Bioprocess Skids pre bunkovú kultúru: Základy návrhu, validácie a obstarávania

Keď sa procesný tím rozšíri od vsádzkovej na perfúznu kultúru alebo sa presunie z 200 1 na 2 000 1 bioreaktor na jedno použitie, podporné systémy sa často stanú prekážkou skôr, ako to urobí samotný bioreaktor. Príprava média, úprava pufra, chladenie zberu a kontrola teploty plášťa zrazu potrebujú dodať väčšie objemy s užšími toleranciami v rámci rovnakého čistiaceho okna. Bioprocess lyže sú postavené presne na riešenie tohto problému: obsahujú čerpadlá, výmenníky tepla, ventily, senzory a automatizáciu pre definovanú procesnú funkciu do jedného továrensky testovaného modulu, ktorý sa pripája k bioreaktorom a sieťam cez známe rozhrania. Pochopenie toho, čo tieto lyžiny obsahujú, ako sa vyrábajú a čo treba overiť pred objednávkou, môže ušetriť mesiace času pri uvádzaní do prevádzky a znížiť riziko pri výrobe GMP.

Prečo procesy bunkovej kultúry závisia od dobre navrhnutých bioprocesných skidov

Bunková kultúra sa líši od mikrobiálnej fermentácie spôsobmi, ktoré priamo ovplyvňujú dizajn sklzu. Cicavčie bunky rastú pomaly, tolerujú obmedzený strih a produkujú produkty citlivé na teplo. Formulácie médií sú zložité a drahé. Výchylka teploty nad 40 °C, aj keď na krátku dobu, môže degradovať vitamíny a rastové faktory; nesprávne vyčistená prenosová cesta môže kontaminovať celú dávku. Lyže používané pri kultivácii buniek preto musia byť navrhnuté s ohľadom na jemnú tepelnú reguláciu, plnú odvodňovateľnosť a preukázanú čistiteľnosť.

Bioprocesná sklznica pre bunkovú kultúru zvyčajne zvláda jednu alebo viacero z nasledujúcich úloh:

• Príprava a kondicionovanie média a pufra
• Ohrev a chladenie prúdov kvapalín pred a po sterilnej filtrácii
• Udržiavanie teploty v zásobných, zberných a návalových nádobách
• Cirkulácia tepelnej tekutiny cez plášť bioreaktora alebo výmenník tepla
• Podpora sekvencií čistenia na mieste (CIP) a sterilizácie na mieste (SIP).

Hodnota šmykového prístupu je, že dobre vykonaný šmyk je viac ako súčet jeho častí . Pretože systém montuje a testuje jedna strana, rozhrania medzi výmenníkom tepla, ventilmi, ovládacími prvkami a čerpadlami sú overené predtým, ako sa jednotka dostane do zariadenia. To znižuje čas inštalácie, námahu pri uvedení do prevádzky a počet strán, ktoré musí projektový tím koordinovať.

Základné systémy na bioprocesnom lyži pre bunkovú kultúru

Prenos tepla a kontrola teploty

Najbežnejšie tepelné úlohy v bunkovej kultúre sú zahrievanie média, ochladzovanie po tepelnej sterilizácii a kontrola teploty počas kultivácie. Kultivačné médium obsahuje proteíny, aminokyseliny a lipidy, ktoré sú citlivé na vysoké teploty stien a mechanické strihy. Priame vstrekovanie pary je zriedka vhodné. Namiesto toho dizajnéri vyberajú výmenníky tepla s miernou rýchlosťou a kontrolovanou povrchovou teplotou.

Keď si povinnosť vyžaduje kompletný predmontovaný systém, inteligentné šmykové jednotky na prenos tepla s bioprocesom kombinovať výmenníky tepla, regulačné ventily, čerpadlá a prístrojové vybavenie na jednom ráme. Tieto jednotky sú konfigurované podľa špecifických požiadaviek na prietok, teplotu a čistenie procesu a dodávajú sa so zdokumentovaným testovacím protokolom.

Výrobcovia sklzníc/jednotiek na zákazku inteligentného bioprocesného prenosu tepla, továreň Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. je Čína vlastná inteligentná bioprocesná šmykľavka na prenos tepla / výrobcovia jednotiek, továreň, Th... Zobraziť produkt →

Pre aplikácie, kde sa teplota musí udržiavať s prísnou toleranciou, ako je udržiavanie zbernej nádoby na 4 °C alebo kontrola plášťa bioreaktora pri 37 °C, presná jednotka riadenia teploty pre biofarmaku poskytuje citlivé a stabilné ovládanie. Tento typ modulu je dôležitý, keď samotná vykurovacia a chladiaca voda v zariadení nedokáže udržať procesnú teplotu nezávisle od výkyvov v sieti.

Custom Precision Temperature Control Unit (TCU) pre výrobcov Biopharma, Fac Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. je čínska vlastná presná jednotka riadenia teploty (TCU) pre výrobcov Biopharma, fakt... Zobraziť produkt →

Na výmenu tepla v uzavretej aseptickej slučke je sanitárny kapilárny výmenník tepla stojí za zhodnotenie. Jeho úzke kanály dosahujú efektívny prenos tepla pri nízkych prietokoch, čo minimalizuje zadržiavanie produktu a znižuje riziko prehriatia cenných médií citlivých na strih.

Výrobcovia vlastných sanitárnych kapilárnych výmenníkov tepla, továreň Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. je čínsky výrobca vlastných sanitárnych kapilárnych výmenníkov tepla, továreň, sanitárny uzáver... Zobraziť produkt →

Manipulácia s kvapalinami a príprava médií

Mnohé sklzy bunkovej kultúry zahŕňajú okrem prenosu tepla aj funkcie manipulácie s tekutinou. Nádoba na prípravu média zvyčajne obsahuje zmiešavaciu nádrž alebo recirkulačnú slučku, prídavné porty pre prášky a kvapaliny, prenosové čerpadlo s nízkym strihom a prípojky pre sterilné kryty filtrov. Usporiadanie potrubia musí byť samovypúšťacie, bez nízkych miest, kde by sa mohla hromadiť kvapalina. Pre kultivačné médiá sa uprednostňujú odstredivé čerpadlá s obežnými kolesami s nízkym strihom. Objemové čerpadlá možno použiť na presné dávkovanie alebo na viskózne tekutiny, ale musia sa vyhýbať pretlakovaniu filtrov alebo poškodeniu buniek a proteínov.

Automatizácia, riadenie a integrácia údajov

Moderné bioprocesné lyžiny bežia pod kontrolou PLC s automatizáciou založenou na receptoch alebo sekvenciách. V nastaveniach GMP by mal automatizačný systém podporovať dávkové hlásenia, históriu alarmov a elektronické záznamy, ktoré spĺňajú 21 CFR časť 11 tam, kde je to vhodné. Mal by komunikovať s prostredím DCS alebo SCADA závodu prostredníctvom štandardného protokolu a mal by obsahovať blokovania, ktoré zabraňujú nebezpečnej prevádzke. O úrovni automatizácie by sa malo rozhodnúť vo fáze návrhu, nie preto, že väčšia automatizácia je vždy lepšia, ale preto, že zvolená úroveň musí zodpovedať prevádzkovej filozofii závodu a možnostiam overovania.

Požiadavky na materiály a sanitárny dizajn

Časti, ktoré prichádzajú do styku s produktom, sú takmer vždy z nehrdzavejúcej ocele 316L s povrchovou úpravou Ra ≤ 0,4 µm a v prípade potreby sú na mokrých povrchoch elektrolyticky leštené. Zvary by mali byť úplne preniknuté, bez štrbín a zdokumentované v mape zvarov, ktorá sleduje každý zvar až po záznam o kvalifikácii a kontrole zvárača. Procesné pripojenia by mali používať hygienické svorkové tvarovky alebo podobné konštrukcie, ktoré umožňujú demontáž na kontrolu. Mŕtve nohy musia byť minimalizované ; tam, kde je to nevyhnutné, mali by byť krátke a overené z hľadiska ich splachovania a parenia.

Membránové ventily s radiálnym alebo prepadovým dizajnom sú bežné, pretože ponúkajú čisté uzatváranie, pričom membrána slúži ako procesná bariéra. Protišmykový rám by mal byť vyrobený z nehrdzavejúcej ocele bez vodorovných plôch, ktoré zachytávajú prach alebo tekutiny. Pomôcky ako para, chladiaca voda a prístrojový vzduch by mali byť označené a smerované tak, aby prístup k údržbe nevyžadoval vstup do cesty produktu.

Kľúčové špecifikácie, ktoré treba definovať predtým, ako požiadate o cenovú ponuku

Bioprocesná sklznica je navrhnutá okolo procesu, nie naopak. Pred vyžiadaním cenovej ponuky definujte aspoň tieto parametre:

• Vlastnosti kvapaliny: zloženie, viskozita, teplotná citlivosť a obsah pevných látok
• Prietok a objemy dávok: minimálne, normálne a maximálne hodnoty
• Požadované rozsahy teplôt a rýchlosti ohrevu alebo chladenia
• Procesné pripojenia: veľkosti portov, typy armatúr a technické parametre
• Požiadavky na čistenie a sterilizáciu: teploty CIP, cykly SIP a tlakové triedy
• Priestorové obmedzenia: pôdorys, výška a požiadavky na prístup pri údržbe
• Požiadavky na dokumentáciu: materiálové certifikáty, mapy zvarov, správy o hydrostatických skúškach a protokoly FAT/SAT

Jasná definícia procesu umožňuje dodávateľovi dodať lyžinu, ktorá vyhovuje prevádzke, a nie kompromis, ktorý stojí čas a peniaze počas inštalácie. Pomáha tiež porovnávať návrhy na rovnakom základe, pretože rozhodnutia o návrhu, ako je dimenzovanie vedenia, výkon výmenníka a presnosť riadenia, sú ovplyvnené týmito vstupmi.

Prečo sú skúsenosti dodávateľa dôležité pre šmyky bunkovej kultúry

Kúpa sklzu na bioproces nie je ako kúpa čerpadla. Procesy bunkovej kultúry si vyžadujú skúsenosti s aseptickým dizajnom, tepelným výkonom a životným cyklom validácie. Dodávateľ oboznámený s biofarmou môže upozorniť na problémy, ako sú nedostatočné odvodňovacie svahy, zachytávače mŕtvych ramien, odstraňovanie kondenzátu alebo kontrolné interakcie, ktoré bežnému výrobcovi môžu uniknúť. Požiadajte potenciálnych dodávateľov o referenčné inštalácie v bunkovej kultúre alebo podobných aseptických procesoch a opýtajte sa na ich interné schopnosti pre vývoj P&ID, návrh kontroly a dokumentáciu.

Shiloc sa stavia ako inžiniersky orientovaný dodávateľ založený na európskej technológii, ktorý ponúka integrované lyžiny a širšie biofarmaceutické procesné zariadenia portfólio. Pri projektoch, ktoré si vyžadujú inžiniersku dokumentáciu v európskom štýle, účasť na akceptačných testoch v továrni a podporu pri uvádzaní do prevádzky, môže spoločnosť vystupovať ako jediný zodpovedný partner.

Záver

Bioprocess skids premenia podporné systémy bunkovej kultúry na riadené, overené aktívum. Namiesto montáže výmenníkov tepla, čerpadiel, ventilov a ovládačov v závode dostanete vopred skonštruovanú jednotku, ktorá zodpovedá vášmu procesu, prichádza otestovaná a dodáva sa s dokumentáciou, ktorú môžete použiť na overenie. Kľúč k úspešnému nákupu je jednoduchý: presne definujte proces, skontrolujte sanitárny dizajn a vyberte dodávateľa so skutočnými skúsenosťami v oblasti bioprocesného inžinierstva .

Začnite špecifikovaním tepelnej a hydraulickej záťaže, skontrolujte materiál a kvalitu zvaru a potvrďte, že balík dokumentácie podporuje váš plán validácie. Ak sú tieto diely správne, šmyk poskytne hodnotu v mnohých sériách, nielen pri spustení. Ak sa chcete bližšie pozrieť na to, ako integrované lyžiny zapadajú do modernej bioprocesnej výroby, prečítajte si naše sprievodca bioprocesovo integrovanými lyžinami v modernej výrobe , alebo kontaktujte náš tím procesných inžinierov na diskusiu o vašej aplikácii bunkovej kultúry.