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一次性使用系統中的微粒污染水平
介紹
一次性系統(SUS)在制藥和生物制藥行業的使用繼續增長。隨著SUS產品的使用越來越多,對一次性組件的純度問題及其對高價值最 終產品的生物制造,儲存和運輸的潛在影響給予了更多的關注。Aramus™一次性凍存袋組件由單層、高等級、gamma穩定的含氟聚合物制成,可提供高純度、極低的可萃取和可浸出(E&I)特性,出色的化學相容性以及提高關鍵工藝流體和最 終產品的安全性。并且在通過ISO標準的5級潔凈室制造,進行嚴格質量控制(QC),采用AccusSizer液體顆粒計數器進行污染顆粒檢測。
關注顆粒物含量的原因1
? 可能引起微小血管阻塞給患者帶來風險
? 干擾細胞生長
? 藥品質量、毒性和安全性
? 干擾加工
出于這些原因,凍存袋的制造采用最高的清潔度工藝,并進行了微粒污染測試。由于Entegris同時生產用聚酰胺含氟聚合物凍存袋組件和于質量控制測試的AccuSizer液體顆粒計數器,因此,通過嚴格的污染顆粒檢測和質量把控,可以最大限度地減少一次性組件系統顆粒污染。Aramus凍存袋的亞可見顆粒測試基于USP<788>標準2,并在其他Entegris應用說明中有詳細記錄3,4。這些測試的重點是在于USP<788>標準規定值,即大于等于10µm的微粒含量小于25顆/mL,大于等于25µm的微粒含量小于3顆/mL。所有測試的凍存袋符合USP<788>標準。
mRNA包裹脂質納米粒的吸附研究
Entegris 與 Precision Nanosystems Inc.(PNI)5合作使用 lipid nanoparticles(LNPs)進行了一項mRNA包封研究,以比較Aramus氟聚物袋與常用玻璃瓶和聚丙烯(PP)冷凍管在七天儲存時間內對mRNA-encapsulated LNP的材料吸附。在不同條件下培養后,評估mRNA-encapsulated LNPs溶液的理化特性,以建立與這三種密封材料接觸的mRNA-LNPs穩定性的初始數據。使用PNI專有的脂質混合物和制劑系統配制模型mRNA(EPO)并將其封裝到LNP中,等分到室溫下儲存的外殼中,然后在不同的時間點,即配制后的時間零點(T0)、24小時后和168小時儲存后分析mRNA-LNP濃度,如圖1所示,mRNA濃度見圖2,mRNA-LNP平均粒徑見圖3。
圖1 LNP濃度與時間的關系
圖2 mRNA濃度與時間的關系
圖3 mRNA LNP平均粒徑與時間的關系
如圖1至圖3所示,在室溫下儲存168小時后,在工業標準的玻璃瓶、PP冷凍管、PE袋容器中存放的mRNA包封的LNP模型保持了幾乎相同的脂質納米顆粒濃度、mRNA濃度、包封效率和平均粒徑,這表明 Aramus氟聚合物袋適用于醫藥用途。
然后將含有LNP懸浮液的凍存袋運送至加利福尼亞州 Entegris Goleta 工廠,使用Nicomp®DLS 和AccuSizer SPOS系統進行粒度的測試。Nicomp系統數據顯示LNP尺寸從96nm增加到134nm,這很可能是由于隨著時間的增加而發生的團聚。然后在AccuSizer SIS顆粒計數器測試袋子的顆粒數,檢測0.5?400µm范圍的顆粒粒度。圖4所示的結果繪制了T0和168小時后, Aramus含氟聚合物袋與聚乙烯(PE)袋的顆粒數/mL及其顆粒分布。
圖4 不同一次性外殼中每毫升的顆粒濃度
圖4中的結果表明在T0和168小時后PE袋中的大顆粒明顯增多,這表明LNP可能存在大量團聚的現象,但是這些顆粒是不是PE袋中存在的污染物,由于SPOS無法分析其化學性質故無法確認。但是這里展現的顆粒濃度分布與內在蛋白聚集的展現較為一致6。
在審查這些結果時,Entegris決定調查Aramus凍存袋組件與其他SU凍存袋組件亞微米顆粒污染物含量。為了達到顆粒污染的最高潔凈度的檢測能力,包括測量到10和25µm以下的尺寸。
凍存袋潔凈度比較試驗
購買了幾種市售的SUS袋,并進行了顆粒污染比較研究。
步驟:
? 測試Milli-Q超純水以建立背景基線
? 用上述Milli-Q超純水以SA/V=6 cm2/mL的表面積與體積比填充250 mL凍存袋組件(遵循BPOG指導)
? 在軌道振蕩器上以40 RPM攪拌凍存袋2分鐘
? 將水從凍存袋轉移到干凈的燒杯中
? 對燒杯中的水進行液體顆粒計數測試
AccuSizer SPOS系統設置:
傳感器模式:summation
樣品體積:5 mL
重復次數:4
流速:30 mL/min
圖5顯示了Aramus袋與品牌A的一種EVA袋的比較。
圖5. 顆粒濃度/mL,Aramus袋與EVA袋
這些結果表明,Aramus聚酰胺含氟聚合物袋中的顆粒污染水平低于EVA材料袋。審查完這些數據后,在馬薩諸塞州比勒里卡Entegris工廠繼續進行額外的測試,將Aramus含氟聚合物與兩種EVA型袋進行比較。在馬薩諸塞州比勒里卡的研究中使用了與上述相同的設置和方案。
如圖6所示,將兩種類型的250 mL EVA凍存袋組件與250 mL Aramus凍存袋組件進行潔凈度比較。Aramus組件始終符合USP<788>標準,而兩種EVA袋有時超過USP<788>規定的限值。
圖6 Entegris(紅色)、B品牌(藍色)、C品牌(黃色)每毫升顆粒濃度(#/mL)與粒度(µm)。
圖7 所示的結果還表明,與品牌B和品牌C的EVA凍存袋相比,Aramus凍存袋組件在>0.5µm范圍內的顆粒污染水平低,約為B品牌的一半和C品牌的三分之一。
圖7. Entegris(紅色)、B品牌(藍色)、C品牌(黃色)每毫升顆粒濃度(#/mL)與粒度(µm)。
結論
這項研究表明,Aramus含氟聚合物袋組件比競爭對手的袋清潔得多。Aramus凍存袋組件始終符合USP<788>標準,而競爭對手的凍存袋有時不符合標準。Aramus凍存袋組件能提供更一致的性能,為客戶提供質量保證。我們還觀察到,與競爭對手的EVA凍存袋相比,Aramus凍存袋組件在亞微米顆粒范圍內的潔凈度是其兩到三倍,這表明Aramus凍存袋組件是用于生物制藥行業應用的一個很好的一次性使用系統。
參考文獻
[1] Recommendations for Testing, Evaluation, and Control of Particulates from Single-Use Process Equipment, BPSA 2014 report
[2] USP <788>, Particulate Matter in Injections
[3] Entegris Application Note, Aramus Single-Use Bag Particle Testing, November 2018
[4] Entegris Application Note, Monitoring Particulate Contamination in Medical Devices, March 2021
[5] Precision Nanosystems, Inc.,
[6] Chou, K. and Bumiller, M., Opportunities and Pitfalls in the Analysis of Subvisible Particles during Biologics Product Development and Quality Control, American Pharmaceutical Review, August 2020