Одноразовые технологии в биофармацевтическом производстве
В настоящее время одноразовые системы применяют на всех этапах разработки и производства, причем на разных этапах решающими оказываются различные их преимущества. Так, на этапе начальной разработки процесса и, в частности, для получения клеточных линий используют микробиореакторы серии ambr c рабочим объемом 250 или 15 мл, которые позволяют моделировать процессы, происходящие в больших реакторах. При этом они не нуждаются в больших объемах сред и использовании одноразовых сосудов для культивирования. Благодаря этому не только снижаются затраты на проведение каждого эксперимента, но и многократно увеличивается пропускная способность лаборатории, поскольку теперь на подготовку одноразового реактора к работе требуется всего несколько минут. Применение одноразовых реакторов на этапе разработки позволило значительно ускорить ее проведение, поскольку биореакторы способны одновременно работать с 12, 24 и даже с 48 сосудами. Кроме того, многократно увеличилось количество и повысилось качество получаемых данных. С использованием современных аналитических систем (например, системы для планирования эксперимента MODDE или системы для проведения многофакторного анализа SIMCA) этот объем данных можно применять для создания репрезентативной модели хода процесса уже в самом начале исследований. Подобные модели не только помогают в процессе исследований и оптимизации течения процесса, но и служат основой для обеспечения качества в производстве согласно концепции Quality by Design (QbD). По мере увеличения масштабов процесса к требованиям в отношении скорости и себестоимости добавляются требования к воспроизводимости экспериментов и контролю процесса. Проблема воспроизводимости при использовании одноразового оборудования обусловлена иными причинами, нежели при использовании многоразового. С одной стороны, в многоразовых биореакторах вариабельность в первую очередь зависит от особенностей сборки, мойки и стерилизации. Одноразовая же система поставляется уже в собранном, чистом и престерилизованном виде. С другой стороны, поскольку каждый раз сосуд для культивирования заменяют новым, первостепенное значение приобретает качество материала, из которого он изготовлен. В литературе уже описаны подтвержденные случаи негативного влияния пленок, из которых изготовлены сосуды одноразовых реакторов, на рост и продуктивность клеток. Задача обеспечения качества материала решена, например, в новой пленке FlexSafe производства компании Sartorius. Этот материал является результатом работы материаловедов и специалистов по культивированию клеточных линий. Учитывая, что при разработке была использована концепция QbD, с помощью расширенной схемы контроля процесса производства удалось добиться полной воспроизводимости механических и химических свойств от партии к партии, что позволяет гарантировать неизменные результаты каждой партии. На основе результатов многочисленных исследований по масштабированию процессов было установлено, что очень важной является возможность простого перехода от одного объема к другому и в случае необходимости – к использованию многоразовых систем. Такой переход позволяет существенно сэкономить на этапе создания производства и экстраполировать весь набор данных экспериментальных исследований, полученных в маломасштабном производстве, на большие объемы. Для обеспечения подобной функциональности необходимы системный подход при проектировании всех линеек биореакторов, как экспериментальных, так и промышленных, а также технология, позволяющая использовать одинаковые принципы построения для всех объемов. Данная технология хорошо известна и применяется повсеместно для создания многоразовых биореакторов. Однако в одноразовом исполнении ее используют лишь в линейке BIOSTAT STR. С помощью этих ферментеров, созданных в качестве полных аналогов традиционных, но в одноразовом исполнении, можно не только легко переходить от одного объема к другому, но и проводить некоторые этапы исследований в традиционных системах, позволяющих устанавливать более широкий спектр датчиков и анализаторов. По мере увеличения объемов производства и приближения к моменту коммерческого запуска на первый план выходят экономические характеристики производственной линии: время ее постройки и капитальная стоимость. В этом отношении одноразовые технологии оказались вне конкуренции. Согласно литературным данным, экономия средств при закупке одноразовых линий по сравнению с традиционными составляет 40 – 45 %, а экономия времени достигает 70 %. Благодаря этим преимуществам на сегодня около 70 % новых биореакторов для культур клеток являются одноразовыми. Однако применение одноразовых технологий не ограничивается только биореакторами. Одноразовые системы можно использовать на всех этапах – начиная от приготовления сред до розлива конечного продукта.
Продолжение статьи читайте на страницах журнала "Фармацевтическая отрасль" №4 (63), август 2017 г.
05.10.2017
