استراتژی های مقیاس سازی فرآیندهای فرهنگ سلولی از آزمایشگاه تا تولید تجاری

در هر مرحله، ویژگی های کیفیت بحرانی (CQAs) و پارامترهای فرآیند برای اطمینان از سازگاری محصول ارزیابی می شوند.

۲- حفظ پارامترهای فرایند بحرانی (CPPs) از طریق کنترل پیشرفته

مقیاس-up نیاز به نگه داشتن CPPs ثابت برای اطمینان از عملکرد فرهنگ سلول معادل آن دارد. پارامترهای کلیدی شامل pH، دما، اکسیژن حل شده (DO)، و نرخ آشفتگی است.با این حال، مقیاس مستقیم پارامتر همیشه ممکن نیست - به عنوان مثال، آشفتگی باید با استفاده از قدرت ثابت در هر حجم (P / V) و یا سرعت برای حفظ مخلوط کردن معادل در حالی که او کنترل سنسور های پیشرفته و سیستم های کنترل بازخورد، همراه با فرآیند نظارت تحلیلی (TPA زمان)

گزارشگر: حفظ کار در 40-60٪ اشباع هوا معمول برای بسیاری از خطوط سلول پستاندار است، اما نقطه تعیین شده باید با آزمایش های اولیه نشان دادن تقاضای متابولیک بسیار بالا، می تواند گونه های اکسیژن واکنشی تولید کند؛ همچنین فسفر اکسیداتیو کم است.[۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۴][۴][۳][۳][۴][۵]

سیستم عامل های اتوماسیون با سیستم های کنترل نظارتی و خرید داده (SCADA) به استاندارد سازی عملیات در سراسر مقیاس کمک می کنند.

مدل سازی فرایند و شبیه سازی: کاهش زمان و هزینه

مدل های ریاضی - از ابتدا به روش های مبتنی بر داده - پیش بینی اجازه رفتار سلول در مقیاس های بزرگتر.به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل شار متابولیک (MFA) می تواند تنگناها را در استفاده از مواد مغذی شناسایی کند، در حالی که شبیه سازی های CFD زمان مخلوط، میدان های هلیوم و نرخ انتقال توده را پیش بینی می کنند.

پیشرفت های اخیر در دوقلوهای دیجیتال - تکرارهای مجازی از فرآیندهای زیستی فیزیکی - شبیه سازی و کنترل پیش بینی زمان واقعی قابل توجه است. برخی شرکت ها اکنون از یادگیری ماشین برای ارتباط پارامترهای مقیاس سازی با تیتر محصول نهایی و کیفیت، سرعت انتقال فرآیند استفاده می کنند.

انتخاب استراتژی مقیاس: شباهت جغرافیایی در مقابل تجزیه و تحلیل رژیم

دو رویکرد اصلی مقیاس پذیری وجود دارد:

• شباهت هندسی: حفظ نسبت قطر مسری به شناور (D / T)، ارتفاع مایع به قطر (H / T) و دیگر ابعاد ثابت است که این ساده اما اغلب شکست می خورد زیرا تغییرات در kLa و انتقال گرما را نادیده می گیرد.
• تجزیه و تحلیل رژیم: مطابقت با رژیم غالب فیزیکی یا بیولوژیکی (به عنوان مثال، ثابت kLa، قدرت ثابت در هر جلد، زمان مخلوط ثابت) بر اساس که کدام عامل بیشتر عملکرد را محدود می کند.

رویکرد محتاطانه استفاده از تجزیه و تحلیل رژیم برای شناسایی تنگنا و سپس مقیاس با حفظ پارامتر مربوطه است.برای اکثر فرهنگ های سلولی پستاندار، ثابت kLa یک گزینه قابل اعتماد است.

بهینه سازی رسانه ها و خوراک برای مقیاس بزرگ

ترکیب رسانه ها و استراتژی های تغذیه که در مقیاس کوچک کار می کنند ممکن است به طور مستقیم ترجمه نکنند.در مقیاس های بزرگ، فیدهای متمرکز اغلب برای کاهش حجم مایعات مورد نیاز هستند و ثبات مواد مغذی در طول مدت زمان تزریق طولانی باید تأیید شود. گلوکز با غلظت بالا یا گلوتامین می تواند باعث افزایش osmolality شود، بنابراین طراحی دقیق ضروری است.

تضمین کیفیت و سازگاری تنظیم کننده در طول مقیاس

آژانس های نظارتی، از جمله FDA و EMA، نیاز به این دارند که فرآیند مقیاس سازی، مشخصات مشابهی را با فرآیند اصلی تولید می کند.این از طریق یک چارچوب قدرتمند کیفیت به طراحی (QbD) به دست می آید.

پروتکل های معتبر و مقایسه

پس از مقیاس، یک تمرین مقایسه ای باید نشان دهد که محصول از مقیاس بزرگتر دارای خواص شیمیایی و بیولوژیکی معادل است.این شامل تجزیه و تحلیل تغییرات پس از انتقال، تجمع، قدرت و پروفیل های ناتوانی است.

روش های خوب تولید (GMP)

انتقال از آزمایشگاه به مقیاس تجاری نیاز به انطباق کامل GMP، از جمله اعتبار تجهیزات، روش های تمیز کردن و کنترل های زیست محیطی حیاتی است: همه انحراف، کنترل تغییر و رکوردهای دسته ای باید حفظ شود.

ارزیابی ریسک و حالت شکست

انجام ارزیابی ریسک رسمی (به عنوان مثال، حالت شکست و تجزیه و تحلیل اثرات، FMEA) برای شناسایی شکست های بالقوه مقیاس بالا، خطرات رایج شامل مخلوط شدن ناکافی، فوم، آلودگی زیستیburden و حرکت سنسور است.

روندهای آینده در مقیاس فرهنگ سلولی

این صنعت در حال حرکت به سمت روش های انعطاف پذیر تر، داده محور است. [۵] مینیbioreactors (۱۵-۱۰۰ mL) مجهز به نمونه برداری خودکار و تجزیه و تحلیل می تواند مجموعه داده های بزرگ برای ساخت مدل تولید کند. فرهنگ های Perfusion، که اجازه می دهد تبادل رسانه های مداوم، به دست آوردن کشش برای محصولات ناپایدار یا فرهنگ های با تراکم بالا، هر چند با پیچیدگی اضافه شده در مقیاس مجازی استفاده از استاندارد [F1:

دستورالعمل تنظیم مقررات همچنان در حال تکامل است.ICH Q8، Q9 و Q10 دستورالعمل های ارائه یک چارچوب برای کیفیت با طراحی و مدیریت ریسک، که به طور مستقیم برای مقیاس شرکت ها اعمال می شود باید در FDA هدایت اعتبار فرایند و EMA GMP].