Qu'est-ce qu'un réacteur à usage unique?

Pour répondre à la question fondamentale:Qu'est-ce qu'un réacteur à usage unique et comment élimine-t-il le nettoyage et la contamination croisée dans la fabrication de biofarmasiques?Un réacteur à usage unique (SUR) est un bioréacteur jetable dans lequel le fluide de procédé entre en contact avec un réacteur préstérilisé,sacs en plastique souple (généralement en acétate de vinyle d'éthylène ou en film EVA/PE multicouche) irradiés par rayonnement gamma à une dose de 25 ‰ 50 kGy, assurant un niveau d'assurance de la stérilité (SAL) de 10−6. Après chaque lot, l'ensemble du sac est jeté et remplacé, éliminant les cycles de nettoyage en place (CIP) et de vapeur en place (SIP),Réduction du temps de changement de 60 à 80%, et éliminer le risque de contamination croisée entre lots ou produits.

1Principaux principes de fonctionnement des réacteurs à usage unique

·Stérilisation par rayonnement gammaL'ensemble du sac jetable est scellé et exposé à une dose de rayonnement gamma du cobalt-60 de 2550 kGy, ce qui permet d'atteindre un niveau d'assurance de la stérilité de 10−6 (probabilité d'un seul organisme survivant).Ce pré-stérilisé, la conception à système fermé élimine la nécessité de la stérilisation in situ, réduisant le temps de traitement des lots de 24 heures (acier inoxydable) à 2 à 4 heures (à usage unique).

·**Gestion des produits d'extraction et de lessivage**Plastic film materials must demonstrate that extractables (compounds released under exaggerated conditions) and leachables (compounds released under actual process conditions) remain below toxicological thresholds per USP <87> and <88> standardsLes fournisseurs de films fournissent des paquets complets de données E&L pour les dépôts réglementaires, y compris des profils extractibles pour les plastifiants, les antioxydants et les aides à la transformation.

·** Limite du transfert de masse et du mélange**Les réacteurs à usage unique atteignent généralement des débits de transfert d'oxygène (kLa) de 515 h−1 pour les conceptions mélangées et de 2 8 h−1 pour les conceptions mélangées à l'onde, comparativement à 10 30 h−1 pour les bioréacteurs en acier inoxydable.Cela limite la densité cellulaire maximale dans la fermentation microbienne, mais est suffisant pour la culture cellulaire de mammifères (cellules CHO à 10 ‰ 30 ‰ 106 cellules/ml) où la demande en oxygène est 5 ‰ 10 ‰ inférieure..

2Les principaux types de réacteurs à usage unique

·**Bioréacteur à usage unique (SUB)Un récipient de support extérieur rigide abrite un sac interne flexible équipé d'un ensemble de roue intégré et d'un éclaboussure.L'impulseur est entraîné par un coupleur magnétique ou un joint mécanique de l'arbre sur le récipient de supportLes volumes varient de 50 L à 2 000 L, ce qui fait des SUB la technologie dominante pour les cultures de cellules de mammifères cliniques et commerciales dans les CDMO.

·Bioréacteur à ondes mixtes à usage uniqueLe sac est monté sur une plateforme d'oscillation qui génère un mouvement en forme de vague, assurant à la fois le mélange et l'aération sans roue interne ou éclaboussures.Le mouvement de balancement doux crée une faible contrainte de cisaillement (taux de cisaillement moyen 50 ̊150 s−1), idéal pour les cultures cellulaires de mammifères et d'insectes sensibles au cisaillement.

·** Réacteur à lit fluidisé à usage unique**Utilise un flux de fluide vers le haut pour suspendre des perles ou des cellules micro-porteurs dans une colonne de sac à usage unique.Utilisé principalement pour la production de vaccins et la fabrication de thérapies cellulaires à des volumes de 5 ‰ 50 L.

Matrice de comparaison des types de réacteurs à usage unique

Questions fréquemment posées

Quelle est la pression maximale de fonctionnement d'un réacteur à usage unique?

Les réacteurs à usage unique sont limités par la résistance mécanique du sac en plastique et du récipient de support.significativement inférieure à celle des bioréacteurs en acier inoxydable (2?? 6 bar)Cela limite leur utilisation à la culture cellulaire à basse pression et aux processus de fermentation microbienne.

Quel est le coût de l'acier inoxydable à l'échelle de la production par rapport à l'acier inoxydable à usage unique?

Les réacteurs à usage unique éliminent les infrastructures CIP/SIP, réduisent la consommation d'eau et d'énergie de 60 à 80% et éliminent le risque de contamination croisée.000 par lot) et les coûts d'élimination desLe point d'équilibre est généralement de 2 000 litres pour les cultures de cellules de mammifères; au-dessus de ce point, l'acier inoxydable devient plus économique sur le cycle de vie de l'équipement.

Qu'est-ce que les produits extractibles et les produits liquéfiants, et pourquoi sont-ils importants?

Les extractibles sont des composés chimiques libérés du sac en plastique dans des conditions exagérées (haute température, solvants forts),tandis que les détergents sont des composés libérés dans des conditions réelles de procédé. les deux doivent être quantifiés selon les USP < 87> (réactivité) et < 88> (toxicité systémique) pour s'assurer qu'il n'y a pas de toxicité, de mutagènes, de toxines ou de toxinesou des composés immunogènes pénètrent dans le médicament à des niveaux supérieurs au seuil d'évaluation analytique (AET).

Les réacteurs à usage unique peuvent-ils être utilisés pour la fermentation microbienne?

Les cultures microbiennes ont des besoins en oxygène 5×20 fois plus élevés que les cellules de mammifères en raison de leur densité cellulaire plus élevée (jusqu'à 100 g/L de poids sec).Le kLa des systèmes à usage unique (5 ‰ 15 h−1) est généralement insuffisant pour la fermentation microbienne à haute densité., bien que certains fournisseurs proposent des SUB de haute puissance avec transfert d'oxygène amélioré pour des applications microbiennes limitées jusqu'à 50 ‰ 200 L.