Các bước xử lý sinh học cho nuôi cấy tế bào: Các yếu tố cần thiết về thiết kế, xác nhận và mua sắm

Khi nhóm quy trình mở rộng quy mô từ nuôi cấy theo mẻ sang nuôi cấy truyền dịch hoặc chuyển từ lò phản ứng sinh học sử dụng một lần 200 L sang lò phản ứng sinh học 2.000 L, các hệ thống hỗ trợ thường trở thành nút thắt cổ chai trước khi chính lò phản ứng sinh học hoạt động. Việc chuẩn bị môi trường, điều hòa đệm, làm mát thu hoạch và kiểm soát nhiệt độ áo khoác đột nhiên cần cung cấp khối lượng lớn hơn với dung sai chặt chẽ hơn trong cùng một khoảng thời gian làm sạch. Các khung trượt xử lý sinh học được thiết kế để giải quyết chính xác vấn đề này: chúng đóng gói máy bơm, bộ trao đổi nhiệt, van, cảm biến và tự động hóa cho một chức năng quy trình xác định vào một mô-đun đã được thử nghiệm tại nhà máy, kết nối với lò phản ứng sinh học và các tiện ích thông qua các giao diện đã biết. Hiểu được những thành phần này chứa gì, chúng được chế tạo như thế nào và những gì cần xác minh trước khi đặt hàng có thể tiết kiệm nhiều tháng thời gian vận hành và giảm rủi ro trong sản xuất GMP.

Tại sao quá trình nuôi cấy tế bào lại phụ thuộc vào quá trình xử lý sinh học được thiết kế tốt

Nuôi cấy tế bào khác với quá trình lên men vi sinh vật ở chỗ ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế trượt. Tế bào động vật có vú phát triển chậm, chịu được lực cắt hạn chế và tạo ra các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt. Công thức truyền thông rất phức tạp và đắt tiền. Nhiệt độ chênh lệch trên 40 °C, ngay cả trong thời gian ngắn, có thể làm suy giảm vitamin và các yếu tố tăng trưởng; đường truyền được làm sạch không đúng cách có thể làm ô nhiễm cả lô. Do đó, các tấm trượt được sử dụng trong nhiệm vụ nuôi cấy tế bào cần phải được thiết kế có khả năng kiểm soát nhiệt độ nhẹ nhàng, khả năng thoát nước hoàn toàn và khả năng làm sạch được chứng minh.

Một thiết bị xử lý sinh học để nuôi cấy tế bào thường xử lý một hoặc nhiều nhiệm vụ sau:

• Chuẩn bị và điều hòa môi trường và đệm
• Gia nhiệt và làm nguội dòng chất lỏng trước và sau khi lọc vô trùng
• Duy trì nhiệt độ trong các tàu giữ, thu hoạch và tăng áp
• Tuần hoàn chất lỏng nhiệt thông qua vỏ lò phản ứng sinh học hoặc bộ trao đổi nhiệt
• Hỗ trợ trình tự vệ sinh tại chỗ (CIP) và khử trùng tại chỗ (SIP)

Giá trị của phương pháp trượt là ở chỗ việc trượt được thực hiện tốt sẽ nhiều hơn tổng các phần của nó . Do hệ thống được lắp ráp và thử nghiệm bởi một bên nên các giao diện giữa bộ trao đổi nhiệt, van, bộ điều khiển và máy bơm sẽ được xác nhận trước khi thiết bị đến cơ sở. Điều đó giúp giảm thời gian lắp đặt, nỗ lực vận hành và số lượng bên mà nhóm dự án cần điều phối.

Hệ thống cốt lõi trên quá trình xử lý sinh học để nuôi cấy tế bào

Truyền nhiệt và kiểm soát nhiệt độ

Nhiệm vụ về nhiệt phổ biến nhất trong nuôi cấy tế bào là làm nóng môi trường, làm nguội môi trường sau khi khử trùng bằng nhiệt và kiểm soát nhiệt độ trong quá trình nuôi cấy. Môi trường nuôi cấy chứa protein, axit amin và lipid nhạy cảm với nhiệt độ thành cao và lực cắt cơ học. Phun hơi nước trực tiếp hiếm khi thích hợp. Thay vào đó, các nhà thiết kế chọn bộ trao đổi nhiệt có vận tốc vừa phải và nhiệt độ bề mặt được kiểm soát.

Khi nhiệm vụ yêu cầu một hệ thống được lắp ráp sẵn hoàn chỉnh, bộ phận trượt truyền nhiệt xử lý sinh học thông minh kết hợp các bộ trao đổi nhiệt, van điều khiển, máy bơm và thiết bị trên một khung duy nhất. Các thiết bị này được cấu hình theo các yêu cầu về lưu lượng, nhiệt độ và khả năng làm sạch cụ thể của quy trình và chúng đi kèm với một quy trình kiểm tra được ghi lại.

Các nhà sản xuất, nhà máy sản xuất thiết bị truyền nhiệt sinh học thông minh thông minh tùy chỉnh Công ty TNHH Thương mại Công nghiệp Shiloc (Thượng Hải) là đơn vị/đơn vị truyền nhiệt xử lý sinh học thông minh tùy chỉnh của Trung Quốc Các nhà sản xuất, nhà máy, th... Xem sản phẩm →

Đối với các ứng dụng cần phải duy trì nhiệt độ với dung sai chặt chẽ, chẳng hạn như duy trì bình thu hoạch ở 4°C hoặc điều khiển vỏ lò phản ứng sinh học ở 37°C, bộ điều khiển nhiệt độ chính xác cho biopharma cung cấp khả năng điều khiển đáp ứng và ổn định. Loại mô-đun này quan trọng khi chỉ riêng nước làm nóng và làm mát cơ sở không thể duy trì nhiệt độ quy trình một cách độc lập với những biến động của tiện ích.

Bộ điều khiển nhiệt độ chính xác tùy chỉnh (TCU) dành cho các nhà sản xuất dược phẩm sinh học, Fac Công ty TNHH Thương mại Công nghiệp Shiloc (Thượng Hải) là Đơn vị Kiểm soát Nhiệt độ Chính xác Tùy chỉnh (TCU) của Trung Quốc dành cho các nhà sản xuất Biopharma, Thực tế... Xem sản phẩm →

Để trao đổi nhiệt trong vòng vô trùng khép kín, trao đổi nhiệt mao dẫn vệ sinh đáng để đánh giá. Các kênh hẹp của nó đạt được khả năng truyền nhiệt hiệu quả ở tốc độ dòng chảy thấp, giúp giảm thiểu việc giữ sản phẩm và giảm nguy cơ quá nhiệt cho vật liệu nhạy cảm với lực cắt, có giá trị.

Các nhà sản xuất, nhà máy trao đổi nhiệt mao dẫn vệ sinh tùy chỉnh Công ty TNHH Thương mại Công nghiệp Shiloc (Thượng Hải) là nhà sản xuất, nhà máy, nhà sản xuất thiết bị trao đổi nhiệt mao mạch vệ sinh tùy chỉnh của Trung Quốc... Xem sản phẩm →

Xử lý chất lỏng và chuẩn bị môi trường

Nhiều thiết bị nuôi cấy tế bào có chức năng xử lý chất lỏng ngoài chức năng truyền nhiệt. Bàn trượt chuẩn bị môi trường thường chứa một thùng trộn hoặc vòng tuần hoàn, các cổng bổ sung cho bột và chất lỏng, bơm chuyển độ cắt thấp và các kết nối cho vỏ bộ lọc vô trùng. Bố trí đường ống phải tự thoát nước, không có điểm thấp nào có thể tích tụ chất lỏng. Máy bơm ly tâm có cánh quạt cắt thấp được ưa chuộng cho môi trường nuôi cấy. Máy bơm dịch chuyển dương có thể được sử dụng để định lượng chính xác hoặc cho chất lỏng nhớt, nhưng chúng phải tránh các bộ lọc quá áp hoặc làm hỏng tế bào và protein.

Tự động hóa, điều khiển và tích hợp dữ liệu

Các bộ phận xử lý sinh học hiện đại chạy dưới sự điều khiển của PLC, với tính năng tự động hóa dựa trên công thức hoặc dựa trên trình tự. Trong cài đặt GMP, hệ thống tự động hóa phải hỗ trợ báo cáo lô, lịch sử cảnh báo và hồ sơ điện tử đáp ứng 21 CFR Phần 11 nếu có. Nó phải giao tiếp với môi trường DCS hoặc SCADA của nhà máy thông qua một giao thức chuẩn và phải bao gồm các khóa liên động để ngăn chặn hoạt động không an toàn. Mức độ tự động hóa nên được quyết định trong giai đoạn thiết kế, không phải vì tự động hóa nhiều hơn luôn tốt hơn mà vì mức độ được chọn phải phù hợp với triết lý vận hành và khả năng xác nhận của nhà máy.

Yêu cầu về vật liệu và thiết kế vệ sinh

Các bộ phận tiếp xúc với sản phẩm hầu như luôn là thép không gỉ 316L với độ hoàn thiện bề mặt Ra ≤ 0,4 µm và được đánh bóng bằng điện trên các bề mặt ướt nếu cần. Các mối hàn phải được xuyên thấu hoàn toàn, không có kẽ hở và được ghi lại trong bản đồ mối hàn để theo dõi từng mối hàn theo hồ sơ kiểm tra và trình độ thợ hàn. Kết nối quá trình nên sử dụng phụ kiện kẹp hợp vệ sinh hoặc thiết kế tương tự cho phép tháo rời để kiểm tra. Chân chết phải được giảm thiểu ; trong trường hợp không thể tránh khỏi, chúng phải ngắn gọn và được xác nhận về khả năng xả và bốc hơi.

Van màng có thiết kế xuyên tâm hoặc đập rất phổ biến vì chúng có khả năng ngắt sạch với màng ngăn đóng vai trò là rào cản quá trình. Khung trượt phải được làm từ thép không gỉ, không có bề mặt nằm ngang có thể bám bụi hoặc chất lỏng. Các tiện ích như hơi nước, nước làm mát và không khí của thiết bị phải được dán nhãn và định tuyến để việc tiếp cận bảo trì không cần phải đi vào đường dẫn sản phẩm.

Thông số kỹ thuật chính cần xác định trước khi bạn yêu cầu báo giá

Quá trình xử lý sinh học được thiết kế xoay quanh một quy trình chứ không phải ngược lại. Trước khi yêu cầu báo giá, hãy xác định ít nhất các thông số sau:

• Đặc tính chất lỏng: thành phần, độ nhớt, độ nhạy nhiệt độ và hàm lượng chất rắn
• Tốc độ dòng chảy và khối lượng lô: giá trị tối thiểu, bình thường và tối đa
• Phạm vi nhiệt độ cần thiết và tốc độ gia nhiệt hoặc làm mát
• Kết nối quy trình: kích thước cổng, loại phụ kiện và thông số kỹ thuật tiện ích
• Yêu cầu về khả năng làm sạch và khử trùng: nhiệt độ CIP, chu trình SIP và xếp hạng áp suất
• Hạn chế về không gian: yêu cầu về diện tích, chiều cao và khả năng tiếp cận để bảo trì
• Yêu cầu về tài liệu: chứng chỉ vật liệu, bản đồ mối hàn, báo cáo thử nghiệm thủy tĩnh và giao thức FAT/SAT

Định nghĩa quy trình rõ ràng cho phép nhà cung cấp cung cấp một thiết bị trượt phù hợp với hoạt động thay vì phải thỏa hiệp gây tốn thời gian và tiền bạc trong quá trình lắp đặt. Nó cũng giúp so sánh các đề xuất trên cùng một cơ sở, bởi vì các quyết định thiết kế như kích thước đường dây, nhiệm vụ của bộ trao đổi nhiệt và độ chính xác của bộ điều khiển đều bị ảnh hưởng bởi những đầu vào này.

Tại sao kinh nghiệm của nhà cung cấp lại quan trọng đối với vấn đề nuôi cấy tế bào

Mua một thiết bị xử lý sinh học không giống như mua một chiếc máy bơm. Quy trình nuôi cấy tế bào đòi hỏi kinh nghiệm về thiết kế vô trùng, hiệu suất nhiệt và vòng đời xác nhận. Nhà cung cấp quen thuộc với dược phẩm sinh học có thể báo cáo các vấn đề như độ dốc thoát nước không đủ, bẫy chân chết, loại bỏ nước ngưng hoặc các tương tác kiểm soát mà nhà chế tạo nói chung có thể bỏ lỡ. Hãy hỏi các nhà cung cấp tiềm năng về các cài đặt tham khảo trong nuôi cấy tế bào hoặc các quy trình vô trùng tương tự, đồng thời hỏi về khả năng nội bộ của họ trong việc phát triển P&ID, thiết kế điều khiển và tài liệu.

Shiloc định vị mình là nhà cung cấp định hướng kỹ thuật dựa trên công nghệ châu Âu, cung cấp các loại ván trượt tích hợp và phạm vi rộng hơn thiết bị xử lý dược phẩm sinh học danh mục đầu tư. Đối với các dự án yêu cầu tài liệu kỹ thuật theo phong cách Châu Âu, tham gia thử nghiệm nghiệm thu tại nhà máy và hỗ trợ vận hành thử, công ty có thể hoạt động như một đối tác chịu trách nhiệm duy nhất.

Kết luận

Quá trình xử lý sinh học biến hệ thống hỗ trợ nuôi cấy tế bào thành tài sản được quản lý và xác nhận. Thay vì lắp ráp các bộ trao đổi nhiệt, máy bơm, van và bộ điều khiển trong nhà máy, bạn sẽ nhận được một thiết bị tiền chế phù hợp với quy trình của mình, được kiểm tra và đi kèm với tài liệu mà bạn có thể sử dụng để xác nhận. Chìa khóa để mua hàng thành công rất đơn giản: xác định chính xác quy trình, kiểm tra thiết kế vệ sinh và chọn nhà cung cấp có kinh nghiệm kỹ thuật xử lý sinh học thực tế .

Bắt đầu bằng cách chỉ định nhiệm vụ nhiệt và thủy lực, kiểm tra vật liệu và chất lượng mối hàn, đồng thời xác nhận rằng gói tài liệu hỗ trợ kế hoạch xác nhận của bạn. Nếu những bộ phận đó đúng, đường trượt sẽ mang lại giá trị trong nhiều đợt, không chỉ khi bắt đầu. Để có cái nhìn sâu hơn về cách các thanh trượt tích hợp phù hợp với quá trình sản xuất xử lý sinh học hiện đại, hãy đọc hướng dẫn về hệ thống trượt tích hợp xử lý sinh học trong sản xuất hiện đại hoặc liên hệ với nhóm kỹ thuật quy trình của chúng tôi để thảo luận về ứng dụng nuôi cấy tế bào của bạn.