Руководящие принципы по отбору Стерилизация-Grade Фильтры

Определить, если ваши потребности биопроцессов стерилизации класса фильтра, и если да, то использовать эти руководящие принципы для выбора правильного один для вашего приложения.

ТОВАРЫ СТЕРИЛИЗАЦИЯ-GRADE ФИЛЬТРАЦИЯ все больше разнообразных приложений на производстве, полученных биотехнологическим препаратам. Эти приложения включают ткани медиа-культуры, буферы, супернатант культуры клеток, дополнений в биореактор и разработки и наполнения продуктов в окончательном контейнера. Некоторые из параметров, рассмотреть в ходе фильтр отбора удаления рейтинг (то есть, эффективность удаления фильтра для различных организмов или размер частиц), строительных материалов, совместимость с рН, смачиваемости и адсорбции, а также мембранных фильтров и строительства.

Оценка потребностей фильтрации

Первый шаг заключается в определении, если приложение требует стерилизации класса фильтра. Традиционно, стерилизации класса фильтр 1, что, когда оспаривается с проверкой организма Brevundimonas diminuta (B. diminuta) в минимальной концентрации из 107 колониеобразующих единиц (КОЕ) / см ^ 2 ^ SUP производит стерильную стоков. В сентябре 2004 года за продуктами и лекарствами администрация издала руководящие принципы для асептической обработки, которые определяют стерилизации класса фильтра, как один, что "когда должным образом утверждены удаляет все микроорганизмы из потока жидкости, для производства стерильных стоков".

Тем не менее, Есть много шагов процесса, для которого bioreduction фильтр соответствует технологическим требованиям для bioburden контроля. Многие фильтры bioreduction на рынке сегодня литр сокращений свыше 1 ^ 10 ^ 6 SUP, когда оспаривается с водной суспензии diminuta B.. На этом фоне bioreduction фильтры могут быть использованы для защиты чувствительных вниз оборудования для обработки (например, фильтрации и хроматографии tangentialflow системы), чтобы сохранить стерильность процесса поток после сбора урожая ячейку или разъяснения фильтрации для предотвращения бактериального заражения окончательного фильтров, используемых в промежуточных или конечный продукт биологического потоки, а также защитить окончательный стерилизации класса фильтра в процессе разработки и наполнения приложений (рис. 1).

Так как биореактор должен быть полностью защищен от бактериального загрязнения, все жидкости и компонентов (например, питательных веществ, рН регулировки и антипенные агентов) добавил к судну требуется стерильной фильтрации. Хотя применение хроматографии и касательных фильтрационных потоков не может быть стерильных процессов, буферов, используемых в этих блок операций, как правило, фильтруют через стерилизации класса фильтры обеспечивают дополнительную bioburden управления для последующих процессов и предотвратить высвобождение генетически измененных организмов в глубокую переработку области. Стерилизация класса фильтры используются также для воздуха и вентиляционные приложений и окончательной разработки и наполнения операций.

Факторы рассмотреть в ходе выбора фильтров

Фильтр целостности. Стерилизация класса гидрофильные мембранные фильтры, которые обычно имеют размер пор от 0,2 м, проверяются путем фильтрации жидкой суспензии бактерий с использованием методики, которые достаточно чувствительны, чтобы обнаружить проход микроорганизмов. Эти бактериально-вызов испытаний загрязнения фильтра и предотвращения их использования в фармацевтических процессов, и поэтому не может быть выполнена на любой фильтр, чтобы подтвердить свою деятельность перед использованием. Для того чтобы каждый фильтр пройти тестирование, производители, как правило, коррелируют результаты проверки неразрушающего физической проверки целостности для проверки производительности фильтра. Этот тест включает в себя простые смачивания фильтр не загрязняет жидкостей и применение давления воздуха в фильтр. Любой дефект в фильтре обозначены поток воздуха через фильтр, что выше, чем допустимые пределы потока.

Например, для стерилизации класса фильтра, как правило, коррелирует с испытанию на поток целостности с использованием воды в качестве смачивающей жидкости. Этот тест количественно меры низким уровнем диффузии воздуха через поры меньше смачивается в данный испытание под давлением, а также любой объем воздушного потока через любой больших открытых пор. Хотя соотношение производится с водой для гидрофильных фильтров, совместимых жидкости может быть соотнесена с бактериальной результаты вызов. Продавец должен сделать это соотношение использованием достаточного количества фильтров, а также фильтры, по крайней мере три лота. Давление, при котором тест на целостность, должны быть выполнены должны быть достаточно высокими, чтобы рассматривать тест критическим испытанием - то есть, в состоянии обнаружить небольшие изменения в пористой структуры, которые могли бы подорвать эффективность удаления бактериального фильтра.

Испытания фильтра целостности являются важным средством контроля качества во время производства фильтров. Bioreduction и стерилизации фильтров класса Поэтому оспариваемая индивидуально с проверки целостности вперед потока, чтобы подтвердить, что любой фильтр удовлетворяет спецификациям, с помощью фильтра производителя.

Материалы строительства. Мембранные материалы также играют важную роль в выборе фильтра. Количество гидрофильных материалов мембраны доступны для использования в стерилизации фильтров и bioreduction фильтров. К ним относятся нейлон 6,6, поливинилиденфторид (ПВДФ), политетрафторэтилен (PTFE) и полиэфирсульфон (PES). Гидрофильных мембран гарантирует, что на водной основе жидкости будет мокрым фильтром без использования смачивателя. Это очень важно для оптимального контроля расхода жидких и целостность тестирование с использованием воды в качестве смачивающей жидкости.

С другой стороны, для того, чтобы промочить водобоязнь материалов, таких как PTFE, для фильтрации жидкостей водном, необходимо, чтобы первый мокрый материал низкое поверхностное натяжение растворителя, например, изопропиловый спирт. При проведении теста на целостность гидрофобных PTFE мембранные фильтры, это также можно выполнить тест проникновения воды, тем самым устраняя трудности, связанные с употреблением алкоголя в тестовом целостности вперед потока. Последняя тенденция, которая сложилась в ответ на эту способность, является миграция промышленности от употребления алкоголя за целостность тестирования.

Мембранный фильтр затем собраны в картридже. Конструкционного материала для поддержки структуры фильтра (например, клетка, ядро, endcaps переходники и т.д.), а также материал, используемый, чтобы капсула фильтры, как правило, полипропилена, который совместим с большинством кислот и щелочей. Для капсулы, которые гамма-облученных для стерилизации, оценка полипропилена следует гамма-стабильной, чтобы она не падает, таким образом, устраняя риск выщелачивания экстрагируемых во время использования.

Широкая совместимость рН желательно, учитывая универсальную роль буфера, что играть на протяжении всего производственного моноклональных антител и других белков осуществляется через биотехнологических процессов. В процессе брожения, буферы могут быть использованы для корректировки рН процесса жидкости. Различных буферов может также потребоваться для захвата белка и очистки при хроматографии процессов. В некоторых случаях несколько этапов очистки хроматографии могут быть необходимы. Буферы используются для этих шагов может быть высокой, низкой или нейтральным рН. В таблице 1 приведены общие совместимости для каждого вида мембраны.

Еще одно требование во многих приложениях стерильной фильтрации является реализация одноразовой капсулы фильтра. Этот тип фильтра не требует очистки или очистки проверки и часто предварительно стерилизованные гамма-облучения. Так как гамма-стабильной, она не снижается при воздействии высоких уровней облучения необходимо для стерилизации фильтров. Деградация компонентов фильтров может привести к выходу из строя целостности или освобождение экстракции во время использования. Экстракции, как правило, олигомеров или добавки пластиковые материалы, которые составляют фильтрующий элемент. Предварительно стерилизованные система фильтрации дополнительно упрощает процесс, поскольку не требует монтажа и паровой стерилизации.

Технологической жидкости совместимости. Во многих случаях, использование одного типа фильтра - 1, который показывает широкий диапазон рН и химического совместимость - позволяет упростить операции. Фильтры мембранные PES иметь более широкие рН совместимости, чем другие материалы мембраны, такие как PVDF, эфиров целлюлозы и нейлона 6,6. Фильтр, который несовместим с жидкостью может освободить высокий уровень нежелательных экстрагируемых в отфильтрованных жидкости. Эти экстрагируемых измеряются как нелетучих остатков массового нелетучих остатков, собранных на той или иной области поверхности мембраны после добычи осуществляется на определенный период в растворителе при данной температуре (табл. 2).

Мембранного фильтра, а также все компоненты системы, может способствовать экстракции (или остатки) до конечного продукта. Для фильтров PES, извлеченные из остатков 10-в. Длина картриджа, как правило,

Смачиваемость. На основании рН совместимости, строительных материалов выбора для мембранного фильтра PES. Тем не менее, с точки зрения смачиваемости, нейлон 6,6 является наиболее легко мокрой, поскольку оно неразрывно гидрофильные. PVDF, что, естественно, гидрофобными, могут быть внесены изменения, гидрофильные, в этом случае она близка к 66 нейлона с точки зрения смачиваемости. Гидрофильные PES, как правило, меньше, чем смачиваемых гидрофильных PVDF. PTFE является гидрофобной и не смачиваемые водой.

Способность к мокрому фильтр полностью важно для фильтрации шаг, так как цель заключается в использовании всей области фильтрации. Если часть мембраны не мокрой правильно, фильтрации расход может быть нарушен. Кроме того, мембрана должна быть полностью мокрой при проведении испытаний целостности, в противном случае она может не, вызывая задержки процесса и необходимости повторные.

Важно отметить, что не все PES мембраны имеют ту же степень смачиваемости. Большинство PES фильтры не мокрой легко и обычно требуют обратного давления, что делает тест более трудным. Некоторые PES фильтры требуют предварительного увлажнения перед паром для удовлетворения потребностей тест на целостность. Новые PES мембран с повышенной гидрофильной модификации поверхности не требуют обратного давления, а также их смачиваемости сравнима с гидрофильных мембранные фильтры PVDF.

Адсорбция и загрязнения удаления. Основной целью фильтрации для удаления загрязнений частности в процессе питания. К тому же, система фильтрации не должен добавить нежелательных компонентов - ни удалить компонент от желаемого - жидкость, которая фильтруется. В некоторых случаях, например, при стерильной фильтрации жидкостей с низким содержанием белков и консервантов, адсорбция этих компонентов мембранный фильтр может уменьшить выход продукта.

PES, как правило, низкой адсорбционных материалов. Сточные воды должны быть проверены, чтобы гарантировать, что объем обработки материалов, утраченных в результате адсорбции является приемлемым.

Размер требований

При выборе средства для стерилизации класса фильтра, целью является размер маленький системы для приложения. Ключевые факторы, рассмотреть, фильтр расход, мембраны пористость, асимметричное строительства и фильтра.

Расход. При калибровке системы фильтрации, необходимо рассмотреть вопрос о необходимости расхода, максимально допустимое падение давления и доступных давления. Расхода, что данная система может достичь непосредственно связана с канала или внешнего давления, и в обратной зависимости от сопротивления потока. Если применять давление повышается, увеличивается расход. Если сопротивление потоку увеличивается, например, путем подключения мембраны, то расход уменьшается. Условия проведения испытаний должны соответствовать процесса условий для давления как можно ближе. На рисунке 2 показан Расходы, приведенные воды через мембраны различных строительных материалов.

Пористости. Микропористых мембранных фильтров плагин будет быстрее, если они подвергаются высоким Расходы, приведенные при запуске системы. Жидкости со значительным нагрузкам частиц и высоких первоначальных Расходы, приведенные могут быстро вилка или фол микропористой мембраной. Подключение будет Увеличение падения давления и пропускной способности, и в конечном итоге уменьшить срок службы фильтра. Новейшие разработки в области строительства мембраны PES дали микропористых структурах с гораздо более высокой пористостью, технически называется "свободный объем", поддерживая при этом хорошую механическую прочность. Эти свойства позволили улучшить Расходы, приведенные, давая более быстрый процесс раз и / или включение сокращения размеров фильтров.

Асимметричная конструкция. потенциальной пропускной фильтр и расход жидкости в процессе масштабе оказывают влияние мембранного строительства. Многие традиционные мембран разработана с однородным распределением пор по размерам. Новые функции мембран асимметричная структура характеризуется средним градиентом пор по размерам в 3:01 по толщине мембраны. Пор по размерам градиент увеличивается пористость фильтра, позволяя ему захватывать твердых тел по всей глубине мембраны, тем самым повышая общую емкость фильтра. Более крупные частицы захватываются в наружную часть фильтра, и меньше микроорганизмов и биологических дымки эффективно захватили в мембраны внутренней поры.

конфигураций Плиссированные мембраны часто используются для увеличения площади поверхности для фильтрации. Чтобы увеличить доступную площадь поверхности мембраны, традиционные фан-складки структуры в настоящее время модернизируется с глубокой, в форме полумесяца складки дизайн, который увеличивает длину складки, сложив их в уникальный способ (рис. 3). Эта конструкция также приводит к увеличению Расходы, приведенные и дольше срок службы фильтра.

Длина складки могут быть увеличены за счет сокращения численности центрального Отсек для сбора или ядра. Это позволяет мембраны занимать некоторые пространства правило, резервируются для ядра, что дает возможность повышать области мембранной жидкости и пропускную способность, чем обычные фильтрующие fanpleat.

Материалы, используемые для построения центрального ядра также влияют на целостность и удобство работы фильтра. Например, выбор из полипропилена, в сочетании с deeppleat дизайн, увеличивает механическую прочность фильтра и его способность переносить более высокие перепада давлений в пару-на-месте (1 бар против 300 мб для большинства фан-фильтрования) без физического страдания ущерба.

Биологическая безопасность

Для фильтрации жидкостей, используемых в процессе производства фармацевтических продуктов для использования человеком, биологической безопасности картридж фильтра или капсула должна быть продемонстрирована производительность в биологических тестов реактивности США фармакопейного Конвенции, Inc (USP) Класс VI (121 . C) пластмассы.

Информация о биологической безопасности и испытания строительных материалов для мембранного фильтра должно быть получено от производителя фильтра.

Тесты на качество управления. Кроме того, сточные качества испытаний должны быть выполнены с помощью фильтра производителя на каждом фильтре много. Стандартные тесты для чистоты стоков должны проводиться для обеспечения соответствия с USP ограничений, как указано в разделе "метельчатые вещества в инъекциях" и в соответствии с требованиями для не выпуская волоконно-фильтра на 21 Название США Название CFR 21 часть 211,72 и 210,3 Часть (б) (6). Стандартные тесты для стоков в общей окисляющихся углерода, рН и проводимости, должна проводиться для обеспечения соответствия требованиям USP цитируется по "очищенная вода" после промывки и confermance требования в отношении не-волоконно-выпуск фильтра.

Тесты для пирогенов также должны быть выполнены в текущем требования USP для "Бактериальные эндотоксины испытаний", как определяется с помощью Лаймулус ameobocyte лизата реагента с кратный от насыщения раствора. Фильтры из каждой партии также для взятия проб для бактериальных проблемы, чтобы подтвердить, что бактериальный удаления установленных требований в первоначальных проверочных исследований не изменились. Наконец, все фильтры, во многих подвергаются тест на целостность перед выпуском, чтобы каждый фильтр будет выполнять его спецификации удаления эффективности.

Резюме

При отборе стерилизации класса фильтра, убедитесь, что экспонаты мембранный фильтр широкого рН совместимость с низким уровнем экстракции; соответствующие проверки достоверности данных, включая биобезопасность и бактериально-вызов данных, низкая способность адсорбции, для обеспечения передачи белков и / или Активные компоненты, а также легко смачиваемости для точного тестирования целостности.

MONICA Кардона

ФИЛИПП Блосс

Корпорация PALL

MONICA Кардона является продакт-менеджер Pall наук о жизни (2200 Северный, кв.; Ист-Хиллз, штат Нью-Йорк 11548, телефон: (516) 801-9526, факс: (516) 801-9548, E-почта: <A HREF = "Посылка : monica_cardona@pall.com "> <monica_cardona@pall.com />), где она работала в течение семи лет. Она занимала ряд должностей, в том числе старший аналитик в микробиологическую лабораторию для проверки руководитель проекта на совместимость и экстрагируемых проектов. Кардона в настоящее время руководит предварительные фильтры, стерильные жидкие фильтры и антивирусные фильтры удаления продаются Pall в Западном полушарии. Она имеет степень бакалавра в области биологии с Хофстра Univ. и MS по биологии от Adelphi Univ.

ФИЛИПП Блосс является техническим директором услуг Корпорация Pall (Европа, дом Хавант-стрит, Портсмут, Хэмпшир, Великобритания; (телефон): 44-23-9230-3303; Электронная почта: <A HREF = "mailto: philip.blosse @ pall.com "> philip.blosse @ <pall.com />). Он имеет более чем 25 летний опыт работы с Pall, где он занимал различные должности в технической поддержке новых продуктов, рынок приложений и поддержки клиентов. До прихода в Pall, Блосс принимал участие в R