|
راکتور یک بار مصرف چیست؟ اصول، انواع و کاربردها
اصول راکتور یکبار مصرف
,انواع راکتورهای شیمیایی
,کاربردهای راکتور یکبار مصرف
راکتور یکبار مصرف چیست؟ اصول، انواع و کاربردها
پاسخ به سوال اصلی:راکتور یکبار مصرف چیست و چگونه تمیزکاری و آلودگی متقاطع را در تولید بیودارویی حذف می کند؟یک راکتور یکبار مصرف (SUR) یک بیوراکتور یکبار مصرف است که در آن سیال فرآیند با یک کیسه پلاستیکی انعطاف پذیر از پیش استریل شده (معمولاً اتیلن وینیل استات یا فیلم چند لایه EVA/PE) در تماس است که با دوز 25-50 کیلوگری گاما تابش می شود و سطح اطمینان استریل بودن (SAL) 10⁻⁶ را تضمین می کند. پس از هر بچ، کل مجموعه کیسه دور ریخته و تعویض می شود و چرخه های تمیزکاری در محل (CIP) و بخار در محل (SIP) را حذف می کند، زمان تغییر را 60-80٪ کاهش می دهد و خطر آلودگی متقاطع بین بچ ها یا محصولات را از بین می برد.
1. اصول عملیاتی اصلی راکتورهای یکبار مصرف
مخزن همزده (SUB)مجموعه کیسه یکبار مصرف مهر و موم شده و در معرض دوز تابش گاما کبالت-60 به میزان 25-50 کیلوگری قرار می گیرد و به سطح اطمینان استریل بودن 10⁻⁶ (احتمال زنده ماندن یک میکروارگانیسم) می رسد. این طراحی سیستم بسته و از پیش استریل شده، نیاز به استریل سازی در محل را از بین می برد و زمان چرخش بچ را از 24 ساعت (فولاد ضد زنگ) به 2-4 ساعت (یکبار مصرف) کاهش می دهد.مدیریت مواد قابل استخراج و نشت کننده
مخزن همزده (SUB)محدودیت های انتقال جرم و اختلاطراکتورهای یکبار مصرف معمولاً نرخ انتقال اکسیژن (kLa) 5-15 h⁻¹ را برای طرح های همزده و 2-8 h⁻¹ را برای طرح های موجی مخلوط، در مقایسه با 10-30 h⁻¹ برای بیوراکتورهای فولاد ضد زنگ، دستیابی می کنند. این امر حداکثر تراکم سلولی را در تخمیر میکروبی محدود می کند اما برای کشت سلول پستانداران (سلول های CHO در 10-30 × 10⁶ سلول در میلی لیتر) که تقاضای اکسیژن 5-10 برابر کمتر است، کافی است.<87>2. انواع اصلی راکتورهای یکبار مصرف<88>بیوراکتور مخزن همزده یکبار مصرف (SUB)
مخزن همزده (SUB)بیوراکتور موجی مخلوط یکبار مصرفکیسه بر روی یک سکوی لرزان نصب می شود که حرکتی موج مانند ایجاد می کند و هم اختلاط و هم هوادهی را بدون پروانه یا اسپارگر داخلی فراهم می کند. حجم ها از 10 میلی لیتر تا 600 لیتر متغیر است. حرکت لرزش ملایم، تنش برشی کم (نرخ برشی متوسط 50-150 s⁻¹) ایجاد می کند که برای کشت سلول های پستاندار و حشره ای حساس به برش ایده آل است.
راکتور بستر سیال یکبار مصرف
مخزن همزده (SUB)ماتریس مقایسه انواع راکتور یکبار مصرفنوع راکتور
مخزن همزده (SUB)محدوده حجمکاربرد اصلی
مخزن همزده (SUB)پروانه مغناطیسی/مکانیکی50-2000 لیتر
کشت سلول CHO، تولید آنتی بادی، CDMO
|
موجی مخلوط |
حرکت سکوی لرزان |
0.01-600 لیتر |
سلول حشره ای، قطار بذر، سلول درمانی |
|
بستر سیال |
جریان سیال رو به بالا |
5-50 لیتر |
تولید واکسن، کشت میکروکاریر |
|
سوالات متداول (FAQ) |
حداکثر فشار عملیاتی یک راکتور یکبار مصرف چقدر است؟ |
راکتورهای یکبار مصرف توسط استحکام مکانیکی کیسه پلاستیکی و مخزن پشتیبانی محدود می شوند. فشارهای عملیاتی حداکثر معمولاً از 0.1 تا 0.3 بار فشار اضافی متغیر است که به طور قابل توجهی کمتر از بیوراکتورهای فولاد ضد زنگ (2-6 بار) است. این امر استفاده از آنها را به فرآیندهای کشت سلولی و تخمیر میکروبی کم فشار محدود می کند. |
هزینه یکبار مصرف در مقایسه با فولاد ضد زنگ در مقیاس تولید چگونه است؟ |
|
راکتورهای یکبار مصرف زیرساخت CIP/SIP را حذف می کنند، مصرف آب و انرژی را 60-80٪ کاهش می دهند و خطر آلودگی متقاطع را از بین می برند. با این حال، هزینه کیسه ها (500 تا 5000 دلار در هر بچ) و هزینه دفع زباله انباشته می شود. نقطه سربه سر معمولاً در اندازه بچ 2000 لیتر برای کشت سلول پستانداران است؛ بالاتر از این، فولاد ضد زنگ در طول عمر تجهیزات مقرون به صرفه تر می شود. |
مواد قابل استخراج و نشت کننده چیست و چرا اهمیت دارند؟ |
مواد قابل استخراج ترکیبات شیمیایی هستند که از کیسه پلاستیکی تحت شرایط اغراق آمیز (دمای بالا، حلال های قوی) آزاد می شوند، در حالی که مواد نشت کننده ترکیباتی هستند که تحت شرایط واقعی فرآیند آزاد می شوند. هر دو باید طبق USP (واکنش پذیری) و (سمیت سیستمیک) تعیین کمیت شوند تا اطمینان حاصل شود که هیچ ترکیب سمی، جهش زا یا ایمنی زا در سطوحی که از آستانه ارزیابی تحلیلی (AET) فراتر می رود، وارد محصول دارویی نمی شود. |
آیا راکتورهای یکبار مصرف می توانند برای تخمیر میکروبی استفاده شوند؟ |
محدود. کشت های میکروبی تقاضای اکسیژن 5-20 برابر بیشتر از سلول های پستاندار به دلیل تراکم سلولی بالاتر (تا 100 گرم در لیتر وزن خشک) دارند. kLa سیستم های یکبار مصرف (5-15 h⁻¹) معمولاً برای تخمیر میکروبی با تراکم بالا کافی نیست، اگرچه برخی از فروشندگان SUB های با توان بالا با انتقال اکسیژن بهبود یافته برای کاربردهای میکروبی محدود تا 50-200 لیتر ارائه می دهند.
<87><88>
