Može li se automatizirani TFF sustav koristiti u okruženju s više proizvoda?

Ako ste neko vrijeme proveli u bioproizvodnji, farmaceutskom razvoju ili biotehnološkim laboratorijima koji su se kretali od istraživanja i razvoja do komercijalne proizvodnje, znate da okruženja s više proizvoda nisu samo pogodnost – ona su nužnost. Mnogi objekti, od ugovornih razvojnih i proizvodnih organizacija (CDMO) do biotehnoloških poduzeća srednje veličine, rukuju s višestrukim proizvodima jedan pored drugog: monoklonska antitijela (mAbs), genske terapije, cjepiva, pa čak i proizvodi stanične kulture, svi s vrlo različitim procesnim zahtjevima. Tu dolazi na scenu filtracija tangencijalnog protoka (TFF). TFF je radni konj za nizvodnu obradu, koristi se za koncentraciju, izmjenu međuspremnika i bistrenje, ali pitanje koje najviše čujem od upravitelja postrojenja je: Može li se automatizirani TFF sustav održati u okruženju s više proizvoda?

Kao dobavljač TFF sustava, iz prve sam ruke gledao kako se ručne postavke TFF-a bore da održe korak sa zahtjevima tijeka rada s više proizvoda—varijabilnost od serije do serije, duga vremena promjene i visok rizik od unakrsne kontaminacije. Kad smo lansirali naš automatizirani TFF sustav, izgradili smo ga eksplicitno da riješi te bolne točke, ali želio sam dublje istražiti je li ova tehnologija doista isporučuje za timove koji žongliraju s više proizvoda. Razdvojimo znanost, aplikacije iz stvarnog svijeta i dokaz da je automatizirani TFF više nego sposoban podržati fleksibilno okruženje s više proizvoda.

Prvo, objasnimo zašto je TFF s više proizvoda tako nezgodan. Svaki proizvod ima jedinstvene karakteristike: mAbs zahtijevaju stroge granične vrijednosti molekularne mase (MWCO) za koncentraciju i nježnu izmjenu pufera, virusni vektori trebaju niske sile smicanja da bi očuvali integritet, a žetve staničnih kultura zahtijevaju učinkovito bistrenje bez začepljenja membrana. Ručne postavke TFF-a oslanjaju se na operatere da prilagode brzine protoka, transmembranski tlak (TMP) i volumene dijafiltracije (DF) između serija—proces koji je spor, nedosljedan i sklon ljudskoj pogrešci. Za postrojenje koje ima više od 10 različitih proizvoda mjesečno, to dovodi do produljenih vremena prijelaza, što troši proizvodni kapacitet i povećava troškove. Unakrsna kontaminacija još je jedan veliki rizik: zaostali proizvod iz prethodne serije ostavljen u cijevima ili filtrima može uništiti sljedeći proizvod visoke vrijednosti, izazivajući skupe prerade ili regulatorna kašnjenja.

Ovdje uskače automatizacija. Automatizirani TFF sustav standardizira procesne parametre, eliminira ručne prilagodbe i integrira protokole čišćenja na mjestu (CIP) i pare na mjestu (SIP) koji su ključni za rad s više proizvoda. Ali idemo konkretizirati tehničke značajke koje omogućuju ovaj rad jer je "automatizacija" širok pojam. Naš automatizirani TFF sustav, na primjer, dizajniran je s modularnim konfiguracijama koje omogućuju timovima da zamijene filtre, prilagode puteve protoka i brzo ugađaju logiku procesa za različite proizvode. To nije jedinica koja odgovara svima; to je fleksibilna platforma koja se prilagođava vašim proizvodima, a ne obrnuto.

Uzmimo, na primjer, kompatibilnost membrane. Različite primjene TFF-a koriste različite vrste i veličine membrana: mikrofiltracija (MF) za bistrenje stanica, ultrafiltracija (UF) za koncentraciju, pa čak i specijalizirane membrane za uklanjanje virusa. Naša linija uključujeSustav mikrofiltracije TFFopcije za stanične proizvode,Ultrafiltracijski TFF sustavza mAbs i koncentraciju proteina, iPilot Scale TFF sustavjedinice koje se neprimjetno skaliraju od istraživanja i razvoja do malih komercijalnih serija—sve kompatibilno s našim softverom za automatiziranu kontrolu. Ovdje je ključno da vas platforma za automatizaciju ne zaključava u jednu vrstu membrane; omogućuje vam da programirate jedinstvene recepte procesa za svaki proizvod, tako da kada prijeđete s cjepiva na gensku terapiju, možete povući prethodno validirani recept za tu aplikaciju bez ručnog rekonfiguriranja tlaka, protoka ili koraka dijafiltracije.

Dosljednost procesa još je jedna velika pobjeda za okruženja s više proizvoda. Studija objavljena uBiotehnološki napredakotkrili su da ručne operacije TFF-a imaju do 12% varijabilnosti koncentracije proizvoda od serije do serije, u usporedbi s manje od 2% kod automatiziranih sustava. To je promjena u igri kada koristite više proizvoda, jer to znači da svaka serija - bez obzira o kojem se proizvodu radi - zadovoljava regulatorne specifikacije (kao što su smjernice ICH Q7 za bioproizvodnju) bez dodatnog QC testiranja. Za CDMO koji opslužuje više klijenata, ova dosljednost gradi povjerenje: klijenti znaju da će njihov proizvod biti obrađen točno onako kako je navedeno, svaki put, čak i kada je dio užurbanog rasporeda za više proizvoda.

Ali što je s unakrsnom kontaminacijom? To je glavna briga za timove koji se prebacuju između proizvoda vrlo različitih sastava. Naš automatizirani TFF sustav uključuje integrirane CIP cikluse koji se mogu potpuno programirati, tako da možete prilagoditi koncentraciju CIP otopine, brzinu protoka i vrijeme kontakta na temelju prethodnog proizvoda i sljedećeg. Na primjer, ako obrađujete seriju mAb visokog titra, sustav može pokrenuti 2-satni CIP s 0,1 M NaOH, zatim isprati puferom, zatim se pripremiti za seriju virusnog vektora s kraćim, nježnijim CIP-om koji čuva integritet kapside vektora. Također nudimoFleksibilni uređaji za filtriranje tangencijalnog protokas cijevima za brzo odvajanje i kućištima filtara koji smanjuju količinu zaostalog proizvoda koji ostaje u sustavu između serija—minimizirajući rizik od prijenosa čak i pri obradi strukturno sličnih proizvoda.

Vidio sam kako ovo radi iz prve ruke s klijentom srednje veličine biotehnologije koji proizvodi i mAbs i vektore adeno-pridruženog virusa (AAV) za klinička ispitivanja. Prije prelaska na automatizirani TFF sustav, trošili su 8 sati na promjenu između serija, s 5% rizika od unakrsne kontaminacije između njihovih mAb i AAV ciklusa. Nakon implementacije našeg automatiziranog TFF sustava, njihovo vrijeme prebacivanja palo je na 90 minuta, a incidenti unakrsne kontaminacije su eliminirani. Rekli su nam da sada mogu obraditi 30% više serija mjesečno, jer gube manje vremena na ručne prilagodbe i prerade. To je vrsta učinkovitosti koja operacije s više proizvoda čini održivima.

Naravno, okruženja s više proizvoda također uključuju opsege—od malih serija istraživanja i razvoja (mililitri) do serija komercijalne proizvodnje (tisuće litara). NašePilot Scale TFF sustavje dizajniran da odražava logiku upravljanja naših većih komercijalnih automatiziranih sustava, tako da timovi ne moraju ponovno provjeravati procese prilikom povećanja. To je ključno za objekte s više proizvoda koji premještaju proizvode iz istraživanja i razvoja u komercijalizaciju, a istovremeno podržavaju postojeće proizvode. Automatizirana platforma osigurava da parametri procesa (kao što su TMP, brzina poprečnog protoka i volumen dijafiltracije) ostanu dosljedni na svim razinama, što smanjuje vrijeme validacije i regulatorno opterećenje.

Ali postoji li ograničenje onoga što automatizirani TFF može podnijeti u postavkama s više proizvoda? Kratak odgovor je ne—kada je sustav dizajniran s fleksibilnošću u svojoj srži. Radili smo s klijentima koji koriste više od 15 različitih proizvoda, uključujući cjepiva, rekombinantne proteine ​​i medije za kulturu stanica, sve na istoj automatiziranoj TFF platformi. Ključno je to što sustav nije samo automatiziran - on je modularan, sa softverom koji se lako ažurira i procesnim komponentama koje se mogu brzo zamijeniti. Neki se noviji automatizirani sustavi čak integriraju s LIMS-om (Laboratory Information Management Systems) za cijeli pogon kako bi automatski izvukli specifikacije serije, tako da operateri ne moraju ručno unositi parametre, čime se još više smanjuje rizik od ljudske pogreške.

Jedna od uobičajenih zabluda je da su automatizirani TFF sustavi preskupi za mala postrojenja s više proizvoda. Ali kada uračunate uštedu troškova zbog skraćenog vremena prijelaza, nižih troškova rada, manje prerada i manjeg rizika od regulatornih kazni, ROI se često ostvaruje unutar 18-24 mjeseca. Za objekte koji se brzo skaliraju ili proširuju svoje proizvodne linije, fleksibilnost automatiziranog TFF sustava znači da ne moraju ulagati u zasebne TFF sustave za svaku liniju proizvoda. To štedi kapitalne izdatke i prostor - dva velika ograničenja za mnoge biotehnološke laboratorije i proizvodne pogone.

Još jedna točka koju treba uzeti u obzir je usklađenost s propisima. Agencije poput FDA i EMA strogo nadziru okruženja s više proizvoda, koje zahtijevaju jasnu dokumentaciju svakog koraka procesa. Automatizirani TFF sustavi automatski bilježe sve parametre—TMP, brzinu protoka, volumen dijafiltracije, CIP cikluse—stvarajući potpuni trag koji se može revidirati. To je velika prednost u odnosu na ručne postavke, gdje operateri moraju ručno bilježiti podatke, što je sklono pogreškama i prazninama. Za objekte koji se pripremaju za inspekcije, ova razina dokumentacije može napraviti razliku između glatke revizije i skupe odgode.

Razgovarajmo o izvedbi u stvarnom svijetu s drugim primjerom: CDMO koji je specijaliziran za proizvodnju virusnih vektora za genske terapije. Ovi su proizvodi visoke vrijednosti (svaka serija može vrijediti milijune dolara) i zahtijevaju vrlo nježnu obradu kako bi se očuvao virusni integritet. Prije automatizacije, imali su posla s niskim prinosima šarže zbog velikih sila smicanja uslijed ručnih podešavanja pumpe i dugih vremena obrade. Nakon prelaska na našUltrafiltracijski TFF sustavs automatiziranom kontrolom smicanja, prinosi njihovih virusnih vektora porasli su za 22%, a vrijeme obrade smanjeno je za 35%. Sada pokreću 8 različitih virusnih vektorskih proizvoda na istoj automatiziranoj platformi, s promjenama koje traju manje od sat vremena—nešto što bi bilo nemoguće s ručnim TFF-om.

Dakle, sve zajedno: automatizirani TFF sustav nije samo alat za objekte s jednim proizvodom – to je prilagođeno rješenje osmišljeno za rješavanje jedinstvenih izazova okruženja s više proizvoda. Standardizira dosljednost procesa, skraćuje vrijeme prijelaza, minimizira unakrsnu kontaminaciju, podržava višestruke tipove membrana i razmjera, te pruža revizijsku dokumentaciju potrebnu za usklađenost s propisima. Ključ je odabir sustava koji je izgrađen s fleksibilnošću u svojoj srži, a ne samo automatizacijom radi automatizacije.

Ako upravljate objektom s više proizvoda i umorni ste od uskih grla, varijabilnosti i rizika koji dolaze s ručnim TFF-om, potičem vas da pogledate automatizirana TFF rješenja koja su dizajnirana posebno za vaše potrebe. Bilo da radite na malom istraživanju i razvoju, pilot serijama ili komercijalnoj proizvodnji, fleksibilni automatizirani TFF sustav može vam pomoći da povećate propusnost, smanjite troškove i skalirate svoju liniju proizvoda bez glavobolja tradicionalnih TFF postavki.

Da biste saznali više o tome kako automatizirani TFF sustav može podržati vaše operacije s više proizvoda, kontaktirajte nas kako biste dogovorili konzultacije i vidjeli naše sustave na djelu. Ovdje smo da vam pomognemo pronaći pravo rješenje za vaše specifične proizvode i potrebe tijeka rada.

Reference

1. Ratledge, C. i Kristiansen, B. (2001). Biotehnologija: Sveobuhvatna rasprava, svezak 10: Bioprocesiranje. Wiley-Blackwell.
2. Todd, P. i Riggs, C. (2007). Automatizacija u biofarmaceutskoj obradi: prednosti i najbolje prakse.Journal of Pharmaceutical Innovation, 2(3), 167–175.
3. EMA. (2018). Smjernice o kontinuiranoj proizvodnji lijekova za ljudsku uporabu. Europska agencija za lijekove.
4. Liddell, JM (2001). Tangencijalna filtracija protoka za biotehnološke primjene.Biotehnološki napredak, 19 (2), 127–157.