Tehnologia membranei și clarificarea vaccinurilor (Ⅱ)

În articolul precedent, am avut o introducere preliminară a vaccinurilor și a strategiilor de clarificare a vaccinurilor și le vom continua să le explorăm în restul acestui articol. Ca urmare a celor de mai sus, vom continua să împărtășim clarificări despre vaccin și aplicații asociate țesutului membranar.

 

2.2.2 Influența proprietăților fizice și chimice ale virusului

După luarea în considerare a sistemului de producție și a metodelor de îndepărtare a contaminanților relevanți în etapa de clarificare, este important să se țină cont de caracteristicile virusului și să se concentreze pe maximizarea randamentului virusului.

 

2.2.2.1 Adsorbție ușoară a virusului
Materialele încărcate pozitiv și ajutoarele de filtrare (cum ar fi diatomita) au fost dezvoltate pentru a îmbunătăți efectele de filtrare profundă. Deși sarcina pozitivă crește captarea acizilor nucleici și a HCP, se știe că diatomita leagă resturile celulare și coloizii. Cu toate acestea, aceste materiale pot reține și virusul prin mecanismul de adsorbție. Deoarece virusul este de obicei încărcat negativ în soluție, pot apărea interacțiuni electrostatice cu filtrul încărcat pozitiv.
Virușii se pot lega, de asemenea, prin interacțiunile lor hidrofobe sau nespecifice cu anumite materiale de filtrare (cum ar fi diatomita sau fibrele de sticlă). Virușii înveliți, datorită învelișului lor lipidic, sunt mai sensibili la această adsorbție. Dacă virusul este adsorbit de filtru prin interacțiuni electrostatice, iar particulele de virus sunt detașate din cauza competiției de sare, clătirea filtrului cu un tampon puternic conductiv poate recupera parțial virusul. Cu toate acestea, acest lucru poate, de asemenea, elua contaminanți precum HCP sau acizi nucleici. Prin urmare, se preferă utilizarea unui material filtrant alternativ, cum ar fi polipropilena mai inertă.
Adenovirus is easily adsorbed, but different results have been confirmed. Using positively charged diatomite and deep filters. Borosilicate glass fiber filter material is also very well recovered. On the other hand, a patent proposed by Weggeman involving clarification of 20 – 40% adenovirus losses at PER, et al. Cell cultures were prepared with similarly positively charged deep filters containing diatomite. In this case, the nominal polypropylene filter showed a very high viral recovery rate (> 90%).
Este bine cunoscut faptul că virusurile gripale sunt predispuse la pierderi de adsorbție în timpul clarificării. Prin urmare, utilizarea unui filtru fără încărcare, filtrul pe bază de polipropilenă, este potrivită pentru clarificarea colecției de gripă. Thompson și colab. au raportat utilizarea unui filtru de polipropilenă nominal de 1,2 μm urmat de membrana PVDF 0.45 μm pentru a clarifica virusul gripal pe bază de celule produs de celulele MDCK. Un total de nouă teste de purificare au fost efectuate la scara de 20L, încărcând 111 L/m2 pentru filtru de polipropilenă de 1,2 μm și 105 L/m2 pentru filtru PVDF de 0,45 μm. Rezultatele au arătat că majoritatea virușilor care rulează s-au recuperat bine (78-154%). Ei au raportat, de asemenea, o eliminare de până la 58% a hcDNA, dar nicio îndepărtare semnificativă a HCP.

 

2.2.2.2 Decuparea virușilor sensibili

Unii virusuri (încapsulați sau neîncapsulați) prezintă rezistență mecanică scăzută și pot fi distruși prin expunerea la forfecare în timpul etapelor de centrifugare și filtrare pe membrană. Forțele de forfecare generate în timpul etapelor de purificare care implică filtrarea sau cromatografia pot determina căderea învelișului viral, afectând astfel infecțiozitatea. În funcție de mărimea, grosimea și geometria capsidei, capsida virală poate fi fragilă sau, dimpotrivă, rezistentă la presiuni mari. Unii viruși înveliți, cum ar fi virușii gripali, sunt elastici la stresul mecanic și pot rezista la deformări mari. Pe de altă parte, forța de forfecare poate determina căderea învelișului virușilor mai puțin rezistenți, cum ar fi retrovirusurile, afectând astfel infecțiozitatea virusului.

VLP-urile anvelopei generate extracelular sunt, de asemenea, foarte vulnerabile. Viteze mari de forfecare sunt generate în procesul centrifugal, în principal la părțile de intrare și de ieșire (ratele de forfecare mari sunt generate la interfața gaz-lichid). Când virusul a fost purificat prin centrifugare în gradient, capacitatea de transducție a unor retrovirusuri a fost slăbită semnificativ. La proiectarea separării centrifuge, trebuie luată în considerare instabilitatea relativă a particulelor virale la forțele de forfecare. Forța centrifugă nu este singura sursă de șoc de forfecare, mai important este designul echipamentului, în special la import și export au, de asemenea, șoc de forfecare semnificativ. Diferențele în proiectarea diferitelor scări pot duce la diferențe în randamentul și recuperarea virusurilor sensibile la forfecare la diferite scări.

Virușii sensibili la forfecare ar trebui să fie proiectați cu atenție, deoarece magnitudinea tensiunii de forfecare și timpul de expunere la efort (datorită recirculării) pot fi mari. Pentru virușii sensibili la forfecare, dispozitivele cu circuit deschis (dispozitive cu fibră goală sau plăci deschise) sunt preferate pentru a reduce turbulența și forțele de forfecare în canalul de alimentare.

Alegerea parametrilor de funcționare ar trebui, de asemenea, să minimizeze deteriorarea particulelor de virus: flux transversal scăzut, presiune transmembranară medie (TMP) și timp scurt de procesare.

Contaminarea membranei la presiune ridicată duce la pierderea infecțiozității virale, posibil din cauza forțelor pe care acțiunea de forfecare le poate acționa asupra învelișului viral. Separarea pe bază de membrană se bazează pe dimensiune, iar acumularea de inhibitori virali cu greutate moleculară mare și particule virale poate reduce infecțiozitatea vectorilor virali.

Degradarea virusurilor sensibile la forfecare în timpul filtrării profunde nu este documentată pe scară largă. Pierderea virușilor în filtrarea profundă este cel mai adesea atribuită prin captare, adsorbție sau degradări virale dependente de timp și temperatură a produsului. De fapt, chiar dacă în sistemele NFF pot apărea solicitări mecanice, timpul de expunere pentru produsele NFF la forfecare este foarte scurt în comparație cu alte tehnologii din cauza trecerii rapide cu o singură trecere experimentată în produsele NFF.

 

2.2.2.3 Interceptarea în funcție de dimensiunea deschiderii

Virusurile de peste 100 nm pot fi reținute prin îndepărtarea micoplasmei sau a membranelor de grad steril (0,22 μm și mai jos). În acest caz, o atenție deosebită trebuie acordată selecției filtrelor. Pentru etapele de microfiltrare TFF, membranele 0.45μm sau 0,65μm sunt preferate pentru canalele bune de produs. Pentru filtrarea în mai multe etape NFF, stratul cel mai dens este Mai mare sau egal cu 0,45μm. Trebuie avut grijă atunci când alegeți un filtru profund, deoarece unele dispozitive cu filtru profund pot conține un strat de peliculă, ceea ce poate duce la pierderea produsului din sistemul de retenție. Agregarea virușilor afectează negativ producția de viruși și îmbunătățește retenția virusului datorită dimensiunii virusului.

Conform unui brevet al lui Andre și Champluvier, omogenizarea poate preveni sau limita înfundarea filtrului prin reducerea dimensiunii agregatului, oferind un randament mai mare. Omogenizarea a îmbunătățit și capacitatea de filtrare a recoltei, care a crescut de 2.4-3 ori.

Prea multă impuritate poate interfera cu recuperarea virusului. Impuritățile tind să înfunde filtrul, iar porii înfundați ale membranei pot duce la rate reduse de trecere a virusului. Într-un brevet al lui de Vocht și Veenstra, se menționează că clarificarea directă a densității celulare mari Per. Colectarea cu TFF (membrană {{0}},65 sau 0,2 μm) a dus la recuperarea virusului fără adenovirus. Recuperarea poate fi realizată prin îndepărtarea selectivă prin precipitare a ADN-ului celulei gazdă înainte de etapa TFF de 0,65 μm. 70% dintre adenovirusuri.

 

 

2.3 Studiu de caz: Optimizarea clarificării vaccinului viral

La Conferința internațională din 2011 privind procesele biologice, Sanofi Pasteur a prezentat o abordare rațională a filtrelor de screening pentru dezvoltarea de noi secvențe clarificate pentru vaccinuri virale candidate. Cercetarea își propune să depășească problemele cu care se confruntă optimizarea proceselor de cultură celulară și virală. Modificările aduse procesului din amonte au dus la o pierdere de randament de 20% și o contaminare prematură a filtrului în timpul etapei de clarificare, ducând la nicio extindere. Pentru a stabili o etapă de clarificare robustă și scalabilă, a fost necesară o re-dezvoltare completă a secvenței filtrului, cu rate de recuperare virală mai mari de 85%.

Based on internal experience and scientific publications, the team selected 27 filters for an initial screening study. Small scale virus adsorption tests were performed on various filter media (polypropylene, nylon, cellulose ester, glass fiber, charged adsorption filter) and structures (pleated or deep filter). The virus yield was measured by ELISA and the clarifying efficiency of the preselected filtrate was compared by checking the reduction of turbidity. Preliminary screening studies showed that nylon and charged filters retained viral particles and virus recovery. Ten percent. The virus recovery rate of polypropylene and polyether sulfone filter was >. 80%. Rata de recuperare a filtrelor cu ester de celuloză și fibră de sticlă depinde de evaluarea filtrului (20% sau 90%).

Ca un al doilea pas, Sanofi Pasteur a evaluat mai multe combinații (secvențe de fază 2 sau faza 3) ale celor șapte filtre preselectate în studiul de screening. Testul de clasificare a debitului constant a fost efectuat cu un filtru mic. În plus, acest experiment a folosit un randament mai mare decât studiul de screening. Pe baza rezultatelor recuperării virale și a capacității de filtrare, echipa a ales cele mai bune două combinații pentru studii ulterioare.

- Secvența 1 (Etapa 2): prefiltru de polipropilenă pliat nominal de 30 μm, urmat de un ester de celuloză compozit și filtru multistrat din fibră de sticlă (porozitate 1/0,5 μm)

- Secvența 2 (etapa 3): același prefiltru (filtru de polipropilenă nominal de 30 μm), urmat de un filtru de polipropilenă multistrat intermediar și în final de o peliculă asimetrică de polieter sulfonă.

 

The robustness of these two clarified sequences has been challenged by repeated constant flow sizing experiments with different harvest batches. While both potential sequences demonstrated enhanced capabilities compared to the reference sequence, only sequence 1 achieved virus recovery objectives (>85%), așa cum se arată în Figura 1.

Figura 1 Recuperarea medie a virusului la fiecare pas de filtrare. Studiile de stabilitate au fost evaluate pentru trei secvențe de filtrare, dintre care numai secvența 1 folosind o polipropilenă pliată nominală de 30 μm și un ester de celuloză de 1,0/0,5 μm și filtru din fibră de sticlă a îndeplinit ținta globală de recuperare. .

Centrifugarea a fost, de asemenea, evaluată ca etapă primară de clarificare, urmată de filtrarea finală de {{0}},45 μm. Au fost testate mai multe perechi viteză/durată. Deși rata de filtrare de 0,45 μm a fost crescută de două ori, randamentul final a fost mai mic decât ținta de 85%. Ca urmare, centrifugarea nu a fost studiată în continuare.

În cele din urmă, performanța secvențelor de filtrare din polipropilenă și fibră de sticlă a fost evaluată la o scară mai mare (dimensiunea bioreactorului de 160 L). Secvența de filtrare este prezentată în Figura 2.

Figura 2 Clarifică combinația de filtre și o reprezentare grafică a randamentului pas al șirului. Trenul A este procesul tradițional, iar trenul B este procesul optimizat. Secvența optimizată B poate reduce zona de prefiltrare de 3 ori, poate anula etapa intermediară de filtrare și poate reduce zona finală de filtrare de 10 ori, crescând astfel recuperarea globală a virusului cu 3%.

Mai multe loturi au fost clarificate cu succes, fără semne de blocare a filtrului, timp de proces în conformitate cu limitele de producție și randament de virus > Optzeci și cinci la sută. Optimizarea etapelor de clarificare nu a avut niciun efect asupra etapelor din aval și asupra atributelor cheie de calitate ale vaccinului. Prin urmare, secvența de clarificare selectată a fost utilizată în procesul de producție a vaccinului (bioreactor de dimensiunea 1000 L) și performanța a fost confirmată cu succes.

 

03 Clarificarea vaccinurilor bacteriene

3.1 Considerații pentru clarificarea vaccinurilor bacteriene

Conform Tezaurului Medical (2015), un vaccin bacterian este definit ca o suspensie de bacterii diluate sau ucise sau de derivații lor antigenici, care este utilizată pentru a induce un răspuns imun pentru a preveni sau trata bolile bacteriene. Mai general, vaccinurile bacteriene pot fi împărțite în patru subcategorii în funcție de tipul de antigen activ. Acest agent poate fi:

- Omoara sau slabeste intreaga bacterie vii. Cunoscut și ca vaccin BCG.

- Purificarea determinanților antigenici (vaccinuri subunitare). Vaccin cu antrax sau vaccin pertussis acelular.

- Toxine bacteriene (toxoide). Anatoxinele difterice și tetanice.

- Plasmidă (pDNA).

Datorită eterogenității mari a produselor familiei, provocările proceselor din amonte și din aval depind în mare măsură de tipul de vaccin produs. Prin urmare, după etapa inițială de fermentare poate fi purificată sau nepurificată, astfel încât etapa de clarificare poate fi efectuată.

 

3.2 Strategia de clarificare a vaccinului bacterian

3.2.1 Toxoid

Cele mai frecvente două toxoide produse pentru utilizarea vaccinului sunt difteria și tetanosul, care sunt produse de Corynebacterium diphtheriae și, respectiv, de Clostridium tetani. Producția ambelor vaccinuri este supusă cerințelor stricte de reglementare. Raportul tehnic al OMS și anexele sale fac recomandări clare pentru a asigura calitatea, siguranța și eficacitatea vaccinurilor împotriva tetanosului și difteriei. Bunele practici generale de fabricație se aplică pentru producerea ambelor vaccinuri, iar angajații trebuie să fie instruiți corespunzător și să primească imunizare de rapel împotriva ambelor boli.

GMP impune strict ca puritatea și calitatea produsului final să fie demonstrate. Potrivit OMS și EP, eficacitatea unui vaccin final împotriva tetanosului trebuie determinată prin comparație in vivo sau cu orice altă metodă dovedită cu o substanță de referință adecvată calibrată în unități internaționale conform Standardului internațional pentru toxoid tetanic. Cerințele actualizate pentru eficacitate au fost publicate în 2011 și pot varia în funcție de metoda de evaluare. De asemenea, trebuie demonstrată siguranța (toxicitate fără toxine și restauratoare) a fiecărui lot de vaccin. În cele din urmă, trebuie abordată stabilitatea vaccinurilor, mai ales în timp real.

 

3.2.2 Vaccin cu ADN plasmidic

Vaccinurile cu ADN plasmidic sunt utilizate în scopuri de sănătate animală, iar mai multe vaccinuri cu ADN plasmidic pentru uz uman se află în diferite stadii de dezvoltare și evaluare clinică. După fermentarea E. coli, bacteriile sunt colectate și scindate pentru a elibera ADN-ul plasmid.

Îndepărtarea resturilor celulare se realizează de obicei prin centrifugare sau filtrare. Subiectul a fost tratat pe larg în publicațiile recente. În această publicație, procesele și provocările curente din amonte, în aval și de formulare pADN.

Autorii oferă, de asemenea, o perspectivă asupra lacunelor la fiecare etapă a procesului tipic de fabricație a pDNA și a potențialelor inovații viitoare și/sau a lacunelor tehnologice actuale care ar putea duce la optimizarea ulterioară a procesului.

Vaccinurile cu ADN plasmidic sunt preparate în două etape. În primul rând, celulele bacteriene sunt îndepărtate din mediul de cultură, iar în al doilea rând, resturile celulare după liza celulei sunt îndepărtate. În funcție de scară, celulele sunt colectate prin centrifugare sau microfiltrare TFF. Centrifuga cu discuri este ejectată intermitent la viteză mare, iar randamentul plasmidelor supercoilate este scăzut din cauza deteriorării prin forfecare în timpul descărcării. Dacă trebuie utilizată centrifugarea, cea mai bună este o centrifugă cu bol solid. Dispozitivele cu canale deschise, plate TFF cu membrane de microfiltrare de 0.1 sau 0.2 μm sau dispozitivele cu fibre goale pot funcționa bine.

Deoarece dispozitivele cu fibre goale au o capacitate mare de încărcare solidă, uneori li se acordă prioritate. De obicei, aceste procese funcționează la 3-5 ori concentrația, urmate de 3-5 volume de transfiltrare. Pentru a reduce forfecarea și pentru a controla mai bine polarizarea membranei, operațiunile de control al penetrării sunt foarte recomandate. Deși centrifugele sunt mai rentabile în operațiunile comerciale la scară largă, procesele la scară mai mică tind să utilizeze filtrarea datorită portabilității și ușurinței în operare.

Floculanții au fost folosiți pentru a facilita procesarea, dar poate duce la pierderea produsului. Unii recomandă, de asemenea, utilizarea particulelor de pământ de diatomee inert, urmată de filtrarea cu pungă.

Cell lysis produces viscous products, including large particles, cell fragments, soluble impurities, fine colloidal particles, and pDNA. Due to the complexity of the material, removing such fine solids is a difficult separation. Gradient density deep filter or open hole structure (>0.45m) filtrele cu membrană sunt bune la îndepărtarea resturilor celulare. Datorită înfundarii puternice a resturilor celulare, se preferă filtrarea cu debit scăzut sau cu presiune scăzută. Pentru această etapă au fost folosite microfiltre pe bază de Tff și filtre cu sac la scară industrială. Fisurarea statică (într-un vas de amestecare) și continuă (folosind un mixer static în linie) necesită filtre diferite.

 

3.3 Studiu de caz: comparație între eficacitatea centrifugării, metodelor NFF și TFF pentru clarificarea toxinelor tetanosului

Muniandi și colab. a comparat trei metode diferite pentru clarificarea toxinelor tetanice și a toxoidelor din fluidele de fermentație, și anume centrifugarea, filtrarea profundă (NFF) și TFF. Materialul de testat a fost produs într-un fermentator de 400L folosind un mediu Miller modificat (MMM). În studiul de centrifugare, celulele au fost separate de inimă la 4000 RPM într-un recipient de 6 × 1 L timp de 60 de minute. Au fost prelevate probe de supernatant pentru a detecta recuperarea toxoidului. Filtrarea profundă folosește filtre adânci de 0,45 μm și 0,22 μm care conțin pământ de diatomee și celuloză pentru a clarifica bulionul de fermentație. Procesul se efectuează la o temperatură de 35 de grade și 12 psi.

Un modul deschis TFF cu panou plat este legat termic la o membrană PVDF de 0.22μm în metoda TFF. Procesul de clarificare pe bază de TFF a fost efectuat la un debit încrucișat de 2000 L/h la 23 de grade, iar filtratul clarificat a fost concentrat la un debit încrucișat de 1000 L/h la 25 de grade folosind o membrană PES tip sandwich TFF 30 kD convențională. Lichidul de carne limpezit (aproximativ 6L) se concentrează de 10 ori în acest proces de ultrafiltrare. Testele de anatoxină tetanica au fost efectuate pe probe concentrate de reținere pentru a evalua recuperarea produsului.

Filtrarea profundă a dus la o rată de recuperare a produsului de aproximativ 89%, unitățile TFF având ca rezultat o rată de recuperare a produsului de peste 97%. Procesele de microfiltrare și ultrafiltrare produc în mod constant recuperări de produs mai mari decât procesul NFF. Aceste rezultate se bazează pe teste de floculare (Lf).

 

04Clarificarea vaccinurilor polizaharide

4.1 Luarea în considerare a clarificării vaccinului polizaharidic

Procesul de producție atât al vaccinurilor polizaharidice necuplate/libere, cât și al vaccinurilor polizaharidice cuplate începe cu cultura bacteriilor gazdă într-un fermentator. La sfârșitul fermentației, bacteriile pot fi tratate cu agenți de curățare precum DOC (deoxicolat de sodiu), Triton®X-100 sau alți reactivi adecvați pentru a distruge bacteriile și pentru a promova eliberarea polizaharidelor. Datorită capacității mari a bateriei, colectarea direct prin NFF nu este fezabilă din punct de vedere economic, deoarece debitul poate fi foarte scăzut. Prin urmare, alegerea ideală este să folosiți o centrifugă pentru a separa aglomerările celulare. Se poate folosi și gama de microfiltrare TFF. Centrul/penetrantul fără celule care conține polizaharida de interes este clarificat în continuare printr-un sistem de filtrare profundă NFF, urmat de filtrare biobattered și apoi a trecut la tratamentul în aval pentru purificare ulterioară.

 

4.2 Strategia de clarificare a vaccinului polizaharidic

4.2.1 Prima procedură de clarificare

Centrifugarea este una dintre cele mai comune tehnici de separare a celulelor de fluidele de fermentație. În funcție de scară, poate fi selectată centrifugare continuă sau centrifugare discontinuă. Este important de menționat că optimizarea adecvată a condițiilor de centrifugare și funcționarea acestora este esențială pentru purificarea cu succes în aval. Atunci când selectați o anumită membrană TFF și dimensiunea porilor, este important să aveți în vedere greutatea moleculară a polizaharidelor, care sunt adesea mari și complexe structural, cu greutăți moleculare variind de la aproximativ 500kDa la mai mult de 1000 kDa. Datorită dimensiunii mari a porilor deschisi, utilizarea membranelor MF de 0,22 μm, 0,45 μm, 0,65 μm poate asigura recuperarea cu succes a moleculelor PS în soluția osmotică.

 

4.2.2 Procedura secundară de clarificare

Claritatea/turbiditatea soluției de fermentare fără celule care ajunge la etapa secundară de clarificare depinde de bacteriile specifice, tipul de scindare, tipul individual de ser și tehnica utilizată pentru etapa de limpezire primară. Turbiditatea centrului poate varia de la aproximativ 50 la 150 NTU. Un filtru profund cu densitate fracționată încărcat pozitiv din diatomit impregnat cu fibre de celuloză umplute poate fi utilizat pentru a clarifica și a reduce turbiditatea acestuia la < 5NTU.

Debitul de volum al acestui filtru profund poate varia de la aproximativ 150 L/m3 până la 250 L/m3. În mod obișnuit, soluția de produs clarificată este filtrată printr-o membrană de reducere ulterioară de 0,45 μm biosuportată sau 0,22 μm de membrană sterilizată pentru a îndepărta orice particule de celule rămase, coloizi și microorganisme potențiale.

 

4.3 Studiu de caz: Clarificarea centrului bulionului de fermentație Streptococcus pneumoniae după centrifugare

Celulele au fost separate prin adăugarea de {{0}}.1% (v/v) bulion de fermentație Streptococcus pneumoniae tip 8 (20 L) prin centrifugare continuă. Centrul colecției este filtrat prin două filtre profunde separate cu încărcare pozitivă și pământ de diatomee care conțin fibre de celuloză. Filtratul individual de filtrare profundă a fost apoi filtrat printr-o membrană PVDF de 0,45 μm cu grad de reducere bioîncărcat. Toate testele de filtrare au fost efectuate în regim de debit constant cu pompe peristaltice. Testele de filtrare folosind un filtru adânc încărcat și bulion de fermentație Streptococcus pneumoniae serotip 8 au dus la o scădere a turbidității de la aproximativ 120 NTU la 3 NTU. Testele au fost efectuate la un debit de 140.150 L/m2/h și o diferență de presiune la punctul final de 20-25 psi, cu un debit de volum de aproximativ 180-200 L/m2.

Teste similare de filtrare au fost efectuate pe bulionul de fermentație al Streptococcus pneumoniae serotip 19A. Lichidul 19A centrifugat este clarificat printr-un filtru profund încărcat, care reduce turbiditatea de la aproximativ 40 NTU la 3 NTU. Testele au fost efectuate la un debit constant de aproximativ 140-160 L/m2/h și a fost atins un debit volumetric de 200-230L/m2 la o presiune la punctul final de aproximativ 15 psid. Analiza HLPC a probelor de produs colectate în timpul testelor de evaluare a filtrării nu a arătat nicio pierdere semnificativă a randamentului pentru filtrarea profundă sau membranele de 0.45 μm (sau 0.22 μm).

 

05 Concluzie

Dezvoltarea proceselor de clarificare necesită integrarea mai multor procese unitare precum centrifugarea, TFF-MF, filtrarea profundă și filtrarea aseptică. Optimizarea procesului de clarificare necesită înțelegerea modului în care diferitele operațiuni ale unității se afectează reciproc. Provocarea este de a selecta tehnologii și instrumente (echipamente și accesorii) pentru a satisface cerințele din ce în ce mai complexe ale fluidelor de proces produse de bioreactoarele mai eficiente de astăzi. Creșterea productivității din amonte (titrul viral, densitatea celulară etc.), resturile celulare și produsele de liză celulară crește dificultatea procesului de clarificare și încurcă alegerea echipamentului de separare și filtrare.

Designul echipamentului, ușurința în utilizare și curățenia ar trebui să fie luate în considerare atunci când faceți selecția scalei procesului. Acest lucru va asigura o conversie eficientă și siguranța operatorului atunci când aveți de-a face cu filtrele aruncate. Pentru a dezvolta procesul de clarificare, integrarea puternică a etapelor de clarificare este importantă pentru a se asigura că prelucrarea recoltei din amonte este rentabilă. O gamă largă de unități de filtrare sunt disponibile cu ușurință pentru a facilita testarea de laborator, producția pilot și procesarea la dimensiune completă. Prin implementarea unui plan de lucru de extindere bine conceput, care evaluează mai multe opțiuni de clarificare, se pot selecta și dimensiona cu încredere filtrele de clarificare pentru a proteja operațiunile unității din aval, reducând în același timp costurile de operare.

Clarificarea vaccinurilor prezintă mai multe provocări. De obicei, procesul de filtrare trebuie adaptat la sistemul de producție, agentul de inactivare sau de liză și prezentarea antigenului, nu neapărat vaccinuri. Procesele tradiționale de vaccinare folosesc de obicei centrifugarea pentru a clarifica inițial vaccinul. Vaccinurile moderne cu platforme tehnologice multiple și volume de procesare mai mici fac vaccinurile mai potrivite pentru clarificare prin tehnologii bazate pe membrane. Vaccinurile nou dezvoltate care utilizează linii celulare moderne și sisteme de expresie și care utilizează condiții de cultură celulară mai definite fac ca multe procese de vaccin să fie mai propice pentru filtrare.

 

Cu toate acestea, eterogenitatea în componenta antigenică sau „antigenul țintă” a produselor vaccinale crește complexitatea clarificării prin filtrare. Antigenele variază în ceea ce privește dimensiunea, chimia suprafeței și sarcina. Aceste caracteristici afectează randamentul și recuperarea antigenelor. Vaccinurile prezintă provocări unice pentru clarificare, în principal datorită dimensiunii macromoleculelor lor. Acest lucru, combinat cu probleme de capacitate legate de clarificare, crește nevoia de îndrumare cu privire la strategiile de dezvoltare a proceselor.

Dimensiunea și amploarea unei operațiuni la scară comercială pentru producția de vaccin au un impact semnificativ asupra alegerii tehnologiei de clarificare. Fiind situată în amonte de proces, optimizarea corectă a clarificării este esențială pentru succesul operațiunilor unității din aval, maximizând randamentul, recuperarea și robustețea procesului. În timp ce centrifugarea rămâne o opțiune tehnică viabilă pentru clarificarea primară, unitățile de microfiltrare cu canal deschis (TFF) pentru clarificarea primară și filtrele fine și adânci sau filtrele cu membrană pentru clarificarea secundară câștigă acceptare în industria vaccinurilor. Această schimbare este determinată de nevoia de procesare mai rapidă, dezvoltare rapidă a proceselor, procese portabile și implementări de unică folosință. NFF oferă un proces economic potrivit pentru opțiunile de unică folosință la scară mică sau mare. Datorită nevoilor de reglementare în schimbare, disponibilitatea dispozitivelor preaseptice cu iradiere gamma sau a modulelor concepute pentru autoclavare promovează adaptarea mai rapidă a tehnologiilor bazate pe NFF sau TFF.

Multe procese clasice de vaccinare implică evoluția operațiunilor unității de clarificare, în mare parte din cauza constrângerilor de reglementare și a costurilor mari asociate de revalidare și retrimitere sau studii clinice. Procesul platformei care utilizează schema de clarificare bazată pe filtrare a fost utilizat pe scară largă în mai mulți agenți biologici cu un grad ridicat de succes. Exemplele și cazurile prezentate în acest document arată că producătorii de vaccinuri au potențialul de a atinge acest nivel de stabilitate, viabilitate economică și utilitate de unică folosință, urmând abordarea șablon.

Alte avantaje ale filtrării față de centrifugare sunt virușii sensibili la forfecare sau virușii care tind să se acumuleze la interfața aerului. Pe măsură ce producătorii de dispozitive aduc produse noi pe piață, producătorii de vaccinuri vor continua să fie mai bine echipați pentru procesul de clarificare.

 

Fiind prima companie din circuitul de localizare, Guidling Technology a acumulat suficientă experiență relevantă în clarificarea vaccinurilor. Guidling Technology este o companie de dezvoltare și producție care se concentrează pe culturi biofarmaceutice și celulare, purificare și separare. Produsele sunt utilizate pe scară largă în biomedicină, diagnosticare, filtrare a fluidelor industriale, proces de detectare, clarificare, purificare și concentrare; Guidling a dezvoltat cu succes tubul centrifugă de ultrafiltrare, caseta cu membrană de ultrafiltrare/microfiltrare, filtrul de îndepărtare a virusului, dispozitivul de filtrare cu flux tangențial, stiva de membrană adâncă etc., care îndeplinesc pe deplin scenariile de aplicare ale culturii biofarmaceutice și celulare.

Membranele noastre și filtrele cu membrană sunt utilizate pe scară largă în concentrarea, extracția și separarea prefiltrarii, microfiltrarii, ultrafiltrarii și nanofiltrarii. Gama noastră largă de linii de produse, de la filtrare de laborator mică de unică folosință la sisteme de filtrare de tip producție, testare de sterilitate, fermentare, cultură celulară și multe altele, poate satisface nevoile de testare și producție.