24小时/7天全天候连续生产的投资和技术关键
从理论上讲,以每周7天/每天24小时(24/7)的全天候方式进行生物药的生产可以降低生产成本。各种模型表明,从批次生产模式转换到连续生产模式可降低从单克隆抗体到治疗性蛋白质的几乎所有类型生物药的生产成本。
然而,迄今为止,选择切换到连续模式的公司相对较少。这种不情愿在一定程度上反映了行业不愿意改变已经被认为“有效”的工艺流程,即使它们不是最佳的。
前特拉华大学化学和生物分子工程系Ohnmar表示,另一个挑战是,连续生产方法和技术的生态系统仍在发展。Khanal博士现在是Spark Therapeutics的高级科学家。
“‘端到端’连续生产所需的许多技术还没有完全开发出来,如工艺集成、自动化、控制和在线过程分析技术。这些系统将在确定连续整合式工艺的经济可行性方面发挥作用。”
根据Khanal的说法,确保连续生产线上的工艺技术能够协同工作也是关键。他说,如果涉及到定制系统,这可能将是一个特别大的挑战。
“向连续工艺过渡的最大技术挑战是工艺整合。”她继续说道:“将所有单元操作整合成单个工艺链是非常有挑战性的,因为一些单元操作连续输出产品,而另一些则循环输出产品。”
“单元操作的无缝整合将需要不小的资金投入,甚至需要特定的定制设备,因为所需的设备可能并不容易获得。这种程度的工作将会伴随着一定程度的经济风险,因为这是史无前例的,而且一些技术缺陷仍然存在。”
成本的复杂性
Khanal和同事在最近的一篇论文中研究了连续生产所面临的挑战,他们发现,除了与技术相关的成本外,试剂也影响着生物药连续生产能够实现的成本节约水平。
“行业将需要实施特定的操作改进,如培养基和缓冲液的在线稀释/制备,以保持更低的成本和工厂占地面积。这些工作也将影响连续生产的成本。
“总体来看,连续生产据称可降低运营成本约15-20%,资本成本45-50%。然而,随着整合式连续生产技术的成熟,这些数字将发生变化。”
尽管存在这些挑战,Khanal预测,未来行业对连续式生产方式的使用将会增加,并指出,最近上、下游工艺技术的发展就是一个积极的信号。
“尽管这不是一项最新技术,灌流细胞培养与连续细胞截留装置的结合提高了生产率和产物质量,但需要大量的缓冲液。目前,灌流工艺的培养基优化可以极大地降低灌流工艺的成本,”她说。
“在下游纯化领域,采用过程分析技术和工艺整合的步骤可以降低连续层析方法的操作复杂性和风险。”
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