Skala UF/DF-Immudellar 'l isfel b'Kasetts tal-Kanal tal-Iskrin Alternattiv
X'għandu jsir jekk l-ispazju tad-disinn stabbilit waqt il-karatterizzazzjoni tal-proċess ikun jew usa 'jew idjaq mill-firxiet tal-parametri operattivi użati għall-manifattura ta' lottijiet ta' provi kliniċi tal-Fażi III?
Ⅰ. Analiżi tal-Problema
Konsiderazzjoni:Il-mistoqsija tikkonċerna r-rappreżentattività ta' mudell ta' skala-down għal proċess ta' ultrafiltrazzjoni/dijafiltrazzjoni (UF/DF). Peress li cassette tal-ultrafiltrazzjoni tal-kanal tal-iskrin C-bid-daqs tal-pori meħtieġ/MWCO mhux disponibbli, huwa ppjanat li jintuża cassette tal-ultrafiltrazzjoni tal-kanal tal-iskrin A{- bħala sostitut. Il-mistoqsija ewlenija hija jekk l-A-screen cassette jistax iservi bħala mudell rappreżentattiv ta' skala-down.
Biex inwieġbu din il-mistoqsija, l-ewwel irridu nifhmu jekk hemmx differenzi bejn il-cassettes tal-ultrafiltrazzjoni b'disinji ta 'kanal tal-iskrin differenti u x'impatt jista' jkollhom dawn id-differenzi fuq il-proċess UF/DF.
1. Għażla ta 'Tipi ta' Kanal ta 'Screen Differenti f'Kasetts ta' Ultrafiltrazzjoni
Rigward l-għarfien ta 'tipi differenti ta' kanali tal-iskrin f'kassettes ta 'ultrafiltrazzjoni, deskrizzjoni dettaljata hija pprovduta fi (Dokument 1: Żvilupp tal-Proċess ta' Ultrafiltrazzjoni/Diafiltrazzjoni ta 'Applikazzjonijiet ta' Konċentrazzjoni Għolja/Vikożità):
Bħalissa noffru erba' skrins differenti: (A, C, D u V) fil-firxa tal-format tal-cassette Pellicon®.
Skrin: Skrin issikkat li jintuża għal soluzzjoni ta 'proteina dilwita jew soluzzjonijiet ta' viskożità baxxa. In-nisġa stretta mhix adattata għal soluzzjonijiet ta 'proteini kkonċentrati ħafna peress li l-waqgħa tal-pressjoni hija għolja b'mod inaċċettabbli f'viskożitajiet akbar. Madankollu, dan l-iskrin tipikament jipprovdi prestazzjoni superjuri tal-fluss.
Skrin C:Skrin oħxon li jintuża għal flussi ta 'prodotti b'viskożità sa 15 cP. L-iskrin C jipprovdi prestazzjoni tajba tal-fluss iżda l-waqgħa tal-pressjoni hija 'l fuq mil-limitu tal-użu meta tiżdied il-viskożità.
Skrin V: Skrin C sospiż. L-iskrin V jagħti tnaqqis fil-pressjoni aktar baxx mill-iskrin C, iżda l-prestazzjoni tal-fluss hija ħafna aktar baxxa meta mqabbla mal-iskrin C.
D screen: Dan l-iskrin ġdid għandu malji aktar oħxon u nisġa mibdula meta mqabbla mal-iskrin C standard. Kienet iddisinjata biex toffri tnaqqis fil-pressjoni aktar baxx mingħajr il-piena kbira tal-prestazzjoni tal-fluss misjuba meta tuża teknoloġija tal-iskrin sospiża.
Ibbażat fuq id-deskrizzjoni ta 'hawn fuq ta' tipi differenti ta 'skrin u informazzjoni disponibbli pubblikament, il-karatteristiċi ta' kanali ta 'skrin differenti jistgħu jinġabru fil-qosor kif ġej:
2. Impatt ta 'Tipi ta' Kanal tal-Iskrin differenti fuq Proċessi UF/DF
Ibbażat fuq id-deskrizzjonijiet ta 'hawn fuq, jista' jiġi raġonevolment dedott li tipi differenti ta 'kanali tal-iskrin jaffettwaw direttament il-prestazzjoni tal-proċess UF/DF:
Dinamika tal-fluwidu u forza ta' qtugħ:
Minħabba li l-istruttura tal-iskrin (malji) tiddetermina l-mudell tal-fluss tal-fluwidu madwar il-wiċċ tal-membrana, kif ukoll il-grad ta 'turbolenza u l-forzi ta' shear li jirriżultaw ġenerati.
Effiċjenza tat-trasferiment tal-massa:
It-tip ta 'skrin jaffettwa l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni u l-kontroll tal-fouling tal-membrana.
Prestazzjoni tal-proċess:
Bħal fluss finali, rata ta' żamma, u kwalità tal-prodott (eż., aggregazzjoni kkaġunata ta' shear-).
(Referenza 2: "Effett tal-kanal-shear indott fuq il-bijoloġiċi waqt id-diafiltrazzjoni tal-ultrafiltrazzjoni (UF/DF), 2016")juri l-impatt tal-forzi shear indotti minn disinji differenti tal-kanali tal-iskrin fuq il-kwalità tal-prodotti bijofarmaċewtiċi bħal antikorpi monoklonali u proteini tal-fużjoni.
F'dan l-istudju, taħt kundizzjonijiet ta 'produzzjoni standardizzati ta' fluss ta 'għalf fiss (300 LMH) u pressjoni transmembrana (1.4 bar), ġew evalwati moduli tal-membrana minn tliet manifatturi-MilliporeSigma, Pall, u NovaSep-, inklużi skrin medju, skrin ta' sospensjoni ħafifa-, u konfigurazzjonijiet ta' -kanal miftuħ. Erba' bijoloġiċi rappreżentattivi, inklużi shear-IgG4 sensittivi, shear-IgG1 tolleranti, u proteini tal-fużjoni, intużaw bħala kampjuni tat-test. Metodi analitiċi bħal testijiet ta 'filtrazzjoni SEC, MFI, DLS, u Vmax ġew applikati biex jevalwaw b'mod sistematiku l-prestazzjoni idrawlika ta' disinji ta 'kanali differenti u l-impatt tagħhom fuq il-kwalità tal-prodott.
Ir-riżultati sperimentali juru li l-istruttura tal-kanal (iskrin) tiddetermina direttament l-intensità tal-shear u l-effiċjenza tat-trasferiment tal-massa. Il-kanal tal-iskrin medju wera l-ogħla koeffiċjent tat-trasferiment tal-massa; madankollu, kemm l-istress shear tal-ħajt kif ukoll l-istress shear totali kienu elevati b'mod sinifikanti. B'kuntrast, il-konfigurazzjoni tal-kanal -miftuħ (mingħajr skrin) ġġenerat l-inqas tensjoni ta 'shear, iżda sofriet minn prestazzjoni ta' trasferiment tal-massa estremament fqira, li teħtieġ ċikli ta 'riċirkolazzjoni eċċessiva u li tirriżulta f'effiċjenza baxxa tal-proċess. Il-kanal tal-iskrin tas-sospensjoni tad-dawl (Pellicon D) wera l-aħjar prestazzjoni ġenerali. Il-koeffiċjent tat-trasferiment tal-massa tiegħu kien biss 22% inqas minn dak tal-iskrin medju, iżda 260% ogħla minn dak tad-disinn tal--kanal miftuħ. Sadanittant, l-istress shear totali tiegħu kien l-aktar baxx fost il-konfigurazzjonijiet kollha, f'1120 Pa biss. F'termini ta 'kwalità tal-prodott, proteini sensittivi shear-pproċessati bl-użu tal-iskrin medju urew żieda ta' 78%–186% fl-aggregati solubbli, flimkien ma 'żieda sinifikanti fil-partiċelli sub-viżibbli. Il-valur Vmax għal filtrazzjoni sterilizzanti ta '0.2 μm kien baxx ħafna, li jindika fouling sever tal-membrana u filtrabilità fqira. B'kuntrast, kampjuni pproċessati bil-kanal tal-iskrin tas-sospensjoni tad-dawl urew biss żieda ta '0%-25% fl-aggregazzjoni, livelli ta' partiċelli mnaqqsa b'mod sinifikanti, u 3-18x titjib fil-prestazzjoni tal-filtrazzjoni. Studji ta' konċentrazzjoni ta' konċentrazzjoni għolja -ikkonfermaw aktar li l-kanal tal-iskrin tas-sospensjoni tad-dawl żamm pressjoni transmembrana stabbli u seta' faċilment jikseb konċentrazzjonijiet 'il fuq minn 200 g/L. B'paragun, il-kanal tal-iskrin medju wera żieda qawwija fil-pressjoni f'konċentrazzjonijiet għoljin, li jagħmilha diffiċli biex jintlaħqu konċentrazzjonijiet fil-mira u jirriżulta fi kwalità tal-prodott degradata.
(Referenza 3: "Imġieba ta 'ultrafiltrazzjoni ta' adeno-vettori virali assoċjati rikombinanti użati fit-terapija tal-ġeni", 2021)qabbel l-impatt tad-disinji tal-kanali tal-iskrin C{-u D- fuq il-proċess UF/DF tal-vettori AAV.
Ir-riżultati wrew li meta ntuża l-iskrin D-, il-pressjoni transmembrana kritika (TMP) kienet aktar baxxa, u l-fluss medju kien imnaqqas b'14%.
Fig. 2C tippreżenta dejta tal-fluss versus TMP bl-użu tal-membrana ta '30 kDa bl-iskrin "D". L-iskrin D jew l-iskrin V ma jkunx adattat għall-ultrafiltrazzjoni ta 'flussi ta' għalf ta 'viskożità baxxa f'dan ix-xogħol. Ix-xogħol tal-passat mill-grupp tagħna uża dawn il-kanali skrinjati għal antikorpi monoklonali ta 'konċentrazzjoni għolja u proteini ta' fużjoni Fc-[13,33]. Għal AAV2 bl-apparat tal-iskrin "D", it-TMP kritiku ntlaħaq f'TMP aktar baxx minn dak bl-apparat tal-iskrin "C" muri fil-Figura . 2A. Konsistenti mal-aspettattivi teoretiċi, il-fluss bl-apparat ta 'skrin "D" kien medja ta' 14% aktar baxx f'rati ta 'fluss ta' għalf ta 'Q=350 L/h/m2 u Q=500 L/h/m2 (p < 0.05) meta mqabbel mal-apparat tal-iskrin "C", iżda ma kien hemm l-ebda differenza bejn l-iskrin "C" (RC2A) u l-iskrin tal-fluss ta 'l-għalf (RC2A) b'rata ta' "QD"B)=120 L/h/m2 (p > 0.05) (Fig. 2Ċ).
ⅡRakkomandazzjonijiet ta' implimentazzjoni:
Għalhekk jista' jiġi konkluż li t-tip ta' skrin huwa fattur kritiku li jaffettwa kemm il-prestazzjoni tal-proċess kif ukoll il-kwalità tal-prodott, u għandu jitqies sew f'mudelli ta' skala-down. Għaldaqstant, bi tweġiba għall-inkjesta, jekk ma jkunx disponibbli kasett tal-membrana tal-iskrin C-identiku, mhux xieraq li sempliċement titwettaq sostituzzjoni diretta bbażata fuq "l-istess daqs tal-pori iżda tip ta' skrin differenti", bħal tibdilha b'cassette tal-membrana tal-iskrin A-.
Is-sostituzzjoni diretta (jiġifieri, bl-użu tal-istess parametri operattivi) ġeneralment mhix rappreżentattiva, speċjalment fil-każijiet li ġejjin:
· Meta l-prodott ikun sensittiv għall-shear-(eż., antikorpi monoklonali, proteini tal-fużjoni, vettori virali).
· Meta tkun meħtieġa tbassir preċiż tal-prestazzjoni tal-proċess ta'-skala kbira, inkluż il-fluss, il-ħin tal-filtrazzjoni, u l-imġieba tal-fouling.
· Meta jsiru studji ta 'karatterizzazzjoni tal-proċess biex jiddefinixxu l-ispazju tad-disinn ta' parametri kritiċi tal-proċess (CPPs), bħall-pressjoni transmembrana (TMP) u l-veloċità tal-fluss inkroċjat.
Imbagħad hemm xi għażliet alternattivi xierqa oħra jew miżuri ta' implimentazzjoni? Wara diskussjoni, it-tim Xingchen jirrakkomanda l-approċċ li ġej:
1. Identifika kasetts tal-membrana alternattivi funzjonalment ekwivalenti
Dan jinvolvi l-identifikazzjoni ta' kasetts tal-membrana ta'-skala żgħira minn fornituri oħra li juru karatteristiċi idrodinamiċi simili, partikolarment imġiba ta' shear.
Huwa rakkomandat li tikkonsulta lill-fornituri tal-cassettes tal-membrana tal-ultrafiltrazzjoni u titlob prodotti fuq skala tal-laboratorju-li huma ddisinjati bbażati fuq prinċipji simili u juru dinamika tal-fluss komparabbli mal-cassette tal-kanal tal-iskrin C-użat fil-produzzjoni.
Parametri ewlenin ta 'cassettes kandidati għandhom jitqabblu mal-cassette ta' l-iskrin C-mira, inkluż l-għoli tal-kanal (jew dijametru idrawliku), struttura ta 'skrin (eż., tip ta' skrin), materjal tal-membrana, u daqs tal-pori, peress li dawn il-fatturi jiddeterminaw il-forzi ta 'shear ġġenerati fil-cassettes ta' ultrafiltrazzjoni.
2.Uża kasett tal-iskrin A-u kkumpensa għad-differenzi idrodinamiċi billi taġġusta l-parametri operattivi
Fit-teorija, il-konfigurazzjoni tal-iskrin A-tipikament ikollha kanal ta' fluss aktar strett mill-iskrin C-, li jista' jirriżulta f'hear stress ogħla. Għalhekk, id-differenza ta 'shear bejn iż-żewġ sistemi taħt l-istess rata ta' fluss ta 'għalf għandha tiġi stmata permezz ta' kalkolu jew simulazzjoni ta 'dinamika tal-fluwidu komputazzjonali (CFD).
Ir-rata tal-fluss tal-għalf (Q) tas-sistema tal-iskrin -skala A-żgħira għandha mbagħad tiġi aġġustata sabiex il-hear stress iġġenerat fil-wiċċ tal-membrana jaqbel mal-hear stress prodott mis-sistema tal-iskrin C-skala kbira C- taħt il-kundizzjonijiet tal-fluss operattiv fil-mira.
Taħt il-kundizzjonijiet ta' shear aġġustati, wettaq esperimenti fuq-skala żgħira biex tkejjel indikaturi ewlenin tal-prestazzjoni bħall-fluss u r-rata ta' żamma. Dawn ir-riżultati għandhom imbagħad jitqabblu ma' dejta storika jew dejta sperimentali parallela mis-sistema ta'-skala kbira C-screen biex tiġi vvalidata l-kapaċità ta' tbassir tagħha.
3.Ffoka fuq aspetti speċifiċi u tistabbilixxi mudell ta' skala ta' rappreżentattività mnaqqsa-'l isfel
Jekk il-fokus tal-karatterizzazzjoni tal-proċess mhuwiex fuq prodotti sensittivi ta' shear-, jew jekk l-għan primarju huwa li jiġu evalwati l-karatteristiċi ta 'żamma tal-membrana aktar milli l-idrodinamika, allura l-impatt tad-differenzi tal-iskrin jista' jkun relattivament minuri.
Għalhekk, huwa meħtieġ li turi li, fl-ambitu tal-istudju tiegħek, it-tip ta 'skrin mhuwiex sors kritiku ta' varjabbiltà. Pereżempju, jekk l-għan ewlieni huwa li jiġi investigat l-effett tal-qtugħ tal-piż molekulari tal-membrana-off (MWCO) fuq iż-żamma ta' proteina fil-mira, u l-proċess jopera taħt kundizzjonijiet ta'-shear baxx, allura l-użu ta' skrin A-għall-iskrinjar preliminari jista' jkun aċċettabbli.
Madankollu, għandu jiġi rikonoxxut li kwalunkwe studju sussegwenti li jinvolvi fluss, fouling, ħin ta 'konċentrazzjoni, jew aggregazzjoni tal-prodott jistgħu jkunu preġudikati minħabba differenzi fit-tip ta' skrin.
