无菌液体转移细胞治疗用途的无菌连接器的生产价值

介绍

细胞疗法是一种先进的治疗,利用活细胞治疗疾病(允许et al ., 2018)。细胞疗法产品的生产过程是一个排列的几个步骤,包括但不限于收购活细胞作为起始物料,扩张,修改,体积减少,净化、配方,填补并完成,存储和运输。这些步骤更多的挑战比传统生物药剂学的制造业由于更大的活细胞的敏感性,没有终端产品灭菌,增加了复杂性特征的细胞作为最终产品,在起始原料和更大的可变性(美国食品和药物管理局,2004年;Lipsitz et al ., 2016;克拉克和泰勒,2019年)。

细胞疗法可以分为同种异体或自体的细胞疗法与每个不同的生产模式。在同种异体细胞疗法,起始物料从捐赠者获得细胞不是病人。生产过程是针对扩大模型类似于用于生物药剂学、和预期产生生产批量大小的200 - 2000 L (Pigeau et al ., 2018)。在这个模型中,细胞培养体积大生物药剂学和制造工具可以采用。相比之下,对于自体的细胞疗法,起始物料从病人和最终获得细胞疗法产品管理回到相同的病人。这个特定的产品的生产使用一个扩展模型与小细胞文化卷不到几升的产品(Bartel et al ., 2013)。使用同种异体或自体的细胞疗法的选择取决于几个因素,如为同种异体疗法graft-vs-host疾病的风险更高(Zeiser耀变体,2018自体疗法)和可变性在起始物料(Bioprocessintl 2018)。目前,八的九fda批准的细胞疗法是自体(食品及药物管理局,2021)。

与自体的细胞疗法制造业、实现所需数量的细胞治疗剂量可能需要更长时间文化时期由于低初始体积和潜在的低质量的材料(Lamontagne Fesnak, 2020)。与更长的文化时期,无菌液体转移步骤占用很大一部分文化的协议。这些流体传输包括添加新的媒体或细胞因子,清除废料,提取样本行或离线分析。所有流体传输步骤必须仔细和无菌保持无菌生产过程和产品。任何污染可能导致终止的制造过程和失败的产品导致治疗失败的患者(实施电击et al ., 2012)。当前细胞疗法的发展制造技术转向制造业在封闭的系统中通过无菌液体转移(Parsad 2020;撒母耳,2021)。

当前解决方案无菌液体转移细胞疗法制造业

与封闭的细胞疗法的制造,体积小无菌液体转移在不同文化的船只通常利用一次性无菌连接器和管焊接。这些设备都是基于不同的工作机制和不同程度的环境控制是必需的。不过,既保留了不育在封闭的容器中之前,期间和之后的转移。这些无菌液体传输设备通常用于油管内径与1/8”。

尽管swabbable针头阀门可以在清洁的环境中使用,他们通常只用于样本提取和阀门不是无菌的补充部分。因此,他们不在本文的范围之内。

管焊机

简而言之,一个管焊机连接两个油管通过削减和融合将结束,以便船舶连接油管之间的流体流动。无菌液体转移后,两艘船被密封油管上游的断开连接的焊接和切割焊接用剪刀。图1说明了管焊机的使用来创建一个无菌连接。

两个油管切割heat-sterilized金属刀片。金属叶片被加热杀菌处理高达400°C,同时用于切割油管。切结束然后转移,直到他们是一致的。接下来,叶片被移除和削减结束推向对方,允许融合,形成一个不漏焊。叶片是处理后焊接在焊接,防止交叉污染。

焊管已被用于在血库血液处理超过十年之久。有血包集合管预配置专门为常见血液处理协议减少了焊管的需要。管密封袋使用断开连接。如果需要添加包歧管时,焊管用于连接(2008年,西恩)。然而,这种方法应用到细胞疗法有局限性制造业,特别是血液转移参与处理的数量远远少于在细胞疗法制造业。

首先,尽管执行焊管直接在油管上,不需要额外的配件,还有一些设置文化来使用这种方法时要考虑的事项的无菌液体转移。每一次焊接,油管的长度减少;因此,规划是需要确保有足够的油管长度所需焊接的总数在文化的过程。此外,随着焊管依靠融化和融合油管,它只能焊接油管由热塑性材料。油管焊接必须是相同的尺寸和材料,确保杜绝了焊缝。

除了这些考虑,焊管与高资本成本和开销成本管焊接验证细胞制造是昂贵的,需要定期校准和维护。他们通常部署在洁净室环境接触颗粒和污染物降到最低。减少人为错误的风险,运营商需要参加特定的训练之前允许操作管焊机。

一次性无菌连接器

一次性无菌连接器配件连接管的末端,与另一齿轮啮合补充一次性无菌连接器创建一个无菌液体通路。一旦建立连接和流体传输完成后,精疲力竭的一次性无菌连接器被管封口机密封连接器的上游。图1插图的使用一次性无菌连接器。

一般来说,每个连接器有一个无菌屏障使容器中的内容是附加到封闭的外部环境。这个无菌屏障破了在参与其免费连接器允许流体传输。有几种类型的无菌壁垒这些连接器的设计。例如,AseptiQuik无菌连接器(冷产品公司、锰、美国)和Kleenpak无菌连接器(美国笼罩在公司,纽约)利用膜创建无菌屏障。连接后,无菌膜不可逆地删除建立无菌液体通路之间的连接器。猞猁s2无菌连接器(默克公司,达姆施塔特,德国)作用于一个类似的机制,但在严格的无菌屏障。这些连接器可以用于在各种过程,如一次性使用连接无菌容器或整合到更复杂的流体歧管总成路由。故障安全功能设计到连接器和转向无性的连接器减少人为错误的风险,需要操作员的培训。

使用一次性无菌连接器的一个关键优势是能够连接油管不同的材料和尺寸。一般来说,公司开发连接器提供一套连接器,可以容纳各种油管尺寸相互兼容。这允许将无菌连接在连接器连接到不同大小的油管。

与一次性无菌连接器、流程与多个无菌转移需要笨重的歧管与广泛的分支机构举行预设数量的连接器满足无菌转移需要的数量。自体的细胞疗法制造、无菌转移的数量可以高,管道可能会变得难以管理许多连接器。这限制了灵活性在修改文化协议在生产过程中,需要精心的策划,以确保有足够的连接器执行协议和满足突发事件。大量繁殖也昂贵的制造,并可能导致浪费如果少了连接是利用。

管封口机和管夹

管焊工和一次性无菌连接器、无菌液体转移后,船舶使用管封口机或油管夹断开。管封口机有两个加热金属组件集合来压缩和永久保险丝管腔,形成密封。然后穿过油管密封部分断开血管不必牺牲自己的不育。管密封包括融化和融合油管,它只能密封热塑性塑料管材。油管的其他材料可以使用油管剪辑创建密封。

其他无菌连接器(大量无菌转移)

目前还有其他无菌连接器用于biotherapeutics如猞猁CDR无菌连接器(默克公司,达姆施塔特,德国)。猞猁CDR使至多6倍的无菌连接、断开连接和重新连接。这种能力重新连接方便,因为它减少了设计管路或焊接的需要网站来满足生产过程中所有可能的场景。然而,它是专为大量转移通过油管内径至少3/8”。目的应用生物技术,扩大生产涉及大量罕见的无菌液体转移。为自体的细胞疗法是重新设计制造,需要大幅小型化,这可能是一个挑战。

新的无菌液体传输设备:多次无菌连接器

我们发现了一个市场空隙小说体积小无菌液体转运装置自体的细胞疗法制造业具有独特的特性,称为它的用途的无菌连接器。所需的功能用途的无菌连接器和比较的一次性无菌连接器和焊管列表表1。类似于猞猁CDR,应该启用多个无菌连接,断开连接,再次在不影响血管的不育。此外,满足自体的细胞疗法的制造业,这用途的无菌连接器必须为无菌转移设计的小卷从几十到几百毫升。

用途的无菌连接器将提供相同的和更多的优势作为细胞疗法的一次性无菌连接器制造。首先,它们使无菌转移液体在管的材料和尺寸。其次,他们被设计为易于使用和减少人为错误通过故障安全特性,比如不对称交配特性来确保只有一个连接它们的方法。许多一次性无菌连接器是无性的连接器,消除处理错误和简化歧管的设计。

此外,用途的无菌连接器将有利于不止一个无菌转移一个连接器。用途的无菌连接器功能取代一次性无菌连接器之一从而消除需要复杂和笨重的导管。这是自体的细胞疗法特别相关制造业涉及长文化时期与多个体积小无菌液体转移。可以实现的简单和较小的集合管用途的无菌连接器将占据更少的空间,并使更多的文化运行在相同的设施。图1说明使用用途的无菌连接器。

因此,用途的无菌连接器将增加系统灵活性通过允许用户执行额外的无菌转移等纠正措施的一个额外的媒体充值无需修改现有的设置。与自体的细胞疗法制造、起始物料的质量高度变化和协议可能会改变以应对意想不到的增长率等培养条件。有选择做额外的不可预见的无菌转移就不需要过度工程化初始歧管有一次性无菌连接器或油管的长度更长。设计过度繁殖需要更多的组件,因此更昂贵的组装、冲销和运输。他们也有一个更大的足迹和占用昂贵的面积都部署在制造工厂和存储。在过程开发,灵活性使额外的无菌转移可能缩短过程开发时间通过启用协议甚至同一文化内运行的变化。

用途的无菌连接器的价值

为了说明用途的无菌连接器的价值,无菌液体传输的三种不同的方法被用于建立生产协议,并比较和讨论在生产效率方面。两个独立发表当前良好生产规范(cGMP)制造用于细胞疗法临床试验涉及常规流体传输的协议(协议1:NCT01807468和协议2:NCT00990717)被用于这个值分析。选择这些协议由于其利用封闭的文化体系适应文化袋等无菌转移技术。

协议1描述了主要的制造业NK细胞在两种不同文化袋、a - 350 - n (NIPRO、大阪、日本)和a - 1000 - nl (NIPRO,大阪,日本)。细胞被播种到- 350 n袋和培养7天,之后媒体突破到文化和整个细胞培养被转移到一个- 1000 nl袋。这些细胞被维护和美联储新媒体每2天直到文化达到21天。使用无菌液体转移的三种不同的方法在本协议所示图2。

协议2描述了制造业nk - 92细胞的1.6 l VueLife文化袋(圣戈班细胞疗法,马里兰州,美国)。细胞被播种到包和维护与常规媒体充值步骤每3天21天。使用无菌液体转移的三种不同的方法在本协议所示图3。

总的来说,这两个协议涉及最多七流体输入步骤每袋文化扩张的过程。一次性使用无菌连接器需要足够数量的歧管连接器来容纳几个媒体充值步骤。而插图代表每个连接器作为一个相对较小的设备,每个连接器宽约5厘米,大约10厘米的油管之间的连接器。因此,每一次额外的管汇上的连接器,庞大的歧管将迅速增加。协议1和2需要七一次性连接器的至少一个文化袋,大约70厘米的油管或350厘米²流形空间(根据安排和组织)是必要的。这是一次性的说明了扩展网络连接器图2和图3。此外,备用连接器可能需要满足突发事件,从而进一步增加多方面的大小。

类似必须考虑油管的长度,当管焊机是焊接之前必须做一些距离焊缝,以避免影响焊缝的完整性。这两种方法的结果在一个笨重的附件文化袋。然而,在多次的情况下无菌连接器,廖不变不管媒体充值步骤的数目,这可能会导致在生产设施的潜在节省空间。

流体传输的数量的差异- 350 n(流体在两个步骤)和a - 1000 - nl(七流体输入步骤)在协议1也带来了关注与定制文化包相关的成本为每一个协议。文化与一次性无菌袋连接器需要定制的多方面的具体协议而文化袋兼容管焊机需要袋足够长的油管长度。相比之下,文化的简单性和灵活性与用途的无菌袋连接器显而易见的设置不变不管转移所需的数量。文化的简单性和用途的无菌袋连接器也会减少人为错误的风险,因为每个处理步骤将是相同的。

挑战越来越多用途的无菌连接器

自体的细胞疗法在开发系统制造,我们经历过的挑战与一次性无菌连接器和意识到的潜在好处多次无菌连接器。因此,我们开发了一种用途的无菌连接器(专利申请中)和创建原型进行测试和演示。短暂,原型设计作为一个无性的连接器直径70毫米和95毫米的长度。它是为了被用于油管支持小体积的1/8英寸内径无菌液体转移。这个连接器是在海报(吴和李,2021年)和多收的利息从最终用户开发新细胞疗法。

尽管立即从最终用户利益相关这连接器减少加工时间和精力,开发这个连接器是一个缓慢的过程。第一个困难是在设计机制,使重建后的无菌屏障无菌连接。的机制还必须适应规模相当小的连接器,使设计复杂的小部件。因此,这个连接器的制造将是复杂和昂贵的为了实现复杂的三维特性和严格的公差。目前,我们正在寻求制造伙伴productise连接器。

结论

无菌液体转移之间的血管细胞疗法是一种常见的一步制造业,尤其是在自体的细胞疗法制造业。尽管一次性无菌连接器和管焊接在技术上能够执行无菌液体转移,他们浪费的材料,庞大的细胞培养系统,培训和资本成本。给您带来的不便和额外成本更明显的协议与多个无菌液体转移步骤。这里描述新用途的无菌连接器实现未满足需要的无菌连接器可以连接,断开,经常多次转移液体的小卷。这种技术尤其有利于自体的细胞疗法制造业通过减少碳足迹,文化系统的复杂性和成本。

作者的贡献

所有作者的写作的手稿。此外,SC的贡献图1- - - - - -3和YYW JSZL贡献表1。

资金

这项工作得到了机构的科学技术和研究(* *),新加坡。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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