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如何将现有设施改造用于细胞/基因治疗生产:改造和工程考量

开朗的豌豆射手 生物工艺与技术 2022-12-21



 

本文节选自《Repurposing An Aging Facility To Produce Cell & Gene Therapies: Demolition & Engineering Considerations》,由于水平有限,详细内容,请参考原文。

 

生命科学行业面临着一个快速变化的市场。在提供一系列拯救生命的细胞和基因治疗产品(也被称为先进治疗药物)的过程中,我们面临着许多生产问题。第一个是我们应该在哪里进行生产。由于制药行业的主要需求之一是细胞治疗产能,而各家公司在世界各地的基地通常都有房产和物业,因此自然倾向于将细胞治疗生产放在产品开发中心附近的现有基地。由于大多数商业运营已经学会如何优化其生产和场地,现有工厂通常可以在其建筑中找到闲置或未充分利用的空间。

 

在很多情况下,空间的可选择性是有限的,我们只能把它变成一个合规、灵活、可操作的空间。我们面临的挑战是通过工程设计,在空间和设施的限制下,正确地进行建造工作,使改造后的空间成为一个成功的GMP设施。本文将简要介绍这种改造的规划、实施和推荐方法。在这个由两部分组成的系列文章的第1部分中,我们将了解在开始设施更新之前需要采取的关键准备步骤。在第2部分中,我们将介绍生产细胞和基因疗法的基本设施要求。



现有设施的问题在哪里? 

 

通常情况下,计划改造的老工厂已经严重过时,在某些情况下,可能已经有50年的历史了,而GMP和建筑规范在过去几年都发生了巨大的变化。以下是一些需要立即解决的问题和挑战:

 

  • 在目前的状态之前,工厂生产什么?需要披露原材料、中间体和产品信息。如果有强效化合物、类固醇、血液制品或头孢菌素,在改造之前和之后都需要进行彻底的净化。
  • 环境污染因素也很重要,因为现有设施的墙壁、天花板和间隙空间可能会有霉菌和真菌。由于孢子会附着在非聚合物和非钢材表面,特别是砂浆和混凝土上,净化通常是困难的。这通常需要通过化学清洗和熏蒸(如二氧化氯)来完成。
  • 石棉在20世纪70年代及之前的建筑中很常见。不管是哪家公司,我们今天仍能在建筑物中找到石棉。如果建筑物建于1980年以前,则需要对屋顶系统进行检查。
  • 供水破坏、恶化的屋顶系统、外体损坏以及建筑渗透问题在旧建筑结构中很常见。这些都需要在施工前进行检查,同时还要拆除遗留的压载系统并安装更合适的膜系统,如热固性(EPDM)膜。

 

战略和战术性拆除


一旦我们确定了要翻修的建筑或楼层,了解了建筑的外部结构,我们就必须决定拆除计划并执行它。从战略角度来看,我们希望清除整个区域过去行动的遗迹,提供一个可以建设的清晰区域。如果翻修只针对选定的一层或多层地板,则需要检查地板的渗透情况和天花板的渗透情况(管道、管道工程等)。在一些古老的建筑中,电力管道会嵌在其中!


从战术的角度来看,即使是老工厂也具有应该重用的基础设施优势,这可能是重建工作的关键点:


  • 建筑外部的电力供应与内部面板的管道位置可以在许多情况下重复使用,只要被维护得当并记录。
  • 发电机的备用电源是一个关键的考虑因素。需要评估电厂的位置、电力 (KW或MW)和分布需求。任何新工厂都需要使用备用发电机来维护暖通空调系统、过程控制系统和工艺系统,直到它们能够以受控的方式关闭。BL-2不间断电源(UPS)系统需要与备用发电机耦合,在从正常到备用电源的过渡期间向HVAC供电。
  • 冷水机和工厂冷水网可以重复使用,如果能被恰当维护。
  • 气体系统,如氮气和清洁压缩空气,通常是可用的中央工厂公用设施。如果工厂有一个公用区域,有良好维护的空气压缩机和/或氮罐,这些可以保留用于新的设施。关键是机组的维护水平和状态。 
  • 通常情况下,USP、WFI和清洁蒸汽系统都是针对建筑的,如果几年不使用,通常会被丢弃。


工程准备


实施改造的一个核心错误是在设施完全绘制和理解之前进行概念设计或工程基础设计。在这个行业,我们经常花费数百小时设计完美的生物技术,但会忽略工厂设计的很多问题,如没有足够的屋顶高度、排水系统在错误的地方、管道在错误的地方穿透。我们经常受到薄弱和太小的屋顶的影响,不能支持空气处理单元(AHU)和配套的风扇。这迫使用户在屋顶上建造一个外部平台(昂贵的钢结构),占用宝贵的、广阔空间,或者建造一个AHU建筑,并从建筑到建筑运行数百英尺的额外管道。以下是翻新和拆除时以及重大工程支出前必须完成的任务清单:


  • 对所有内部地板进行“雷达”探索,以发现所有埋在地板内的排水、管道和线管
  • 通过视频和精确的比例测量对现有的排水系统进行内孔镜检查,以识别排水系统及其分支
  • 激光扫描整个内部,以确定内部尺寸。这可以直接导入到CADD系统中,为设计提供依据
  • 检查变压器负荷和剩余的辅助槽,以确定在需要新变压器之前,建筑物必须提供的电力储备的程度


总之,旧的遗留工厂有许多隐藏的问题且缺乏文档记录。我们必须采取一切预防措施,并在考虑任何详细设计之前,考虑原始工厂的所有方面,建立一个强有力的工程基线。我们有工具和技术来重建旧工厂的“建成”状态,尽早“发现”这个“空间”,将防止延迟和未来的成本超支。


在这篇文章的第二部分,我们将介绍基本的设计方面内容,以考虑当翻新设施时,满足细胞和基因治疗的独特需求。


原文:E.H.Bozenhardt, H.F.Bozenhardt, Repurposing An Aging Facility To Produce Cell & Gene Therapies: Demolition & Engineering Considerations. Bioprocess Online, 2020.




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