Kodėl dvigubo naudojimo lankstumas yra pagrindinis šiandienos bioreaktorių projektavimo elementas?
Kokiomis savybėmis turi pasižymėti mažojo masto gamybos bioreaktoriai, kad būtų galima įveikti tyrimų ir plėtros (R&D) bei GMP tarpusavio atotrūkį?
Šiandienos bioreaktoriai pašalina senamadiškus barjerus naudodami beproblemišką technologijų perkėlimą iš tyrimų į pradinę gamybą. Jie naudoja modulinę konstrukciją, kuri užtikrina tuos pačius parametrus ir valdymo mechanizmus tiek tyrimų ir plėtros (R&D), tiek GMP sąlygomis. Tai garantuoja vienodas ląstelių kultūros sąlygas nuo mažų iki didelių gamybos serijų. Ši moduliškumas sutrumpina sistemų patvirtinimui reikalingą laiką 40–60 % lyginant su tradicinėmis metodikomis ir išvengia brangių bei laiko reikalaujančių ciklų, kurie vėlina naujo vaisto tyrimų pradžios paraiškos (IND) pateikimą.
Privalumai:
Lankstumas: Moduliškumas suteikia daugybę eksperimentinių konstrukcijų su minimaliu įrangos kiekiu
Atitikimas reguliavimams: Užtikrina atitiktį 21 CFR 11 skyriui naudojant elektroninius parašus ir audito žurnalus
Mastelio sumažinimas: Mažesnės sistemos naudoja tą pačią masės pernašą ir skysčių valdymą kaip ir didelės sistemos
Ši sistema veikia geriau ir leidžia greičiau pasiekti raidos etapus.
Vienkartinių bioreaktorių poveikis gamybai ir procesų kūrimui
Vienkartiniai bioreaktoriai naudoja vienkartinį srauto kelią ir sterilizuotus komponentus. Tai pagreitina procesus, nes pašalinama valymo patvirtinimo būtinybė ir žymiai sumažėja kryžminės užterštumo bei produkto keitimo rizika. Jie naudoja plėvelės technologiją, kuri užtikrina nuolatinį maišymo profilį ir deguonies pernašą, todėl ląstelių gyvybingumas viršija 95 % esant tūriui nuo 2 iki 2000 litrų.
Nauda: poveikis tyrimams ir plėtojimui, poveikis gamybai
Užterštumo rizika: beveik nulinė kryžminės užterštumo rizika, nereikia valymo patvirtinimo
Greitis: partijos paruošimas 70 % greitesnis, nedelsiant keičiamas produktas
Kaina: pradinės sąnaudos 85 % žemesnės, pastato įrengimo sąnaudų taupymas – 740 000 JAV dolerių (Ponemono institutas)
Šios sistemos yra esminės greitai vystomų biologinių vaistų kūrimui ankstyvojoje stadijoje veikiančioms lankstioms biotechnologinėms įmonėms, kurios kuria kelis produktus.
Valdomas bioreaktorių mastelio padidinimas ir proceso perdavimas
Kokie reikalavimai inžineriniams mastelio sumažinimo modeliams, pvz., ambr250, kad būtų galima prognozuoti pilno mastelio bioreaktorių veikimą
Tikslus inžinerinis bioreaktorių mastelio sumažinimo įrenginys, pvz., ambr250, gali atkurti didesnio mastelio bioreaktorių skysčių ir masės pernašos reiškinius. Veikdami bioproseso inžinerijos ribose, inžinieriai turi nustatyti optimalias sąlygas didesnio mastelio bioreaktoriams, atkuriant kritinius mastelio padidinimo parametrus, tokius kaip maišymas ir masės pernaša, naudojant nedidelį biomasės kiekį. Tokios sąlygos kaip temperatūra, pH ir ištirpusio deguonies kiekis paprastai nekinta bioproseso veiklos metu. Naudojant aukšto našumo bioproseso tyrimus, inžinieriai gali išbandyti daug sąlygų ir sukurti prognozuojamus modelius dėl bioreaktorių veiklos didesniems bioreaktorių tūriams – iki 2000 L ar net 10 000 L. Šis esamų bioproseso tyrimų naudojimo metodas yra vertingas siekiant sumažinti riziką, susijusią su bioreaktorių mastelio padidinimu, ir sutrumpinti laiką, reikalingą pasiekti gerų gamybos praktikos (GMP) bioprodukcijos reikalavimus.
Bioreaktorių procesų perkėlimo iš laboratorinio į klinikinį ir komercinį mastelį pernešamumo demonstravimas
Proceso perkėlimas iš vieno mastelio į kitą reikalauja griežto pakartotinio tyrimų inžinerijos požiūrio, kad būtų įrodytas kritinių kokybės savybių – tokių kaip titras, glikozilinimas ir priemaišos – kontrolė ir nuoseklumas kiekviename mastelyje. Validacija prasideda rizikos įvertinimu, susijusiu su įrango (pvz., dujų įpurškimo įrenginių, maišytuvų) ir tyrimų inžinerijos skirtumais, atliekamu keliuose tarpinio mastelio etapuose, siekiant optimizuoti maitinimo ir perfuzijos kontrolę. Technologijos perkėlimo protokolas naudojamas suderinti siunčiančiosios ir gaunančiosios įstaigos požiūrį į imamus mėginius, priimtinas analizės technikas ir nustatytus priėmimo kriterijus. Kai technologijos perkėlimas vykdomas etapais, procesas lieka nuoseklus, o kintamumas ir reguliavimo institucijų našta sumažėja. Tai lemia tai, kad terapiniai produktai yra tie patys
Strategijų integravimo privalumai ir sąnaudos
Mažesnis patvirtinimo pastangų poreikis, sudėtingas technologijų perdavimas ir geresnis teršalų kontrolė
Bioreaktorių platformos integracijos strategija, kai įmonės tyrimų ir plėtros (R&D) bei mažojo masto serijinėje GMP gamyboje naudojami tie patys bioreaktorių sistemos, sumažina sistemų patvirtinimo pastangas. Tokios pat valymo procedūros ir valdymo logika nereikalauja atskiro kiekvieno proceso žingsnio patvirtinimo. Vienkartinių bioreaktorių sistemų integracija, kurios gaminamos ir supakuojamos kaip paruoštų naudoti bioreaktorių komponentų rinkiniai, taip pat padeda sumažinti užteršimo riziką. Be to, pašalinus valymo ciklus, nebuvimas vietos valymo (CIP) patvirtinimo taip pat leidžia išlaikyti tą patį patvirtinimo pastangų lygį. Tai ypač naudinga pradedančiosioms įmonėms ir sutarties paslaugų teikėjams, kuriems reikia gaminti ir tiekti klinikinius produktus trumpiausiu galimu laiko tarpu, vienu metu užtikrinant atitiktį reguliavimo reikalavimams.
Savivertės mažinimas: kapitalo išlaidos, sąnaudų medžiagos ir mokymo išlaidos, taip pat mažesnė gamybai reikalinga plotas
Biologinės gamybos procese vienkartinės naudojimo bioreaktorių sistemų integravimas į įmonės tyrimų ir plėtros (R&D) veiklą bei mažo masto serijinę GMP gamybą nuolat duoda palankius vertinimo rezultatus. Kapitalo sąnaudos sumažėja. Nėra nerūdijančiojo plieno fermenterių, garo sterilizavimo sistemų arba valymo vietose ir sterilizavimo vietose (CIP/SIP) sistemų. Nors patentuoti vienkartiniai reikmenys yra pakartotinės sąnaudos, jie kompensuoja darbo jėgos, vandens ir energijos išlaidas, taip pat validavimo pastangas ir gamybos objekto plotą. Standartizacija pagerina mokymą ir operacinį efektyvumą, leidžia lankstumo organizacinėje struktūroje ir darbo komandomis. Gamykloje, kurioje gaminama kelių produktų arba biologinių vaistų serijos skirtingais mastais, bendrosios savininkystės sąnaudos žymiai sumažėja, nepažeidžiant gamybos proceso vientisumo arba nesukeliant reguliavimo institucijų nustatytų reikalavimų neatitikties.
Dažnai užduodami klausimai (Prašymai)
Kokie yra bioreaktorių sistemų privalumai palyginti su jų pirmtakais tyrimų ir plėtros (R&D) bei GMP gamybos etapuose?
Naujosios kartos bioreaktoriai sukurti taip, kad būtų galima nuolat perduoti technologijas, užtikrinti veikimo parametrų vientisumą ir sumažinti patvirtinimui reikalingą laiką bei pastangas.
Kaip vienkartiniai bioreaktoriai padidina operacinį efektyvumą?
Vienkartinės bioreaktorių sistemos pašalina kryžminės užteršties riziką, o išankstiniai
K: Kodėl naudinga bioprocesuose naudoti mastelio sumažinimo modelius?
A: Mastelio sumažinimo modeliai naudojami gamybos mastelio parametrams įvertinti, tuo pačiu ribojant naudojamų medžiagų kiekį. Tai galiausiai leidžia tiksliai įvertinti parametrus ir greičiau peraugti prie GMP gamybos.
K: Kaip vieningų bioreaktorių strategija sukuria mažesnes išlaidas?
A: Sujungtos bioreaktorių platformos padeda išlaikyti žemas sąnaudas keliuose sektoriuose, pvz., įrangos pirkimo, darbo jėgos, mokymo, energijos, vandens ir patvirtinimo srityse, tuo pačiu nuolat atitinkant reikalaujamus reguliavimo standartus.
K: Kaip sėkmingai perduoti bioreaktoriaus procesą?
A: Siekiant pasiekti sėkmingų ir numatytų rezultatų įvairiuose procesuose be papildomų reguliavimo leidimų, būtina atlikti griežtus palyginamųjų tyrimų ir rizikos vertinimų darbus bei pasiekti susitarimą su visais suinteresuotaisiais šalių atstovais dėl konkrečių naudojamų analizės metodų.