Цель описания технологических процессов - продемонстрировать надежность производственного решения путем понимания взаимосвязи между критическими рабочими параметрами и конечными характеристиками.
Техническая информация, получаемая при исследовании параметров процесса, имеет решающее значение для его квалификации и в последние годы стала частым предметом обсуждения в научных кругах. Поскольку проведение исследований непосредственно в производственных масштабах практически неосуществимо, разработка модели в уменьшенном масштабе, которая отражает эффективность промышленного процесса, жизненно важна для получения достоверных характеристик процесса.
При разработке масштабируемой модели важно продемонстрировать эквивалентность ключевых параметров эффективности в экспериментальном и коммерческом масштабе. В идеале, эффективность культивирования клеток в промышленном масштабе должна служить основой для разработки масштабируемой модели. Если полномасштабные данные недоступны, для получения предварительной информации об увеличении масштабов можно использовать результаты опытного производства, хотя и с учетом некоторых рисков, связанных с изменением характеристик процесса. Если появятся данные о промышленном масштабе, модель следует пересмотреть.
Типичный процесс разработки и уточнения модели в уменьшенном масштабе показан на рисунке 1. Лабораторные биореакторы обычно используются в качестве основных моделей в малом масштабе на этапе производства, в то время как другие системы культивирования, такие как колбы для встряхивания и вращающиеся колбы, используются на этапе культивирования и отбора сырья. Хорошая масштабируемая модель требует не только соответствия условий процесса крупномасштабному оборудованию, но и способности реагировать на изменения критических рабочих параметров. Информация, полученная от проведения процесса малого масштаба, может быть использована в исследованиях характеристик процесса для проверки влияния изменений рабочих параметров на производительность и показатели качества продукции.
Рабочие параметры культивирования клеток можно разделить на параметры, связанные с объемом (например, рабочий объем, объем подачи, перемешивание, аэрация), и параметры, не связанные с объемом (например, рН, растворенный кислород, температура). Общая стратегия разработки модели с уменьшенным масштабом заключается в пропорциональном уменьшении параметров, связанных с объемом, при сохранении тех же заданных значений для параметров, не связанных с объемом, которые используются в крупномасштабном процессе. Однако некоторые параметры, связанные с объемом, такие как скорость перемешивания в биореакторе и скорость аэрации, трудно поддаются линейному уменьшению из-за различий в геометрии биореактора, соотношении площади поверхности жидкости к объему, состоянии газа и возможностях управления. Таким образом, до тех пор, пока эти изменения существенно не изменят конечную производительность процесса и качество продукции, одни и те же рабочие условия для параметров, связанных с объемом, могут применяться в разных пропорциях.
Как только мелкомасштабная модель будет создана, ее необходимо усовершенствовать, продемонстрировав производительность, эквивалентную крупномасштабному процессу. Ключевые параметры производительности процесса культивирования клеток, такие как рост клеток и характеристики качества продукта, а также их допустимые диапазоны, должны быть определены в качестве квалификационных критериев для масштабируемой модели. В идеале, сравнительное исследование проводится в масштабе с параллельным измерением центральных точек каждого параметра, за исключением параметров, связанных с объемом, в рабочих условиях с использованием одного и того же сырья, среды и посевного материала.
При крупномасштабном коммерческом производстве биофармацевтических препаратов, которое постепенно расширяется с небольших объемов, как правило, применяется пропорциональное масштабирование ключевых параметров на основе моделирования и накопленного опыта масштабирования. При обычном производстве необходимо регулярно проводить валидацию/верификацию производственного процесса для обеспечения его стабильности. Однако непосредственное использование крупных объемов производства для квалификации технологических процессов сопряжено со значительными рисками и потенциальными потерями. В таких случаях требуется масштабная модель (small-scale) для проведения предварительной оценки критических рабочих точек процесса. После успешной оценки мелкомасштабной модели можно выполнить оценку процесса, чтобы контролировать точки риска и избежать ненужных потерь. В качестве альтернативы, уменьшенная модель может быть оптимизирована для соответствия технологическому процессу, а затем масштабирована до больших объемов. Настольные стеклянные биореакторы (объемом от 1 до 20 литров) производства BioLink могут удовлетворить потребности в культивировании клеток в небольших лабораторных условиях, при этом доступны различные объемы культивирования. Чувствительный и стабильный контроль DO и pH обеспечивает мониторинг технологических параметров, облегчая разработку, уточнение моделей в уменьшенном масштабе и улучшая квалификацию технологических параметров. Оснащенный функцией аудита, он помогает регистрировать соответствующие рабочие этапы.
Особенности:
• Конфигурируемость: гибкость и адаптируемость с большим количеством опций, позволяющих более гибко разрабатывать технологические процессы и определять их характеристики (по запросу могут быть предоставлены различные объемы).
• Широкий спектр применений: Настраивается в соответствии с конкретными требованиями клиентов к технологическим процессам, также подходит для применения в областях АЦП и мРНК.
• Высокая прочность: Корпус сосуда изготовлен из высококачественного боросиликатного стекла, что обеспечивает высокую термостойкость, хорошую коррозионную стойкость и простоту очистки.
• Высокая стабильность: Стабильное управление оборудованием с эффективным регулированием температуры, DO и pH.
• Множество опций: различные виды спаржеров
Референс:
Фенг Ли, Ясунори Хашимура, Роберт Пендлтон, Джин Хармс, Эрин Коллинз и Брайан Ли представили практические рекомендации
по расширению масштабов культивирования клеток яичников китайского хомячка (CHO). Биотехнология. Выпуск 2006, 22, 696-703
При разработке масштабируемой модели важно продемонстрировать эквивалентность ключевых параметров эффективности в экспериментальном и коммерческом масштабе. В идеале, эффективность культивирования клеток в промышленном масштабе должна служить основой для разработки масштабируемой модели. Если полномасштабные данные недоступны, для получения предварительной информации об увеличении масштабов можно использовать результаты опытного производства, хотя и с учетом некоторых рисков, связанных с изменением характеристик процесса. Если появятся данные о промышленном масштабе, модель следует пересмотреть.
Типичный процесс разработки и уточнения модели в уменьшенном масштабе показан на рисунке 1. Лабораторные биореакторы обычно используются в качестве основных моделей в малом масштабе на этапе производства, в то время как другие системы культивирования, такие как колбы для встряхивания и вращающиеся колбы, используются на этапе культивирования и отбора сырья. Хорошая масштабируемая модель требует не только соответствия условий процесса крупномасштабному оборудованию, но и способности реагировать на изменения критических рабочих параметров. Информация, полученная от проведения процесса малого масштаба, может быть использована в исследованиях характеристик процесса для проверки влияния изменений рабочих параметров на производительность и показатели качества продукции.
Рабочие параметры культивирования клеток можно разделить на параметры, связанные с объемом (например, рабочий объем, объем подачи, перемешивание, аэрация), и параметры, не связанные с объемом (например, рН, растворенный кислород, температура). Общая стратегия разработки модели с уменьшенным масштабом заключается в пропорциональном уменьшении параметров, связанных с объемом, при сохранении тех же заданных значений для параметров, не связанных с объемом, которые используются в крупномасштабном процессе. Однако некоторые параметры, связанные с объемом, такие как скорость перемешивания в биореакторе и скорость аэрации, трудно поддаются линейному уменьшению из-за различий в геометрии биореактора, соотношении площади поверхности жидкости к объему, состоянии газа и возможностях управления. Таким образом, до тех пор, пока эти изменения существенно не изменят конечную производительность процесса и качество продукции, одни и те же рабочие условия для параметров, связанных с объемом, могут применяться в разных пропорциях.
Как только мелкомасштабная модель будет создана, ее необходимо усовершенствовать, продемонстрировав производительность, эквивалентную крупномасштабному процессу. Ключевые параметры производительности процесса культивирования клеток, такие как рост клеток и характеристики качества продукта, а также их допустимые диапазоны, должны быть определены в качестве квалификационных критериев для масштабируемой модели. В идеале, сравнительное исследование проводится в масштабе с параллельным измерением центральных точек каждого параметра, за исключением параметров, связанных с объемом, в рабочих условиях с использованием одного и того же сырья, среды и посевного материала.
Рисунок 1. Разработка и уточнение масштабируемой модели
При крупномасштабном коммерческом производстве биофармацевтических препаратов, которое постепенно расширяется с небольших объемов, как правило, применяется пропорциональное масштабирование ключевых параметров на основе моделирования и накопленного опыта масштабирования. При обычном производстве необходимо регулярно проводить валидацию/верификацию производственного процесса для обеспечения его стабильности. Однако непосредственное использование крупных объемов производства для квалификации технологических процессов сопряжено со значительными рисками и потенциальными потерями. В таких случаях требуется масштабная модель (small-scale) для проведения предварительной оценки критических рабочих точек процесса. После успешной оценки мелкомасштабной модели можно выполнить оценку процесса, чтобы контролировать точки риска и избежать ненужных потерь. В качестве альтернативы, уменьшенная модель может быть оптимизирована для соответствия технологическому процессу, а затем масштабирована до больших объемов. Настольные стеклянные биореакторы (объемом от 1 до 20 литров) производства BioLink могут удовлетворить потребности в культивировании клеток в небольших лабораторных условиях, при этом доступны различные объемы культивирования. Чувствительный и стабильный контроль DO и pH обеспечивает мониторинг технологических параметров, облегчая разработку, уточнение моделей в уменьшенном масштабе и улучшая квалификацию технологических параметров. Оснащенный функцией аудита, он помогает регистрировать соответствующие рабочие этапы.
Настольные стеклянные биореакторы CytoLinX® GB.
Особенности:
• Конфигурируемость: гибкость и адаптируемость с большим количеством опций, позволяющих более гибко разрабатывать технологические процессы и определять их характеристики (по запросу могут быть предоставлены различные объемы).
• Широкий спектр применений: Настраивается в соответствии с конкретными требованиями клиентов к технологическим процессам, также подходит для применения в областях АЦП и мРНК.
• Высокая прочность: Корпус сосуда изготовлен из высококачественного боросиликатного стекла, что обеспечивает высокую термостойкость, хорошую коррозионную стойкость и простоту очистки.
• Высокая стабильность: Стабильное управление оборудованием с эффективным регулированием температуры, DO и pH.
• Множество опций: различные виды спаржеров
Референс:
Фенг Ли, Ясунори Хашимура, Роберт Пендлтон, Джин Хармс, Эрин Коллинз и Брайан Ли представили практические рекомендации
по расширению масштабов культивирования клеток яичников китайского хомячка (CHO). Биотехнология. Выпуск 2006, 22, 696-703