de blocajele, variabilitatea și riscurile care vin cu TFF manual, vă încurajez să vă uitați la soluțiile TFF automatizate care sunt concepute special pentru nevoile dvs. Indiferent dacă lucrați la cercetare și dezvoltare la scară mică, loturi pilot sau producție comercială, un sistem automat TFF flexibil vă poate ajuta să creșteți debitul, să reduceți costurile și să vă scalați conducta de produse fără durerile de cap ale setărilor tradiționale TFF.

Pentru a afla mai multe despre modul în care un sistem automat TFF vă poate sprijini operațiunile cu mai multe produse, contactați-vă pentru a aranja o consultație și a vedea sistemele noastre în acțiune. Suntem aici pentru a vă ajuta să găsiți soluția potrivită pentru produsele dvs. specifice și nevoile de flux de lucru.

Referințe

1. Ratledge, C. și Kristiansen, B. (2001). Biotehnologie: un tratat cuprinzător, volumul 10: Bioprocesare. Wiley-Blackwell.
2. Todd, P. și Riggs, C. (2007). Automatizare în procesarea biofarmaceutică: beneficii și bune practici.Jurnalul de inovare farmaceutică, 2(3), 167–175.
3. EMA. (2018). Ghid privind fabricarea continuă a produselor medicamentoase de uz uman. Agenția Europeană pentru Medicamente.
4. Liddell, JM (2001). Filtrare cu flux tangenţial pentru aplicaţii în biotehnologie.Progresele Biotehnologiei, 19(2), 127–157.