Hvorfor er fleksibilitet for dobbelt bruk et grunnleggende designelement i dagens bioreaktorer
Hva må bioreaktorer for småskala produksjon være utformet for å kunne dempe avstanden mellom R&D og GMP?
Dagens bioreaktorer fjerner gamle barrierer ved å bruke sømløs teknologioverføring fra forskning til innledende produksjon. De bruker en modulær design som beholder de samme parametrene og kontrollene gjennom hele R&D- og GMP-fasen. Dette sikrer identiske cellekulturforhold fra små til store produksjonsbatcher. Denne modularen reduserer tiden som kreves for systemvalidering med 40–60 % sammenlignet med tradisjonelle metoder og unngår de kostbare og tidkrevende syklusene som forsinker innsendingen av en IND.
Fordeler:
Fleksibilitet: Modularen gir mulighet for et stort antall eksperimentelle design med minimalt hardwarebehov
Regelkonform: Oppfyller kravene i 21 CFR del 11 gjennom elektroniske signaturer og revisjonslogger
Skalering ned: Mindre systemer bruker samme masseoverføring og fluidikk som større systemer
Dette systemet fungerer bedre og muliggjør raskere fremgang i utviklingen.
Effekten av engangsbioreaktorer på produksjon og prosessutvikling
Enkeltbruk-bioreaktorer bruker en engangsbare strømningsbane og steriliserte komponenter. Dette akselererer prosessene ved å eliminere rengjøringsvalidering og redusere krysskontaminering og produktbytte drastisk. De bruker en filmteknologi som sikrer en konsekvent blandingprofil og oksygentransfer, noe som gir en celleoverlevelse på over 95 % for et omfang fra 2–2000 L.
Fordelens innvirkning på forskning og utvikling Innvirkning på produksjon
Risiko for kontaminering Nesten null risiko for krysskontaminering Ingen rengjøringsvalidering
Hastighet 70 % raskere batch Umiddelbart produktbytte
Kostnad 85 % lavere innledende kostnader Besparelser på anleggskonfigurering på 740 000 USD (Ponemon Institute)
Disse systemene er avgjørende for akselerert utvikling av biologika for agile tidlig-fase-biotekkselskaper som utvikler flere produkter.
Kontrollert bioreaktor-storskalering og prosessoverføring
Hva kreves for tekniske skala-ned-modeller, som f.eks. ambr250, for å forutsi ytelsen til fullskala-bioreaktorer
En nøyaktig teknisk skalert ned bioreaktor, som f.eks. ambr250, er i stand til å gjenskape væske- og massestransportfenomener fra større bioreaktorer. Innenfor begrensningene til bioprosessteknikk er utfordringen for ingeniører å fastslå de optimale driftsforholdene for store bioreaktorer ved å gjenskape kritiske oppskalingsparametere, som blanding og masseoverføring, ved hjelp av en liten mengde biomasse. Forhold som temperatur, pH og oppløst oksygen endres vanligvis ikke under bioprosessdrift. Ved å bruke høyhastighets-bioprosessforskning kan ingeniører teste et stort antall forhold og utvikle prediktive modeller for bioreaktorytelse for store bioreaktorvolumer på opptil 2 000 L eller til og med 10 000 L. Denne metoden for å benytte tilgjengelig bioprosessforskning er verdifull for å redusere potensielle risikoer knyttet til oppskalering av bioreaktorer og for å forkorte tiden til oppnåelse av god fremstillingspraksis (GMP) innen bioproduksjon.
Demonstrerer overførbarheten av bioreaktorprosesser fra laboratorium til klinisk og kommersiell skala
Å overføre en prosess fra én skala til en annen krever en streng tilnærming basert på iterativ forskningsingeniørvirksomhet for å demonstrere kontrollen og konsekvensen av kritiske kvalitetsattributter, som titer, glykosylering og urenheter, på hver skala. Valideringen starter med en risikovurdering av forskjeller i utstyr (f.eks. sparger, impeller) og forskningsingeniørvirksomhet på et antall mellomskalaer for å optimere kontrollen av tilførsel og perfusjon. En protokoll for teknologioverføring brukes for å sikre at sender- og mottakerorganisasjonen er enige om prøvetaking, de godkjente analyseteknikkene og de fastsatte akseptkriteriene. Når teknologioverføringen utføres trinnvis, opprettholdes prosessen konsekvent, og variabiliteten samt den regulatoriske byrden minimeres. Dette resulterer i at terapeutiske produkter er identiske
Fordeler og kostnader ved strategiintegrasjon
Redusert valideringsinnsats, sofistikert overføring av teknologi og bedre kontroll av forurensninger
En strategi for integrering av bioreaktorplattform, der samme bioreaktorsystemer brukes i et selskaps forskning og utvikling (R&D) og i liten skala GMP-produksjon av partier, minimerer innsatsen for å validere systemene. De samme rengjøringsprotokollene og kontrolllogikken trenger ikke å valideres for hver prosesssteg. Integrering av engangsbioreaktorsystemer, som produseres og pakkes som et sett ferdige til bruk-bioreaktorkomponenter, bidrar også til å redusere risikoen for forurensning. Videre fører elimineringen av rengjøringsrundene, og fraværet av validasjon av rengjøring på plass (CIP), til samme valideringsinnsats. Dette er spesielt nyttig for startups og kontraktstjenesteselskaper som må produsere og levere kliniske produkter innen kortest mulig tid, samtidig som de opprettholder etterlevelse av regulatoriske krav.
Reduksjon i eierkostnader: kapitalkostnader, forbruksvarer og opplæringskostnader, samt redusert plassbehov for produksjon
I en bioproduksjonsprosess fører integrering av engangsbioreaktorsystemer i et selskaps forsknings- og utviklingsavdeling samt liten skala GMP-produksjon konsekvent til en positiv vurdering. Kapitalkostnadene synker. Det finnes ingen rustfrie fermentere, dampsteriliseringssystemer eller rengjørings- og steriliserings-systemer for stasjonære anlegg (CIP/SIP). Selv om de proprietære forbruksartiklene utgör en gjentakende kostnad, kompenserer de arbeidskraft-, vann- og energikostnadene, samt valideringsarbeidet og anleggets arealbehov. Standardisering forbedrer opplæringen og driftseffektiviteten og gir fleksibilitet både i organisasjonsstrukturen og i arbeidsgruppene. For et anlegg som produserer flere produkter eller biologiske legemidler i ulike størrelsesklasser reduseres eierkostnadene betydelig uten å påvirke integriteten til produksjonsprosessen eller føre til at prosessen går utenfor regulatorisk overholdelse.
Vanlegaste spørsmål (FAQ)
Hva er fordelene med bioreaktorsystemene sammenlignet med deres forgjengere for forsknings- og utviklings- (R&D) og GMP-produksjonstrinnene?
Den nye generasjonen bioreaktorer er designet for å muliggjøre kontinuerlig overføring av teknologier, konsekvens i driftsparametre og reduksjon av tiden og innsatsen som kreves for validering.
Hvordan forbedrer engangsbioreaktorer drifteffektiviteten?
Engangsbioreaktorsystemer eliminerer risikoen for krysskontaminering, og de forhåndsteriliserte
Spørsmål: Hvorfor er det nyttig å bruke skalerte modeller i bioprosessering?
Svar: Skalerte modeller brukes til å estimere parametere på produksjonsskala samtidig som mengden materiale som brukes begrenses. Dette fører til riktige estimater og raskere oppskalering til GMP-produksjon.
Spørsmål: På hvilken måte fører en strategi for enhetlige bioreaktorer til lavere kostnader?
A: Forenklede bioreaktorplattformer holder kostnadene lave på flere områder, som kjøp av anleggsmidler, arbeidskraft, opplæring, energi, vann og validering, samtidig som de konsekvent oppfyller de nødvendige kravene fra reguleringen.
S: Hvordan kan en overføring av bioreaktorprosessen lykkes?
A: For å oppnå vellykkede og forutsigbare resultater på tvers av et spekter av prosesser, uten behov for ekstra godkjenninger fra myndighetene, er det viktig å gjennomføre grundige sammenligningsstudier og risikovurderinger, samt å sikre enighet blant alle interessenter om de spesifikke analytiske metodene som skal brukes.