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冷凍大量蛋白產(chǎn)品可帶來很多好處,但并非沒有挑戰(zhàn)。凍融設備的操作參數(shù)、原液的存儲、冷凍狀態(tài)下的運輸都是需要考慮的關鍵因素。在設計工藝時,必須充分理解凍結和解凍現(xiàn)象,了解產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種因素和約束條件,這對規(guī)模放大和工藝開發(fā),以及為臨床和商業(yè)生產(chǎn)制定適當?shù)目刂撇呗灾陵P重要。
本文重點介紹了與原液儲存相關的各種因素,例如DS儲存溫度的選擇,常用的DS儲存容器,以及與選擇有關的注意事項。
通常用于存儲生物制品DS的溫度范圍是2-8°C(適用于短期存儲)、-20、-30、-40,-55和-70°C。盡管對于某些類型的DS可以選擇在2–8°C下存儲,但生物制劑DS通常以原液在冷凍條件下存儲,因為它可以提供更長的存儲期限。DS為凍結條件下的大容量存儲提供了許多重要的好處,當前許多原液都會采用冷凍的方式保存。
為確保活性藥物的儲存穩(wěn)定性,必須將其儲存在制劑的玻璃態(tài)Tg'以下。因此,在設計冷凍溫度時,應考慮配方的Tg',并選擇比Tg'值低5-10°C的冷凍溫度。這結合了非常高的熱負荷和非常低的熱驅動力。
用于存儲DS凍融系統(tǒng)和的容器分為兩類:
1.受控的凍融操作(也稱為主動系統(tǒng))
2.不受控制的凍融操作(也稱為被動系統(tǒng),其中凍融速率取決于環(huán)境溫度和負載)。
受控的凍融系統(tǒng)可提供一致的凍融速率,可應用于預定容器中的蛋白質原料藥。
目前市面上冷凍容器的選擇主要有三種:
瓶子、袋子、不銹鋼容器。這三種容器各有優(yōu)劣。
缺點 | 優(yōu)點 | |
瓶子 | 1.在裝液的時候瓶蓋需要手動打開 2.無法受控冷凍 3.低的存儲密度 4.凍融過程有限放大 5.凍融過程瓶子會產(chǎn)生負壓,瓶蓋在冷凍、運輸過程易松開 | 便宜 可拋棄 時間長經(jīng)驗豐富 |
袋子 | 1.袋子低溫易破,大裝液量16.6L 2.需要手動處理 3.沒有獨立平臺的制造商 | 全封閉系統(tǒng) 已知材料表面 可放大 |
不銹鋼容器 | 1.高固定資產(chǎn)支出和高運營成本 2.復雜處理方案 3.非一次性技術 | 業(yè)內 耐用 大體積 |
由于現(xiàn)有供應商的不銹鋼容器價格都非常昂貴,我們在此就比較瓶子和袋子。
瓶子很堅固,價格也很便宜,在行業(yè)內使用時間長,大家都非常了解。但瓶子因為需要開口操作,在原液裝入和倒出的無菌方面需要更注意。國內CMO企業(yè)采用在隔離器進行分裝,無法勝任大量原液的分裝且操作繁瑣,在新項目中已經(jīng)放棄這個分裝方式。另外在凍融過程中,因為冷凍時蓋子和瓶子膨脹收縮情況不一致,將會導致瓶蓋和瓶子分離的情況發(fā)生。
袋子是一次性系統(tǒng)的優(yōu)質選擇存儲設備,經(jīng)過同行多年實踐,也得到了大量的溶出析數(shù)據(jù)。同時袋子的冷凍可以放大。整個系統(tǒng)是封閉的,特別方便使用。但有一個大的問題讓眾多研究者擔憂,袋子容易破損。這個問題在目前市場的關注度越來越高。
一次性工藝是生物制藥生產(chǎn)的優(yōu)質選擇,瓶子由于分裝、凍融不利于放大,大多同行還是會優(yōu)先選擇一次性袋子。---來自CMO企業(yè)資深凍融專家的意見。
如何更好的讓原液在袋子中受控凍融,我們就需要深入了解冷凍過程中主要使蛋白變性的三個機制:
(1)低溫濃縮(2)冰面變性(3)冷變性
后期我們將圍繞如何降低蛋白變性的三個機制的方法展開說明,敬請期待~