راکتور یک بار مصرف چیست؟ فناوری یکبار مصرف، مزایا و کاربردها

یک راکتور یکبار مصرف چیست؟ تکنولوژی یکبار مصرف، مزایای و کاربردهای آن

جواب دادن به سوال اصلي:یک راکتور یکبار مصرف چیست؟ و فناوری بیوتکنولوژی یکبار مصرف چه مزایایی نسبت به راکتورهای سنتی فولاد ضد زنگ دارد؟یک راکتور یکبار مصرف (SUR) یک ظرف بیوپروسیسنگ است که در آن اجزای تماس با محصول (کیسه فیلم انعطاف پذیر، محرک تحریک، سنسورها و لوله ها) قابل استفاده هستند.مجموعه های پلیمری تابش گاما (25-50 kGy) نصب شده در یک ساختار پشتیبانی فولاد ضد زنگ قابل استفاده مجددکیسه های یکبار مصرفی از فیلم های چند لایه ای گواهینامه کلاس VI USP ساخته شده اند (معمولا لایه تماس PE، مانع EVA،و مانع گازی PA/EVOH) که بر اساس USP <665> و <1031> برای مواد استخراج پذیر و لیچ قابل اعتبار استراکتورهای یکبار مصرف، اعتبارسنجی پاک در محل (CIP) و استریل در محل (SIP) را از بین می برند، زمان تغییر را از 2-3 هفته به 4-8 ساعت کاهش می دهند، خطر آلودگی متقابل را از بین می برند،و هزینه های سرمایه ای را تا ۳۰ تا ۴۰ درصد در مقایسه با تاسیسات فولاد ضد زنگ کاهش می دهد.آنها استاندارد در درمان سلولی (CAR-T) ، واکسن، آزمایش بالینی و تولید زیستی چند محصول انعطاف پذیر هستند، با تراکم سلولی که به 20x10 ^ 6 سلول / میلی لیتر در حالت پرفیژن می رسد.

1اصول اصلی طراحی راکتورهای یکبار مصرف

طراحی راکتورهای یکبار مصرف شامل چهار اصل فناوری یکبار مصرف می شود:

• ساخت فیلم چند لایه ای و کنترل قابل استخراجلایه ای که با محصول تماس می گیرد معمولاً پلی اتیلن بسیار کم تراکم (ULDPE) یا PE خطی کم تراکم (LLDPE) است که بی عمل بودن شیمیایی و استخراج کم را فراهم می کند.لایه مانع (EVA یا EVOH) گاز (O2 را به حداقل می رسانددر حالی که این ماده دارای قابلیت نفوذ به بخار آب است، مقاومت مکانیکی آن از لایه های بیرونی نایلون (PA) یا پلی استر حاصل می شود. ضخامت کل فیلم 200-600 میکرو است.مواد استخراج پذیر با استفاده از محلول های مدل (50٪ اتانول) بر اساس USP <665 > واجد شرایط هستند.، 0.1 M NaOH، WFI) در شرایط اغراق آمیز، و مواد لیچ قابل اندازه گیری در شرایط فرآیند با محدودیت های ناخالصی عناصر ICH Q3D (Pd < 10 ppm، Cd < 2 ppm، Pb < 5 ppm) اندازه گیری می شود.
• تعقیم تشعشعات گاما و نقشه برداری دوزمجموعه های یکبار مصرف با تشعشع گاما از منابع کوبالت-60 در دوزهای 25 تا 50 کیلو گای (حداقل 25 کیلو گای بر اساس ISO 11137 برای محصولات بهداشتی) استریل می شوند.نقشه برداری دوز تضمین توزیع دوز یکنواخت در کل حجم بسته، با نسبت دوز (max/min) کمتر از 1.5استریل سازی گاما به یک سطح اطمینان از ناباروری (SAL) 10 ^ 6 می رسد. سازگاری مواد تأیید می شود زیرا گاما باعث شکستگی یا پیوند متقابل زنجیره پلیمری می شود.LLDPE و EVA گاما پایدار هستند، در حالی که برخی از فرمول های PVC زرد و شکننده بیش از 50 kGy هستند.
• حسگرهای یکبار مصرف یکپارچه و طراحی سیستم بستهسنجه های یکبار مصرفی pH (نورانی، مبتنی بر فلورسنت) ، سنسورهای اکسیژن محلول (نورانی، از پیش کالیبراسیون شده) و سنجه های دمایی از طریق پورت های از پیش جوخته شده به کیسه ادغام می شوند.طراحی سیستم بسته با جوش استریل (توب های TPE) و کانکتورهای بی عمل (SteamThru)، Lynx SFT) دستکاری های باز را از بین می برد. انتقال محصول و نمونه برداری از انبوهی از لوله های پیش استریلیزه شده و کانکتورهای یکبار مصرف استفاده می کنند.حفظ شرایط ISO 5 (درجه A) بدون دخالت انسان در منطقه بحرانی.

2انواع اصلی و کاربردهای راکتورهای یکبار مصرف

راکتورهای یکبار مصرف بر اساس کاربرد فرآیند زیستی و نوع خط سلول طبقه بندی می شوند:

• بیوراکتور تک مصرفی (SUB) برای کشت سلول پستاندارانSUB های مخلوط شده (50-2،000 لتر حجم کار) با کیسه های یکبار مصرف و تحریک مغناطیسی یا مکانیکی خارجی.k_La = 5-15 /h) و نوع دریایی (حساس به برش)اسپارینگ از میکروسپارگر (بلبل های 0.5 - 2 میلی متر) برای انتقال اکسیژن یا لوله باز برای جدا کردن CO2 استفاده می کند.تراکم سلول های CHO معمولی 15-20x10^6 سلول/ml در دسته تغذیه شده یا 50-100x10^6 در پرفیژن با فیلتراسیون جریان متناوب (ATF) است.برای آنتی بادی مونوکلونال، پروتئین ترکیب شده و تولید واکسن استفاده می شود.
• بیوراکتور تک کاربری حرکت تکان دهندهاز یک پلت فرم تکان دهنده (۶-۱۲ درجه، ۲۰-۴۰ سنگ/ دقیقه) برای مخلوط کردن و اکسیژن دادن معلق سلول در یک کیسه به شکل بالش (حجم کاری ۱۰-۴۰ لیتری) استفاده می کند.حرکت موج مایع باعث ایجاد رابط گاز مایع بزرگ (k_La = 3-8 / h) با کمترین برش می شود، که آن را برای خطوط سلولی حساس به برش (حشرات Sf9 ، HEK293 انسانی) و گسترش قطار دانه ایده آل می کند. مقیاس بندی به جای افزایش حجم ، از کیسه های چندگانه به طور موازی استفاده می کند.برای تولید لنتی ویروس استفاده می شوددرمان سلول های خاص بیمار و توسعه مراحل اولیه.
• راکتور شیمیایی تک مصرفی برای API مولکول کوچککیسه های یکبار مصرفی PEEK یا PTFE (5-100 L) با کنترل دمای ژاکت (−20 تا 120C) و تحریک اتصال مغناطیسی.طراحی شده برای تولید لوازم بالینی GMP و سنتز چند محصول که در آن سرعت تغییر و از بین بردن آلودگی متقابل از هزینه اجزای یکبار مصرف در هر دسته بیشتر استمطالعات USP <665> مواد استخراج پذیر، انطباق ICH Q7 را برای پردازش API غیر استریل تکمیل می کنند.

ماتریس مقایسه راکتور های یکبار مصرف و فولاد ضد زنگ

سوالات متداول (FAQ)

س: دوز تشعشعات گاما برای استریلیزه کردن کیسه های یکبار مصرف راکتور چه مقدار است؟

ج: کیسه های یکبار مصرف راکتور با تشعشع گاما (کوبالت ۶۰) در حداقل دوز ۲۵ کیلو گیگابایت بر اساس ISO ۱۱۱۳۷ با محدوده دوز معمولی ۲۵ تا ۵۰ کیلو گیگابایت استریل می شوند.این به یک سطح اطمینان از ناباروری (SAL) از 10^-6 می رسد.نقشه برداری دوز، توزیع یکنواخت در سراسر مجموعه بسته بندی شده را با نسبت دوز (حداکثر/ دقیقه) کمتر از 1 تأیید می کند.5لایه تماس پلی اتیلن و لایه مانع EVA گاما پایدار هستند.اما واجد شرایط مواد مورد نیاز است زیرا گاما باعث شکستگی زنجیره یا پیوند متقابل می شود که می تواند بر خواص مکانیکی و پروفایل های استخراج کننده تأثیر بگذارد..

سوال: مطالعات مواد استخراج پذیر و لیچ برای کیسه های یکبار مصرف راکتور چیست؟

ج: مواد استخراج پذیر ترکیبات هستند که می توانند تحت شرایط اغراق آمیز (درجات حرارت بالا، زمان تماس طولانی، حلال های تهاجمی از جمله 50٪ اتانول، 0.1 M NaOH) از مواد کیسه بیرون کشیده شوند.,و WFI) بر اساس USP <665>. Leachables زیر مجموعه ای از مواد استخراج پذیر هستند که در شرایط تولید واقعی به مایع فرآیند مهاجرت می کنند،مقدار آن بر اساس USP <1031> محاسبه شده و با مقادیر محدود ناخالصی های عنصر ICH Q3D مقایسه شده است.مطالعات باید نشان دهند که هیچ ماده ای که قابل لیس کردن است، بیش از 30 درصد از نوردهی روزانه مجاز (PDE) برای هر عنصر نیست.

س: زمان تغییر یک راکتور یکبار مصرف در مقایسه با فولاد ضد زنگ چگونه است؟

A: تغییر راکتور یکبار مصرف 4-8 ساعت طول می کشد (از بین بردن کیسه، نصب کیسه جدید، کالیبراسیون سنسور و آزمایش یکپارچگی قبل از استفاده).تغییر رآکتور فولاد ضد زنگ نیاز به 2-3 هفته برای CIP (پاکسازی شیمیایی چند مرحله ای با نمونه گیری معتبر)، SIP (3 چرخه استریلیزه بخار متوالی با شاخص های بیولوژیکی) ، و مستندات ثبت دسته.تغییر 50-80 برابر سریعتر تولید چند محصول را با حداقل همپوشانی کمپین امکان پذیر می کند، که برای انعطاف پذیری CDMO، تولید خاص بیمار سلول درمانی و تولید مواد آزمایش بالینی ضروری است.

س: چگالی سلول ها با بیوراکتورهای تک مصرفی چقدر می تواند باشد؟

الف: Stirred-tank single-use bioreactors (SUBs) achieve CHO cell densities of 15-20x10^6 cells/mL in fed-batch mode and 50-100x10^6 cells/mL in perfusion mode with alternating tangential flow (ATF) filtrationبیوراکتورهای حرکتی تکان دهنده به دلیل انتقال اکسیژن کمتر (k_La = 3-8 / h در مقابل 15-30 / h برای مخزن مخلوط) تراکم کمتری (5-15x10 ^ 6 سلول / ml) را به دست می آورند.عامل محدود کننده در سیستم های یکبار مصرف انتقال جرم گاز مایع استاز آنجا که نرخ های اسپری بیش از 0.1 vvm می تواند باعث فومینگ بیش از حد و فشار بیش از حد کیسه شود، نیاز به استراتژی های ضد فوم است.