生物制药除菌过滤

guolvfenlitech3 · 发表于 2022-7-27 06:39:12

本帖最后由 guolvfenlitech3 于 2022-7-27 06:44 编辑

2023-07-27 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech6

随着生物科学的发展和新冠疫情影响，生物制药行业正在走向春天。而在生物药流行的过程中，一系列生产工艺也要求更加优化。以典型的抗体生产工艺为例（图1），过滤步骤广泛分布于整个生物制药生产工艺上下游的各个阶段。

（图1:典型的抗体生产工艺）

在微滤和超滤中常用的过滤工艺方式分为两种，垂直过滤（Normal Flow Filtration）和切向流过滤（Tangential Flow Filtration）。

1）垂直过滤NFF

垂直过滤也称死端过滤（Dead-end Filtration），料液流向垂直于过滤过介质，所有液体全部透过过滤介质，颗粒被截留在过滤膜内部或表面。由于被截留的物质在膜面不断积聚，膜的过滤总阻力持续增大，易导致膜通量逐渐降低，造成堵塞。

由于所有的液体都会经过用到过滤，通常垂直过滤用于澄清过滤、除病毒过滤和除菌过滤（培养基过滤、气体过滤、缓冲液过滤、终端过滤）等。为了维持膜通量，需要对膜组件进行定期的反冲洗。

2）切向流过滤TFF

料液流向切向于（平行）于滤膜表面，一小部分液体透过过滤介质，截留的颗粒从膜的表面被带走。当料液中能被膜截留的物质浓度很高时多采用切向流过滤方式。切向流过滤时，料液分成两股，料液主体平行于膜面流动，一小部分料透过液垂直透过膜，高速流动的料液能将沉积在膜面的物质带走。

当料液中能被膜截留的物质浓度很高时多采用切向流过滤方式，从而减慢过滤阻力的增加速度。超滤使用的就是切向流过滤方式。，其主要应用是产品收集细胞、澄清、浓缩、脱盐、缓冲液置换、除热源、分离纯化等。

常见滤膜的材质及性质评估

在生物制药工艺中，常用的有哪些滤膜材质，以及这些材质有哪些特性呢？下表中晓生做出了如下汇总，希望对各位大侠选择滤膜时有帮助。

表1:常见膜的材质及性质评估

过滤器的GMP法规要求

在生物制药行业，过滤贯穿细胞培养基除菌、原辅料除菌、分离纯化，直至无菌制剂的除菌全过程，过滤技术和质量过滤效果直接影响药品的质量，因此药品GMP对除菌过滤有关的工艺技术有专门规定。

在美国FDA的GMP指南、欧盟GMP指南、美国注射药物协会技术报告中，对无菌药品生产以及液体除菌过滤都做有规定。

中国2010年版GMP无菌药品附录中规定：

“无菌药品应当尽可能采用加热方式进行最终灭菌，……

对热不稳定的产品，可采用无菌生产操作或过滤除菌的替代方法。”

“无菌药品应当尽可能采用加热方式进行最终灭菌，……，对热不稳定的产品，可采用无菌生产操作或过滤除菌的替代方法。”

“可采用湿热、干热、离子辐射、环氧乙烷或过滤除菌的方式进行灭菌。每一种灭菌方式都有其特定的适用范围，灭菌工艺必须与注册批准的要求相一致，且应当经过

验证。”

2018年，国家药品监督管理局发布《除菌过滤技术及应用指南》、《无菌工艺模拟试验指南（无菌原料药）》、《无菌工艺模拟试验指南（无菌制剂）》，作为实施《药品生产质量管理规范（2010年修订）》的指导性文件。在《除菌过滤技术及应用指南》中规范了除菌过滤系统的设计、选择、验证、使用等内容，适用于无菌药品从工艺开发到上市生产的整个生命周期。

除菌过滤系统的设计、选择、验证、使用是保证无菌药品生产除菌的核心要素。

在医药领域，随着生物药的发展和新冠疫情的推动，生物医药正在快速增长。生物制药产业的蓬勃发展及自身工艺进步带来对上游设备与耗材的旺盛需求。过滤耗材作为生物制药的基础物料，对于药物的大规模和高效率生产至关重要。过滤在整个生物制药生产过程中扮演着至关重要的角色。

目前，尽管国内涉足生物医药行业过滤业务的公司相对较少，但也涌现出一些企业在过滤技术和产品方面能够在大多数生物工艺过程中取代进口产品，有的企业开始进入国际市场。有一些企业希望拓展生物医药行业的业务，但对于相关的法规和技术要求了解甚少，加上专业技术人才缺乏，所以成功者甚少。但是，国内滤膜行业人才储备不足，随着互联网的交叉发展，即精通数据处理，又有滤膜及管理经验的综合性人才相对缺乏。

国内企业需要在再以下几点做出提升：

·了解和满足生物医药行业需求

·建立企业验证能力

·建立工艺开发与技术支持能力

·重视膜材料与环保

·开发一次性产品及连续生产工艺

·拓展膜层析业务

综合考虑滤膜行业现状、市场需求、政策、风险等诸多因素，整个过滤滤膜行业的发展可观值得期待。

后续尽情各位侠客，后续请持续关注更多晓生关于过滤心法的分享。

参考资料：

1、锐翎资本.生物制药上游专题(六):滤膜.2022/6

2、张韧.日受关注的生物工艺行业（五）过滤.2020/4