Princípios, tipos e aplicações

Respondendo à questão central:O que é um reator de uso único e como elimina a limpeza e a contaminação cruzada na fabricação biofarmacêutica?Um reator de utilização única (SUR) é um biorreator descartável no qual o fluido de processo entra em contato com um material pré-esterilizado,Saco de plástico flexível (normalmente acetato de etileno-vinil ou película EVA/PE multicamadas) irradiado com radiação gama a uma dose de 25 ∼ 50 kGy, garantindo um nível de garantia de esterilidade (SAL) de 10−6. Após cada lote, todo o conjunto de sacos é descartado e substituído, eliminando os ciclos de limpeza no local (CIP) e de vapor no local (SIP),Redução do tempo de mudança em 60~80%, e eliminar o risco de contaminação cruzada entre lotes ou produtos.

1Princípios de funcionamento fundamentais dos reatores de utilização única

·* Esterilização por irradiação gama *O conjunto de sacos descartáveis é selado e exposto a uma dose de radiação gama do cobalto-60 de 25 ‰ 50 kGy, atingindo um nível de garantia de esterilidade de 10−6 (probabilidade de um único organismo sobreviver).Este pré-esterilizado, o projecto de sistema fechado elimina a necessidade de esterilização in situ, reduzindo a rotação dos lotes de 24 horas (aço inoxidável) para 2×4 horas (de utilização única).

·Gerenciamento dos produtos de extracção e de lixiviaçãoPlastic 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> standardsOs fornecedores de películas fornecem pacotes de dados E&L abrangentes para os arquivos regulamentares, incluindo perfis extraíveis para plastificantes, antioxidantes e auxiliares de processamento.

·**Limitações de transferência de massa e mistura**Os reatores de uso único geralmente alcançam taxas de transferência de oxigênio (kLa) de 515 h−1 para projetos mexidos e 2 8 h−1 para projetos misturados com ondas, em comparação com 10 30 h−1 para biorreatores de aço inoxidável.Isto limita as densidades celulares máximas na fermentação microbiana, mas é suficiente para culturas celulares de mamíferos (células CHO a 10?? 30 × 106 células/mL, onde a procura de oxigénio é 5?? 10 × menor).

2Principais tipos de reatores de utilização única

·**Biorreator de uso único com tanque de acionamento (SUB) **Um recipiente de suporte externo rígido abriga um saco interno flexível equipado com um conjunto de rolamentos integrado e um sparger.O impulsionador é accionado por um acoplamento magnético ou por uma vedação mecânica do eixo no recipiente de suporteOs volumes variam de 50 L a 2.000 L, tornando os SUBs a tecnologia dominante para culturas de células de mamíferos clínicas e comerciais em CDMO.

·** Biorreator de uso único com ondas mistas **O saco é montado em uma plataforma de balanço que gera um movimento semelhante a uma onda, proporcionando mistura e aeração sem impulsionadores internos ou spargers.O movimento de balanço suave cria uma baixa tensão de cisalhamento (taxa média de cisalhamento 50-150 s−1), ideal para culturas de células de mamíferos e de insectos sensíveis ao corte.

·Reator de cama fluidizada de uso únicoUtiliza fluxo de fluido ascendente para suspender microcarriers ou células em uma coluna de saco de uso único.Utilizado principalmente na produção de vacinas e na fabricação de terapia celular em volumes de 5 ‰ 50 L.

Matriz de comparação dos tipos de reatores de utilização única

Perguntas Frequentes (FAQ)

Qual é a pressão máxima de funcionamento de um reator de utilização única?

Os reatores de utilização única são limitados pela resistência mecânica do saco plástico e do recipiente de suporte.significativamente inferior aos biorreatores de aço inoxidável (2 ‰ 6 bar)Isto limita a sua utilização a culturas celulares de baixa pressão e processos de fermentação microbiana.

Qual é o custo da utilização única em comparação com o aço inoxidável em escala de produção?

Os reatores de utilização única eliminam a infra-estrutura CIP/SIP, reduzem o consumo de água e energia em 60% a 80% e eliminam o risco de contaminação cruzada.000 por lote) e os custos de eliminação dos resíduos acumulam-seO ponto de equilíbrio é tipicamente de 2.000 litros para culturas de células de mamíferos; acima disso, o aço inoxidável torna-se mais econômico durante o ciclo de vida do equipamento.

O que são os extracionáveis e os lixiviaveis, e por que são importantes?

Os produtos extraíveis são compostos químicos liberados do saco plástico em condições exageradas (altas temperaturas, solventes fortes),enquanto os lixiviáveis são compostos liberados em condições reais de processo. Ambos devem ser quantificados por USP < 87> (reatividade) e < 88> (toxicidade sistémica) para garantir que não existam substâncias tóxicas, mutagénicas,ou compostos imunogénicos entram no medicamento em níveis superiores ao limiar de avaliação analítica (AET).

Os reatores de utilização única podem ser utilizados para fermentação microbiana?

As culturas microbianas têm demandas de oxigênio 5×20 vezes maiores do que as células de mamíferos devido à maior densidade celular (até 100 g/L de peso seco).O kLa dos sistemas de utilização única (5 ∼15 h−1) é tipicamente insuficiente para a fermentação microbiana de alta densidade, embora alguns fornecedores ofereçam SUBs de alta potência com transferência de oxigênio aprimorada para aplicações microbianas limitadas de até 50 ‰ 200 L.