Sollte ich zu Einweg-Bioreaktoren wechseln?
Vor zehn Jahren waren die Gefäße für Einweg-Bioreaktoren (SUB) in ihrer Größe begrenzt, so dass sie nur für Laboreinrichtungen geeignet waren. Thermo Scientific bringt jetzt jedoch einen 5.000-Liter-Einweg-Bioreaktor auf den Markt, und BioInno verwendet bereits einen 6.000-Liter-Reaktor. Diese Reaktoren haben viel höhere Titer als selbst Mehrweggeräte vor zehn Jahren - was den Wechsel zu Einweggeräten ermöglicht, die speziell für hohe Titer in skalierbaren Umgebungen ausgelegt sind. Parallel zu den Reaktoren haben sich auch die Single-Use-Sensoren verbessert, so dass Single-Use-Skids immer praktikabler werden.
Single-Use-Technologien bieten erhebliche Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Skalierbarkeit und haben die Bedenken hinsichtlich der Reinheit weitgehend ausgeräumt. Edelstahl ist jedoch häufig immer noch vorteilhaft, wenn kundenspezifische Konstruktionen erforderlich sind oder wenn die Chargengrößen sehr groß sind (die Kapazität kann bis zu 10-mal höher sein als bei SUBs).
Im Folgenden finden Sie eine Reihe von Fragen, die Sie bei der Entscheidung, ob Einweg-Bioreaktoren für Ihren Prozess geeignet sind, berücksichtigen sollten. Wir verwenden die Begriffe "Edelstahl" und "wiederverwendbar" austauschbar, um Mehrweg-Bioprozessanlagen zu beschreiben, die zwischen den Chargen einer CIP/SIP-Behandlung unterzogen werden müssen.
Gibt es diesen Prozess bereits?
In den meisten Fällen ist es nicht machbar, einen GMP-Herstellungsprozess, bei dem Mengen für kommerzielle Märkte produziert werden, von Edelstahl auf Einweggeräte umzustellen. Bei Prozessen, die sich in einem frühen Stadium der Entwicklung befinden und noch nicht gut charakterisiert sind, lohnt es sich jedoch, Einweg- und Mehrweggeräte zu vergleichen. Stellen Sie diese Fragen weiter, um festzustellen, was vorteilhafter ist.
Wie groß sind die Chargen, die Sie bearbeiten werden?
Die meisten Einweg-Bioreaktoren haben einen maximale Kapazität von etwa 2.000 Litern (obwohl, wie die obigen Beispiele zeigen, erhebliche Fortschritte bei der Erhöhung dieser Chargengröße gemacht wurden). Aufgrund der jüngsten Fortschritte bei der Zelldichte und dem Zelltiter sind kleinere Bioreaktoren oft in der Lage, die gleiche Ausbeute zu erzielen wie ein 10 Jahre alter größerer Reaktor. Jüngste Berechnungen für die Produktion monoklonaler Antikörper (mAb) zeigen, dass Edelstahlgefäße vorzuziehen (wirtschaftlicher) sind, wenn Sie mehr als zwei Tonnen Antikörper pro Jahr produzieren wollen. Bei kleineren Mengen sind Einwegsysteme wahrscheinlich vorteilhafter.
Welche Art von Medikamenten stellen Sie her?
Viele moderne biologische Arzneimittel sind für wesentlich kleinere Märkte bestimmt als beispielsweise der Polio-Impfstoff. Medikamente für seltene Krankheiten, gezielte Medikamente für personalisierte Medizin, zelluläre oder genetische Therapienund starke Medikamente, die nur geringe Dosen benötigen - keines dieser Szenarien wird 10.000-Liter-Chargen erfordern. Die Art des Medikaments, seine kommerzielle Verwendung und sein Markt wirken sich direkt auf die geeigneten Chargengrößen aus, die Aufschluss darüber geben, ob es sinnvoller ist, Einweg- oder wiederverwendbare Geräte zu verwenden (siehe vorherige Frage).
Welche Art von Einrichtung planen Sie?
Labore, Pilotanlagen und kommerzielle Produktionsumgebungen haben alle unterschiedliche Anforderungen. In Pilotanlagen (GMP oder Nicht-GMP), Skalierung nach oben und unten ist entscheidend. Single-Use-Geräte sind zwar wesentlich besser skalierbar als Geräte aus Edelstahl, aber es ist wichtig zu prüfen, ob sie die Betriebsbedingungen im größeren Maßstab angemessen abbilden können. In Labors ist die kurzfristige Skalierbarkeit und die Vermeidung des Risikos einer Kreuzkontamination in der Regel ein Grund, Single-Use-Geräte zu bevorzugen. Vergewissern Sie sich, dass Sie Ihre kritischen Prozessparameter in Ihrem System im kleinen Maßstab angemessen modellieren können.
Wird die Einrichtung nur ein einziges Medikament herstellen oder zwischen verschiedenen Typen wechseln?
Der Wechsel zwischen Chargen desselben Medikaments dauert selbst bei wiederverwendbaren Geräten nur 6 bis 10 Stunden. Aber Betriebszeit sinkt dramatisch für wiederverwendbare Geräte in einer Anlage, die verschiedene Arten von Arzneimitteln herstellt: Ein vollständiger Wechsel von Edelstahlgeräten von einer Charge zur nächsten kann bis zu drei Wochen dauern. In einer Hybridanlage mit vorgelagerten Einweggeräten und nachgelagerten Anlagen aus Edelstahl kann diese Zeitspanne auf zwei Wochen verkürzt werden. Im Gegensatz dazu kann eine Anlage mit Einweggeräten in nur 48 Stunden von einem Produkt auf das andere umgestellt werden.
Wie stark muss Ihr Prozess angepasst werden?
Vorgefertigte Einweg-Kulturen ermöglichen eine schnelle Entwicklung und Skalierung der Biologikaherstellung - und sie stehen in scharfem Kontrast zu den hochgradig individualisierten Edelstahlskids, an die viele Hersteller gewöhnt sind. Der größte Nachteil dieser Prefabs besteht darin, dass manchmal Anpassungen erforderlich sind, um optimale Ergebnisse mit den Kulturen zu erzielen. Der Vorteil besteht darin, dass Einweg-Prefabs eine erstaunliche hohes Maß an Flexibilität dass Sie eine Anlage für eine Vielzahl von Zwecken nutzen können. Während die Verwendung von Anlagen aus rostfreiem Stahl Sie oft dazu zwingt, eine hochgradig maßgeschneiderte Anlage mit einer festen Infrastruktur zu entwerfen, was die Arten von Medikamenten, die dort hergestellt werden können, einschränkt, sind Fertighäuser nicht hochgradig auf ein einziges Verfahren spezialisiert.
Hat die Intensivierung von Prozessen eine hohe Priorität?
Wenn ja, sind Einweggeräte weit überlegen. Einweggeräte können Folgendes erreichen höhere Titer und können durch Scale-out die gleichen Gesamterträge erzielen wie größere, wiederverwendbare Anlagen. Die kontinuierliche Herstellung kann auch mit Einwegsystemen erreicht werden, wodurch sich der Platzbedarf der Anlage insgesamt weiter verringert.
Wie gut ist Ihr Schulungsprogramm für Bediener?
Die Umstellung auf Einwegsysteme erfordert Umschulung des Personalsspeziell für die Installation der Gefäße und Sensoren. Dies ist zwar keine steile Lernkurve, aber doch eine erhebliche Umstellung. Darüber hinaus erfordern SUBs im Allgemeinen mehr manuelle Handhabung, was für die Bediener Risiken birgt, die durch umfassende Schulungen gemindert werden müssen. Wenn Sie jedoch aufgrund unsachgemäßer Sterilisation der Geräte Probleme mit der Reinheit hatten, können neue Schulungsprogramme für Einweggeräte möglicherweise sowohl die Defizite der Schulung als auch die Probleme mit der Reinheit beheben.
Was sind Ihre betrieblichen Engpässe?
Wenn Sie ständig wartend für die Validierung und Qualifizierung Ihrer Reinigungsprozesse (oder wenn Ihr Laborteam ständig darauf wartet, dass der Autoklavenzyklus abgeschlossen ist), stellen Einweggeräte eine einfache Lösung dar. Wenn Sie häufig auf die Lieferung von Geräten warten müssen, sind Einweggeräte ebenfalls vorzuziehen: Maßgeschneiderte Edelstahlreaktoren haben oft Vorlaufzeiten von über einem Jahr und benötigen dann mehrere Monate für die Qualifizierung. Wenn Sie jedoch nicht in der Lage sind, die Produktionsanforderungen zu erfüllen und größere Chargen produzieren müssen, sollten Sie nicht auf Einweggeräte umsteigen - Bioreaktoren aus Edelstahl sind wahrscheinlich weiterhin die beste Lösung für Ihren Prozess.