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推动连续工艺需求的市场趋势

2019年3月30日

 

各行各业都希望以最便利的方式完成各项任务。这几乎与需要我们完成什么任务无关,我们一直在尽力提高功效和效率。在制药领域,人们强烈希望患者能更方便快捷地使用药物。

 

人们建议了许多方法,以实现这种期望。但在本博客中,我的关注是评估提高整体生产效率的趋势,实现生产率的提高。在这种情况下,生产率可采用每年每m2工厂生产的治疗剂量数表示。如果可以提高生产率且不影响产品质量,工厂产出将增加,生产成本应该会下降。

 

正如 连续工艺起源中所描述的,一种提高生产率的成熟方法是从传统批次生产方式转向连续运行方式。这已在若干工业领域得到证明,并已在制药工业实施,特别是小分子API,例如压片生产线采用的就是连续方式。现在,是时候在生物技术行业采用连续工艺以收获其潜在好处了。

 

应该这么看,从批次生物工艺转向连续生物工艺是一种渐进性改变。对于批次方式与连续方式,两者从细胞培养到药品的工艺流程都基本上完全相同。两者将使用类似的细胞培养基、纯化中类似的层析填料和滤膜、浓缩和洗滤中类似的滤膜以及所有工艺缓冲液和试剂。

 

主要差别在于连续运行采用的硬件设计,即使如此,产品接触部分也将使用与批次工艺中的硬件类似的构成材料。为什么?因为我们需要将相同分子进行纯化,至少达到与批次生产相同程度的纯度和功效,我们只是希望提高效率,因此最简单的方法是尽可能保持所有事项一模一样。

 

在最近2-3年,生物技术供应商取得了主要技术进步,推出可扩展的连续生物工艺设备。目前,有多家供应商可为连续细胞培养、连续澄清、连续层析和连续过滤提供商业化工艺解决方案。实际上,他们都可以实现各自单元操作,从细胞培养开始到生产出药物成分。这些技术平台设计于采用一系列尺寸的生物反应器和通常多达2000L的细胞培养体积,可选不锈钢材质和一次性型式。这种工作规模非常适合下一代高效生物药品,其表达量更高且总物料要求更小,显示可以使用更小的生物反应器进行工艺横向扩展而不是纵向放大。相关连续工艺会议报告和研讨会关注的一个问题是要么全部采用、要么都不采用,即要么采用端到端连续工艺,要么仍然保持批次方式。但事实远非如此。实际上,利用批次和连续方式的混合方法是一个良好开端,能让人们更方便转向连续工艺和降低风险。

 

在考虑工艺改进或者优化工艺开发时,在考虑目标产品要求的情况下,必须仔细分析整个工艺流程。可以考虑采用价值流图等技术,识别工艺瓶颈以及非生产性等待时间因素。这些都可轻松实现,可以作为考虑从批次方式切换为连续方式的第一阶段。一旦证明可提高生产率,则进一步分析您的价值流图,因为您将肯定会对有可能存在的浪费有新的发现。一旦确定持续改进的迭代循环,您的工艺将得以逐渐优化。相比较其他单元操作,某些单元操作是更昂贵且效率较低的。因为每个工艺都不同,没有绝对的经验法则,为自己建立反映真实成本的理想的工艺经济模型。连续生物工艺受到最大关注的一个领域是连续层析。对于治疗性产品本身的责任性尤其如此,因此工艺时间成为关键驱动因素,在单克隆抗体领域,在连续方式条件下在亲和捕获步骤,使用蛋白A填料比在传统批次方式条件下明显更高效。如果考虑将灌流技术用于连续细胞培养,为了适应富含产品的细胞培养基持续地从生物反应器中分离出来,下游连续工艺将发挥重要应用。随着高表达量和高细胞密度培养基以及更有效的补料策略的开发,灌流培养正在成为一种高成效的生物治疗药物生产工具,我们将其视为连续生物工艺发展的核心驱动。

 

因此,我希望我的博客使您能够深入了解我们当前的处境以及我们未来可能需要走向何方。连续工艺是否为万能钥匙?很明显不是,如果您的批次工艺满足自己的所有生产率要求且不需要固定,则不要管它,而是根据需要横向扩展或纵向放大。但是,如果您的工艺并非最优或者您追求持续改进,我建议您研究工艺改进方法。您会发现选择连续操作将会使生产率提高甚至超出自己期望的水平!

 

下次继续。

 

Peter Levison – 业务开发执行董事

Peter Levison博士拥有曼彻斯特大学生物化学博士学位,他在米尔顿凯恩斯公开大学商学院获得MBA。Peter是各种专业机构的会员。
Peter Levison博士拥有曼彻斯特大学生物化学博士学位,他在米尔顿凯恩斯公开大学商学院获得MBA。Peter是各种专业机构的会员。
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