استانداردهای ایمنی کدام‌ها باید توسط بیوراکتور فرهنگ سلولی در صنعت داروسازی رعایت شوند؟

ملاحظات cGMP سازمان غذا و دارو (FDA): تضمین استریل‌بودن و صلاحیت‌سنجی تجهیزات برای بیوراکتورهای فرهنگ سلولی

کنترل‌های فرآیندی و مدیریت ریسک: استریل‌سازی، آزمون نشتی و صلاحیت‌سنجی اختصاصی بیوراکتور

برای رعایت چارچوب دستورالعمل‌های cGMP اداره غذا و داروی آمریکا (FDA)، شرکت‌های داروسازی باید پروتکل‌های اعتبارسنجی مجزا برای سیستم‌های بیوراکتور کشت سلولی خود داشته باشند. با استفاده از دستورالعمل‌های اعتبارسنجی آزمون بیوبردن (Bioburden) مبتنی بر هاگ‌های باکتری Geobacillus stearothermophilus به‌عنوان موجودات یا نشانگرهای اعتبارسنجی مطابق با استاندارد USP <1229> یا سایر دستورالعمل‌های ISO 14937، چرخه استریل‌سازی درجا (SIP) باید به سطح قابلیت اطمینان استریل‌سازی (SAL) برابر یا کمتر از مقدار تعیین‌شده برسد و حداکثر نشت فشار پس از استریل‌سازی نیز باید تعیین گردد تا یکپارچگی ظرف بیوراکتور تأیید شود؛ زیرا حتی یک نشت تنها به اندازه ۰٫۵ میکرون — که میانگین نرخ نشت محسوب می‌شود — می‌تواند عامل اصلی وقوع یک حادثه باشد و میانگین هزینه‌ای که صنعت برای رفع هر یک از این حوادث نشت تحمل می‌کند، حدود ۷۴۰۰۰۰ دلار آمریکا است (موسسه پونئوم، ۲۰۲۳).

تأیید صلاحیت اختصاصی بیوراکتور شامل آزمون پذیرش کارخانه‌ای (FAT) و همچنین سه فاز مجزای دیگر می‌شود:

۱. صحت‌سنجی نصب (IQ) – بازرسی سیستم‌های موجود، همراه با ردیابی‌پذیری قطعات.

۲. صحت‌سنجی عملکردی (OQ) – ارزیابی عملکرد، برای مثال کنترل دما در محدوده تحمل ±۰٫۵ درجه سانتی‌گراد.

۳. صحت‌سنجی عملکرد (PQ) – ارزیابی برای تأیید عملکرد قابل تکرار در شرایط استفاده از بیوراکتور.

مداخلات انسانی در عملیات بیوراکتور—عمدتاً به دلیل نمونه‌برداری و انتقال مواد— responsible for 78% از رویدادهای آلودگی بیوراکتور ثبت‌شده در گزارش فنی PDA شماره ۶۸ (۲۰۲۲) هستند. استفاده از اتصالات آسپتیک معتبر مختلف که امکان دستکاری در سیستم‌های باز را فراهم می‌کنند، مانند جوش‌دهنده‌های استریل و پورت‌های انتقال سریع (RTPها)، منجر به کاهش تعداد دفعات دستکاری در حوزه مداخلات بیوراکتور تا یک مرتبه بزرگی می‌شود. استفاده از سیستم‌های نمونه‌برداری خودکار و حفظ استریل‌بودن نمونه‌ها از طریق سیستم‌ها و مسیرهای قابل استریل‌سازی با بخار، فیلترهای خطی برای حذف آلودگی نمونه‌ها، و نمونه‌برداری بلادرنگ برای ردیابی و ثبت جامع، خطر آلودگی را تا ۹۰٪ نسبت به نمونه‌برداری دستی کاهش می‌دهد.

در مورد مداخلات نمونه‌برداری—به‌ویژه مداخلات نمونه‌برداری با نرخ بالا که در دوره‌های حداکثر تراکم سلولی انجام می‌شوند—اعتبارسنجی فرآیند ضروری است و طراحی مقاوم باید در کل چرخه عمر تولید پیاده‌سازی و حفظ شود.

بیوراکتورهای کشت سلولی، بخشی اساسی از چارچوب بیوراکتور را تشکیل می‌دهند. پیوست ۱ جدید شدهٔ GMP اتحادیه اروپا در سال ۲۰۲۲ دربارهٔ استراتژی‌های کنترل آلودگی (CCS)، چارچوبی برای بیوراکتورها ارائه می‌دهد که طراحی آن بر اساس رویکردی علمی و مبتنی بر ریسک برای کنترل آلودگی ساخته شده است. بیوراکتورها در طول طراحی و خروجی چارچوب به‌طور گسترده‌ای مورد الزام‌گذاری قرار گرفته‌اند، از جمله انجام چندین اعتبارسنجی قوی، به‌شرح زیر:

آزمون صحت فیلترها با استاندارد ASTM F838-22 بر روی سیستم فیلتراسیون بیوراکتور و توانایی آن در حفظ فیلتر ۰٫۲ میکرومتری، همچنان در حوزهٔ تولید دوره‌ای قرار دارد و اجراي آن اجباری است.

تأیید جریان پویا با استفاده از مطالعات تحلیلی ردیاب و مدل‌سازی CFD انجام می‌شود تا مشخص شود آیا سیستم‌های اختلاط و اسپرجینگ، محیط را به‌اندازهٔ کافی همگن نگه می‌دارند یا خیر؛ به‌گونه‌ای که هیچ ذره‌ای تشکیل نشود و مناطق مرده‌ای که منجر به تشکیل بیوفیلم می‌شوند، ایجاد نگردد.

این رویکرد یکپارچه، تمرکز بر انطباق‌پذیری را از ارزیابی‌های زیست‌محیطی بازرسی‌شدهٔ پس‌از وقوع به کنترل‌های بلادرنگِ مبتنی بر تجهیزات منتقل می‌کند. به‌عنوان مثال، بیوراکتورهای مصرف‌شدنی مدرن دارای ترانسدیوسرهای فشار داخلی و سیستم‌های ثبت خودکار هستند که اطمینان مستمر را پشتیبانی می‌کنند و خطر مرتبط با مداخلات انسانی در فرآیندهای آسپتیک باز را ۴۰٪ کاهش می‌دهند (پیوست ۱ GMP اتحادیه اروپا، ۲۰۲۲). عناصر طراحی، مانند دریچه‌های نمونه‌برداری در سیستم‌های بسته، مسیرهای جریان سیال بدون اتصالات و سیستم‌های کنترل آلودگی، باید به سمت دستیابی به نتیجه‌ای باشند که در آن، آلودگی ناشی از حضور آلاینده‌های معلق در هوا در طول فرآیند برداشت جلوگیری شود.

پیوست ۱ تأکید می‌کند که پایش بیوراکتورهای اتاق تمیز در برابر خطرات خاص ناشی از بیوراکتورها، از جمله تشکیل زیست‌فیلم روی سطوح مرطوب و آزاد شدن مواد قابل شستشو از روکش پلیمری، ناکافی است. بنابراین، لازم است عملیات بر اساس فرض سناریوهای بدترین حالت ممکن انجام شود؛ این سناریوها شامل هم‌زدن مداوم، نوسانات دما و دوره‌های استراحت هستند تا سیستم‌های کنترلی از نظر مقاومت تحلیلی مورد اعتبارسنجی قرار گیرند.

درگیر کردن عملیات بیوراکتورهای کشت سلولی در چارچوب استاندارد ISO 14644-1 و الزامات GMP اتحادیه اروپا (طبقه‌بندی C/D)

مرزهای عملیاتی بیوراکتورهای کشت سلولی در فرآیندهای آسپتیک

بیوراکتورهای کشت سلولی را می‌توان به‌صورت ایمن برای عملیات بیوراکتور در رده ISO 7 (طبقه‌بندی C GMP اتحادیه اروپا) پیکربندی کرد، به‌ویژه در مواردی که سیستم‌های کاملاً بسته مورد پردازش قرار می‌گیرند و در طول عملیات، نمونه‌برداری یا انتقال‌ها هیچ مواجهه‌ای با محیط اطراف وجود ندارد.

• آماده‌سازی محیط‌های کشت و محلول‌های بافری (پردازش استریل خطی/نهایی)، مونتاژ و

• استریل‌سازی درجا (SIP) سیستم‌های بیوراکتوری که از پیش استریل‌شده و در بسته‌بندی محکم قرار دارند

• بررسی واحدهای استریل‌شده بسته (تجهیزات) قبل از ضدعفونی‌کردن.

برای سیستم‌های بسته باید محدودیت‌های عملیاتی متعددی رعایت شود: این محدودیت‌ها شامل حداکثر ۳۵۲٬۰۰۰ ذره در متر مکعب (≥ ۰٫۵ میکرومتر در متر مکعب)، زمان تأخیر (لاتنسی)، محدودیت‌های میکروبی مندرج در بخش ۱۷۵ و پیوست ۱ GMP اتحادیه اروپا (۲۰۲۲) که عبارتند از حداکثر ۱۰۰ واحد تشکیل‌دهنده کلونی در متر مکعب (هوا) و حداکثر ۵۰ واحد تشکیل‌دهنده کلونی بر روی صفحه تماس (سطح‌ها)، و همچنین زمان تأخیر (در حالت استراحت) می‌باشد. جداسازی کامل و یک‌طرفه سیستم‌ها.

عملیات سیستم‌های بیوراکتور باید بسته باشد و توسط سازندگان تأیید شده و با آزمون «صحت فیلتر و تخریب» ارزیابی گردد.

هماهنگ‌سازی جهانی و مستندسازی آماده برای بازرسی برای بیوراکتورهای کشت سلولی

کمترین میزان زمان، هزینه و منابع در صورت اجرای سیستم هماهنگ‌سازی جهانی، مانند ICH Q10، برای اعتبارسنجی، کنترل تغییرات و الزامات مستندسازی عملیات بیوراکتور مورد نیاز است. در صنعت داروسازی، سیستم‌های هماهنگ‌سازی جهانی فرآیندهای سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)، اتحادیه اروپا (EU) و مقررات خاص هر کشور را ساده‌تر می‌کنند. عدم نیاز به آزمون‌های الزامی، زمان عرضه محصول در بازار را تا ۴۰٪ کاهش داده و انتقال فناوری را در مناطق متعدد تسهیل می‌کند؛ همان‌طور که در چارچوب‌های مبتنی بر ICH و راهنمای عملکرد خوب ISPE، چاپ ۲۰۲۳، مستند شده است.

پارامترهای زنده فرآیند، سوابق دسته‌بندی شده مطابق بخش ۲۱ CFR قسمت ۱۱، و اسناد مربوط به تغییرات، کالیبراسیون تجهیزات و نگهداری، همگی در یک سیستم دیجیتالی متصل به هم جایگذاری شده‌اند و بدین ترتیب آمادگی برای بازرسی (Audit Readiness) حاصل می‌شود. هنگامی که این سیستم‌های یکپارچه با درخواستی از بلاکچین برای انجام بازرسی ترکیب شوند، در حفظ داده‌ها و ایجاد سوابق غیرقابل تغییر بی‌همتا هستند. امروزه تسهیلات مدرن از سیستمی استفاده می‌کنند که با به‌کارگیری فناوری، انحرافات را به‌صورت مداوم پایش کرده و قادر به انجام تحلیل خودکار علت اصلی (Root Cause Analysis) است. زمان متوسط سیستم در صنعت ۳۵٪ کاهش یافته است. چارچوب‌های اجراشده، سیستم‌های کیفیت کاملاً یکپارچه، خودکار و دیجیتالی را نشان می‌دهند که در زمان بازرسی از اصول EEAT پشتیبانی می‌کنند.

سوالات متداول

رعایت الزامات FDA در زمینه cGMP برای segu صنعت کشت سلولی بیوراکتور به چه معناست؟

عملیات کشت سلولی در بیوراکتور، ایمنی و کیفیت محصول را تضمین می‌کند. محصول باید عاری از آلودگی باشد و عملیات بیوراکتورهای کشت سلولی معیارهای دقیقی را برای کنترل آلودگی، صلاحیت‌سنجی تجهیزات و استریل بودن رعایت می‌کنند.

اهمیت انجام آزمون نشت افت فشار روی یک بیوراکتور چیست؟

انجام آزمون نشت افت فشار تنها روشی است که با تضمین پیوستهٔ تمامیت ظرف حاوی مواد، استریل بودن فرآیند کشت سلولی را تضمین می‌کند.

اجزای صلاحیت‌سنجی تجهیزات بیوراکتور چیستند؟

سه جزء وجود دارد: صلاحیت‌سنجی نصب (IQ)، صلاحیت‌سنجی عملیاتی (OQ) و صلاحیت‌سنجی عملکردی (PQ). این سه جزء به ترتیب به مونتاژ بیوراکتور، عملیات بیوراکتور و نتایج تولیدی بیوراکتور مربوط می‌شوند.

استراتژی‌های کنترل آلودگی (CCS) در زمینهٔ ضمیمهٔ ۱ GMP اتحادیه اروپا چیستند؟

سیستم CCS بر اساس روش‌های علمی و ارزیابی ریسک عملکرد بیوراکتور را ارزیابی می‌کند تا احتمال آلودگی در کشت سلولی به حداقل برسد.

در چه زمانی یک بیوراکتور کاملاً بسته تنها نیازمند یک اتاق تمیز با استاندارد ISO کلاس ۷ (رده C) است؟

زمانی که یک بیوراکتور کاملاً بسته هرگز در طول نمونه‌برداری، انتقال یا عملیات با محیط خارجی تماس نداشته باشد، تنها یک اتاق تمیز با استاندارد ISO کلاس ۷ (یا رده C) کافی است.