Soltero

Sep 29, 2023

Credit: Andrei Merkulov/Fotolia

Por Andreas Frerix, PhD

Los sistemas de fabricación biofarmacéuticos más comunes de la actualidad requieren la manipulación, transferencia, procesamiento y purificación de fármacos de moléculas grandes producidos en células vivas: células animales cultivadas, células bacterianas o células de levadura. Estas operaciones, que se realizan con los materiales en fase líquida, requieren el uso de tecnologías de bombeo que puedan proporcionar de manera confiable consistencia y precisión volumétrica, presiones y caudales apropiados, y baja pulsación (para mantener las condiciones de procesamiento), así como baja cizallamiento, baja entrada de calor y compatibilidad de materiales (para proteger el fármaco biológico de daños).

Tradicionalmente, los sistemas permanentes de procesamiento y bombeo de acero inoxidable se han utilizado para las operaciones aguas arriba y aguas abajo, pero el tiempo y los costos involucrados en la operación, limpieza, mantenimiento y control de calidad de un sistema para prepararse para la próxima producción pueden volverse prohibitivos. Tales preocupaciones llevaron a la creación de bombas de un solo uso que cuentan con un cabezal de bomba y una cámara desechables que se pueden quitar y reemplazar fácilmente entre ciclos de producción, lo que elimina el tiempo y los costos necesarios para revalidar el equipo en un sistema de acero inoxidable.

Sin embargo, esta tecnología aún requería mejoras para optimizar los tiempos de cambio y simplificar los procesos de instalación. Un avance importante en esta área se produjo con el desarrollo de un sistema de cambio de cámara de bomba que reduce a segundos el tiempo necesario para reemplazar una cámara de bomba desechable de un solo uso.

Antes de continuar, debemos dar un paso atrás y discutir qué significan los términos "complejo", "preciso" y "puro" en el contexto de la fabricación biofarmacéutica. La base de la fabricación biofarmacéutica se basa en varios tipos de operaciones unitarias. Mientras que cada operación unitaria presenta su propio conjunto de criterios operativos, todas las operaciones unitarias son similares en el sentido de que pueden producir un fármaco viable y libre de contaminantes adecuado para la administración humana solo si el fabricante se adhiere estrictamente a un conjunto inflexible de estructuras y parámetros operativos.

Tres de las operaciones unitarias más comunes en la fabricación biofarmacéutica son la filtración de flujo tangencial (TFF), la cromatografía y la filtración de virus. TFF también se conoce como filtración de flujo cruzado, un proceso en el que la corriente de alimentación del producto biofarmacéutico fluye tangencialmente a través de la membrana del filtro a presión positiva. Mientras que TFF se usa para concentrar el producto según el tamaño de la molécula, la cromatografía es un proceso que se usa para purificar las moléculas objetivo de la otra corriente de proceso según la adsorción a una resina. La filtración de virus se utiliza para garantizar la seguridad de los medicamentos que se producen. El denominador común entre estos diversos tipos de operaciones unitarias es que cada una necesita una tecnología de bombeo que pueda satisfacer sus parámetros operativos específicos.

También se debe hacer una mención adicional a las ventajas que puede ofrecer el uso de bombas de diafragma cuaternario de un solo uso en la fabricación biofarmacéutica. La principal ventaja de estas bombas, ya sea que se utilicen en configuraciones tradicionales de acero inoxidable o de un solo uso, es su forma única de operación.

Los cuatro diafragmas cuaternarios son accionados uno tras otro por una placa conectora, que se mueve de un lado a otro fuera de su posición central en una carrera generada por un eje excéntrico, con la longitud de la carrera determinada por el ángulo de la excentricidad. Las cuatro cámaras de bombeo, que en realidad funcionan de la misma manera que lo hace el corazón humano, mantienen el flujo del producto moviéndose constantemente hacia adelante de una manera volumétricamente consistente de bajo cizallamiento y bajo pulso.

Las cámaras de la bomba tampoco contienen partes giratorias que puedan estar sujetas a fricción, lo que significa que hay una mínima acumulación de calor que puede comprometer el producto. Este modo de operación significa que las bombas pueden funcionar en seco, son autocebantes y producen un corte mínimo debido al bajo deslizamiento. Además, ofrecen un funcionamiento sin fugas y de baja pulsación al mismo tiempo que tienen una gran capacidad de elevación de succión seca/húmeda.

La bomba de diafragma cuaternaria también se puede adaptar a configuraciones de producción de un solo uso. Una bomba de un solo uso permite a los fabricantes biofarmacéuticos eliminar esencialmente los costos prohibitivos de limpieza y validación de bombas y sistemas. El resultado es un proceso de producción más rápido y rentable, y uno que sigue ofreciendo los niveles preferidos de pureza y esterilidad del producto sin posibilidad de contaminación entre lotes o entre productos.

El punto de apoyo de la bomba de un solo uso es su cámara de bomba de plástico humedecida con producto. Esta cámara se puede reemplazar como una unidad completa.

Aunque la tecnología de bombas de un solo uso logró reducir el tiempo y los costos asociados con la limpieza y la revalidación después de los ciclos de producción, todavía había interés en reducir aún más el tiempo necesario para reemplazar el cabezal de la bomba. El gran avance se produjo con el desarrollo y lanzamiento de un sistema de reemplazo de la cámara de la bomba, específicamente, el Quattroflow EZ-Set.

El sistema reduce el tiempo de inactividad en el proceso de cambio de producción. Permite a los fabricantes reemplazar una cámara de bomba de un solo uso en 30 segundos o menos sin necesidad de llaves dinamométricas u otras herramientas y equipos especiales, todo mientras permite que el usuario use guantes de goma durante el proceso de reemplazo.

Los sistemas de reemplazo de la cámara de la bomba también se pueden adaptar a los motores existentes, lo que también hace que las actualizaciones sean rápidas y fáciles de realizar.

Los cinco pasos necesarios para reemplazar la cámara de la bomba son los siguientes:

• Retire la placa de presión de la bomba.• Saque la cámara de la bomba de la transmisión anular.• Empuje la nueva cámara de la bomba sobre la transmisión anular.• Vuelva a instalar la placa de presión.• Gire ligeramente la placa de presión para bloquearla.

Se necesitan muchas habilidades para producir productos biofarmacéuticos, pero al final, el producto final debe ser indudablemente seguro de usar y, al mismo tiempo, permitir que el fabricante obtenga los beneficios financieros de una ventana de patente optimizada. La llegada de las bombas de un solo uso a la escena prácticamente eliminó el costo y el tiempo de inactividad que antes se requería para limpiar y validar los sistemas de bombeo.

Andreas Frerix, PhD ([email protected]), es el director de gestión de productos de Quattroflow en PSG, una empresa de Dover. Sitio web: www.psgdover.com.

Ingrese para dejar un comentario