Hvordan kan en effektiv produktionsproces med kontinuerligt flow anvendes i biofarmaceutiske produkter?

Forskning og udvikling i dannelse af lægemiddelkrystaller

I øjeblikket vokser den biofarmaceutiske industri hurtigt, især med stigningen i upstream-ekspression og opskalering. Konventionel batch-produktion er af begrænset effektivitet, mens kontinuerlig flow-produktion viser lovende anvendelser med hensyn til øget kapacitet, omkostningsreduktion og tidsreduktion.

Baggrund

Kinas biofarmaceutiske industri er lige startet, og kinesiske lægemiddelvirksomheder har et stort forspring i forhold til udenlandske biofarmaceutiske giganter, både når det gælder teknologiniveau, produktionsskala og effektivitet. Hvis de stadig følger batchproduktionsmetoden for udenlandske originalpræparater, vil de ikke have nogen fordel i produktionsomkostningerne og vil være i en ufordelagtig position i udbuddet af båndindkøb. For at vinde i den hårde konkurrence skal kinesiske biofarmaceutiske virksomheder derfor have en bedre produktionsproces, højere produktionseffektivitet og lavere produktionsomkostninger end de oprindelige lægemiddelproducenter. Anvendelsen af kontinuerlig produktionsteknologi vil være et gennembrud for kinesiske biofarmaceutiske virksomheder for at opnå en konkurrencemæssig fordel. Kontinuerlig produktionsteknologi er lige startet, og indenlandske og udenlandske virksomheder er stort set på samme startlinje. Hvis kinesiske biosimilære virksomheder kan gribe muligheden for at prioritere udviklingen og brugen af kontinuerlig produktionsteknologi, vil de være i stand til at drage fordel af den sene komforts fordel ved at forbedre produktionseffektiviteten og sænke produktionsomkostningerne.

Traditionel produktion af biologiske lægemidler bruger en batchproduktionsproces, som kræver en række intervaller af produktionstrin. Hvert intervalltrin i hele processen vil medføre en reduktion og forsinkelse i produktionseffektiviteten og øge sandsynligheden for produktfejl og driftsfejl. Kontinuerlig produktion af farmaceutisk teknologi er en ny teknologi, der stadig står over for mange lovgivningsmæssige spørgsmål og teknologiske udfordringer, men overlegenheden ved kontinuerlig produktion er indlysende og en generel tendens i udviklingen af biofarmaceutiske processer, som kan forbedre produktionsprocessens robusthed og pålidelighed, reducere udgifterne til produktion og anlægsaktiver, reducere anlægstiden og reducere den tid, der kræves til produktskift i produktionen.

I den efterfølgende produktionsproces sker implementeringen af kontinuerligt flow hovedsageligt ved brug af kontinuerlig flowkromatografi, onlinetestning og andre teknologier til at integrere flere procesenheder (figur 1), hvilket kan forbedre produktionseffektiviteten og anlægsudnyttelsen, samtidig med at mellemlagring, ventetid mellem trin og omfanget af instrumentering og tilsvarende input reduceres for at nå målet om at forkorte cyklustiden og sænke produktionsomkostningerne. Målet er at forkorte produktionscyklussen og reducere produktionsomkostningerne.

Casestudie

Hvad angår downstream-rensningsprocessen, består den hovedsageligt af følgende: Det første trin involverer indfangning af antistoffet med Protein A-affinitetsmedier; det andet trin bruger kationkromatografi som en mellemliggende rensning til at fjerne antistofpolymerer, HCP, DNA osv.; og det tredje trin bruger anionkromatografimedier til fint at adskille resterende DNA, HCP, Protein A, endotoksin osv. for at opnå formålet med rensning (figur 2). Det tredje trin er den fine adskillelse af resterende DNA, HCP, protein A, endotoksin og andre urenheder ved hjælp af anionkromatografimedium for at opnå rensning (figur 2).

Hovedformålet med downstream-rensningsprocessen er at øge produktets renhed og udbytte gennem separation og rensning og at garantere produktets kvalitet og stabilitet. Kontinuerlig produktion kræver sammenkobling af alle trin, så produktionsprocessen kan blive meget integreret og automatiseret, og for at sikre produktstabilitet og -konsistens osv. (figur 3).

Den kontinuerlige flowproces kan forbedre fyldstofudnyttelsen, reducere procestiden og øge kapaciteten (figur 4). Anvendelsen af den kontinuerlige flowproces vil blive beskrevet i flere casestudier nedenfor.