近十年,生物技術(shù)的快速發(fā)展意味著如今能夠生產(chǎn)出治療一系列疾病的藥物和疫苗亦非難事。生物技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程勢(shì)必也對(duì)生物制品生產(chǎn)加工工藝產(chǎn)生了一定的影響,比如不斷提高生產(chǎn)效率,加強(qiáng)藥品質(zhì)量的可靠性,又或是如單克隆抗體(MAbs)或疫苗以及血液制品的穩(wěn)定生產(chǎn)。在生物制品特別是重組藥物工藝中,用于CHO細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞系特定培養(yǎng)基如今依然是代表著最先進(jìn)的技術(shù)水平,同樣顯而易見的是細(xì)胞培養(yǎng)方面,產(chǎn)品表達(dá)量可高達(dá)5g/L,細(xì)胞密度達(dá)到10-20X106cell/mL。
這么多技術(shù)的快速發(fā)展同時(shí)也為整個(gè)生物制藥過程中各個(gè)工藝技術(shù)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn),如培養(yǎng)基市場(chǎng)的發(fā)展或者以及其滅菌方式的挑戰(zhàn)。培養(yǎng)基的滅菌方法主要有兩種,高壓除菌及0.2um微孔濾膜過濾除菌。與過濾相比,高壓滅菌的工作強(qiáng)度小,成本較低,但易造成營(yíng)養(yǎng)成分的流失,因此在工業(yè)培養(yǎng)基過濾領(lǐng)域,采用除菌過濾的方式進(jìn)行培養(yǎng)基滅菌已成為市場(chǎng)主流的趨勢(shì),在很多專業(yè)技術(shù)人士看來(lái),隨著幾十年過濾技術(shù)的發(fā)展,培養(yǎng)基過濾已然是一件很簡(jiǎn)單的事情,但事實(shí)又是怎樣呢?是否真的如大多數(shù)人想象的那么簡(jiǎn)單呢?其實(shí)并不然,F(xiàn)如今,“一款過濾器滿足所有應(yīng)用”的方法也僅僅在小部分工藝范圍內(nèi)有效。正是鑒于這個(gè)原因,膜式過濾器的新生代產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,應(yīng)用于生物制藥產(chǎn)品與細(xì)胞培養(yǎng)基的無(wú)菌過濾,或是預(yù)過濾及細(xì)菌降低方面,以可靠確保高效率的生產(chǎn)工藝。
在重組生物技術(shù)制造藥品過程中,用于細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中均包含了高熱敏性的成分,如蛋白質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)素、維生素、酶和多肽等多種成分。這些培養(yǎng)基均是無(wú)法通過高溫滅菌,只可采用除菌過濾的形式進(jìn)行除菌。隨著上世紀(jì)90年代末聚醚砜(PES)膜式過濾器濾芯的引進(jìn),聚醚砜已然成為生物制藥生產(chǎn)中除菌過濾膜材的優(yōu)先選擇,就在那時(shí),我們研制并推出了全球知名的Sartopore® 2除菌過濾器濾芯。
但是,基于培養(yǎng)基成分的差異以及特性,“一款過濾器滿足所有培養(yǎng)基除菌過濾應(yīng)用”的策略也已經(jīng)滿足不了廣大用戶的需求,為此,我們從PES膜材以及過濾器設(shè)計(jì)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行有效的分類,并對(duì)開發(fā)不來(lái)的不同設(shè)計(jì)的過濾器在培養(yǎng)基過濾上的截留性能做了系統(tǒng)的比對(duì)研究。從細(xì)胞培養(yǎng)基的成分分析角度出發(fā),大致也可以分為以下三類(如下表),組成成分的不同意味著化學(xué)及物理特性方面具有豐富的多樣性,對(duì)過濾性能自然也產(chǎn)生了極大的影響。
正是由于此原因,我們致力于數(shù)十年過濾技術(shù)研究以及過濾器設(shè)計(jì)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開發(fā)研制了Sartopore® 2 XLG和Sartopore® 2 XLI,這兩款新型的除菌過濾器可應(yīng)用于傳統(tǒng)培養(yǎng)基以及新型無(wú)血清或化學(xué)限定培養(yǎng)基的更加經(jīng)濟(jì)可靠的除菌過濾。
Sartopore® 2 XLG —復(fù)雜組分的培養(yǎng)基除菌過濾具有最長(zhǎng)的使用壽命
在過濾測(cè)試中采用無(wú)血清(a)和含大豆(b)的細(xì)胞培養(yǎng)基,測(cè)試結(jié)果顯示具有0.8µm+ 0.2µm的膜組合的Sartopore® 2 XLG過濾器與PES除菌過濾器濾芯相比,明顯具有更長(zhǎng)的使用壽命(參見圖1和圖2)。
圖1:不同的PES除菌過濾器使用壽命的比較,過濾細(xì)胞培養(yǎng)基EX-CELL® 325 PF CHO,進(jìn)口壓力1 bar,無(wú)預(yù)過濾。
圖2:不同的PES除菌過濾器使用壽命的比較,過濾某用戶特定的無(wú)血清細(xì)胞培養(yǎng)基(含大豆),進(jìn)口壓力1 bar,無(wú)預(yù)過濾。
通過傳統(tǒng)的PES除菌過濾器與Sartopore® 2 XLG使用壽命的比較,清楚地顯示了專為復(fù)雜成分細(xì)胞培養(yǎng)基的過濾而開發(fā)的XLG過濾器,可顯著確保更優(yōu)異的過濾性能以及更長(zhǎng)的使用壽命。Sartopore® 2 XLG除菌過濾器無(wú)疑是現(xiàn)今復(fù)雜成分細(xì)胞培養(yǎng)基的可靠、經(jīng)濟(jì)、高效過濾的最佳選擇。
Sartopore® 2 XLI——化學(xué)限定的細(xì)胞培養(yǎng)基的高效除菌過濾
新一代的化學(xué)限定培養(yǎng)基在MAbs和疫苗生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,同時(shí)亦變得日益重要,由于其不含蛋白并且完全不含動(dòng)物來(lái)源的組分,不會(huì)存在病原性污染的風(fēng)險(xiǎn)。與復(fù)雜的含蛋白胨的細(xì)胞培養(yǎng)基相比,采用0.35µm+0.2µm的膜組合對(duì)化學(xué)限定的細(xì)胞培養(yǎng)基進(jìn)行過濾可獲得更長(zhǎng)的使用壽命。在本研究中我們也發(fā)現(xiàn), 0.35µm PES預(yù)過濾膜為0.2µm終端過濾膜提供了更為顯著而有效的保護(hù)效果,成功開發(fā)除了0.35µm+0.2µm的PES膜組合的Sartopore® 2 XLI系列,專用于化學(xué)限定的細(xì)胞培養(yǎng)基高效過濾。如圖3顯示所示,當(dāng)采用市場(chǎng)上在售的化學(xué)限定細(xì)胞培養(yǎng)基進(jìn)行過濾時(shí),Sartopore® 2 XLI與傳統(tǒng)除菌過濾器相比,在使用壽命方面則更具優(yōu)勢(shì)。
圖3:不同的PES除菌過濾器使用壽命的比較,過濾化學(xué)限定細(xì)胞培養(yǎng)基,進(jìn)口壓力1 bar,無(wú)預(yù)過濾
通過傳統(tǒng)的PES除菌過濾器與Sartopore® 2 XLI使用壽命的比較,清楚地顯示了專為化學(xué)限定細(xì)胞培養(yǎng)基的過濾而開發(fā)的XLI過濾器,可顯著確保更優(yōu)異的過濾性能以及更長(zhǎng)的使用壽命,再次證實(shí)了Sartopore® 2 XLI是過濾化學(xué)限定細(xì)胞培養(yǎng)基的最佳選擇。
自從1923年德國(guó)研究人員Seitz開發(fā)了用于濾除藥品中的細(xì)菌和熱原的EK級(jí)濾板(石棉+纖維素)開始,到1925年Richard Zsigmondy發(fā)明膜過濾器獲得諾貝爾獎(jiǎng),直至賽多利斯公司研制出第一張0.45µm絕對(duì)過濾精度的乙酸乙酯微孔過濾膜以來(lái),膜過濾分離技術(shù)孕育而生并應(yīng)用到藥品工業(yè)化生產(chǎn)中去。近數(shù)十年來(lái),除菌過濾膜技術(shù)一直在不斷地演化和發(fā)展,到現(xiàn)如今,針對(duì)特殊過濾應(yīng)用而開發(fā)的膜式除菌過濾器Sartopore® 2 XLG/XLI,一切都是膜過濾技術(shù)發(fā)展的最好見證。
二十一世紀(jì),生物工藝生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新以及新藥和診斷試劑的持續(xù)開發(fā)都將意味著過濾應(yīng)用正面臨著一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。賽多利斯斯作為這一領(lǐng)域的技術(shù)佼佼者,也正積極面對(duì)并勇于迎接新一輪的挑戰(zhàn)。立足于經(jīng)典的膜過濾技術(shù),采用創(chuàng)新的預(yù)過濾層設(shè)計(jì),在過濾器開發(fā)過程中,充分考慮特定料液的特性,從中找尋出共性,針對(duì)其特定的理化性質(zhì)開發(fā)出更符合市場(chǎng)需求的、性能卓越的過濾器系列產(chǎn)品,如Sartopore® 2 XLG & XLI,它們不僅展示了膜過濾技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展,同時(shí)代表了生物制藥生產(chǎn)工藝過程中過濾應(yīng)用方面最高的效率和性能,同時(shí)具備了更優(yōu)勢(shì)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。