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一次性产品在血液制品中的应用分享——人凝血因子篇

2024.10.22 158
人体血液组分为50%的血浆,42%的红细胞,8%的白细胞和血小板。在血浆中,水占比90%,糖类电解质占比3%,血浆蛋白占比7%。而生活中常提到的用于治疗的血液制品,便是从血浆蛋白中分离提纯制成的。


根据功能和结构,血液制品主要分为白蛋白、免疫球蛋白和凝血因子三大类,其中凝血因子类蛋白只占血浆蛋白的1%左右,含量很少。

国庆期间我们已对一次性系统在血液制品生产中的应用优势进行了介绍,本文将以人凝血Ⅷ因子产品为例,从生产工艺流程以及车间工程设计方面进行一次性产品的案例分析。


1 工艺流程

血浆采集工作须在献血浆者接受体格检查和血液检查合格后进行,同时,血液制品生产企业也必须在血浆原料投料生产前行全面复检,以控制病毒污染。为避免潜在病毒无法在窗口期检出,需将前期检验合格的血浆放置90天后,再次对捐献者和其血浆进行血清学和病毒学检测。合格后才能将90天前采集的原料血浆投入生产。

人凝血因子产品在血浆中含量很少,除人纤维蛋白原产品外,其他产品难以使用低温乙醇分离得到,目前主要通过亲和层析、离子交换层析等获得(图2)。血液制品企业通过开发合适的层析介质和条件,获得高纯度、高活性的凝血因子产品,从而提高治疗效果。凝血因子纯化过程除层析外,还涉及低温沉淀、病毒灭活等多个复杂步骤,每一步都需进行精细控制,以确保最终产品的质量。


凝血因子生产过程复杂、技术开发难度大、含量少,造成生产成本高。所以,优化纯化工艺、提高收率、减少料液浪费和操作成本,是生产企业降本的关键。


2 车间布局

血液制品生产GMP条文第15条规定:血浆融浆区域、组分分离区域以及病毒灭活后生产区域应当彼此分开,生产设备应当专用,各区域应当有独立的空气净化系统。同时,第16条规定:血液制品生产中,应当采取措施防止病毒去除和/或灭活前、后制品的交叉污染。病毒去除和/或灭活后的制品应当使用隔离的专用生产区域与设备,并使用独立的空气净化系统。


根据血制产品的生产工艺流程以及GMP要求,生产企业基本采用多层纵向设计。依据工艺流程,从楼栋高层向低层进行动线操作。


以三层设计为例(图3):

三层为病毒灭活前区:

主要设置为融浆区、沉淀分离区、缓冲液配置区;

二层为病毒灭活后区:

主要设置为产品层析纯化、配液等精制区,在物理上将灭活前后区域隔离开,防止交叉污染;

一层设置为制剂生产区:

完成料液的除菌过滤、分装等工作。

目前国内血液制品生产主要采用的还是不锈钢系统,产品经不锈钢管道从高楼层转移到低楼层时,因管道设计、走向等,会造成产品损失。另外不锈钢管道经SIP后,管道内残留的冷凝水会对产品浓度造成稀释,从而导致产品损失。如何改进工艺流程,减少低含量血制产品(凝血因子类)在生产过程中的损失,是产品开发中关注的重点。


3 降损案例-SUS产品方案

相较于传统不锈钢系统,将一次性系统应用于生物制品生产流程中,可以有效减少产品残留、节省成本。国内某血液制品生产企业,为了更好的降低凝血因子类产品在生产过程中的损失,根据现有的生产车间布局,在制剂生产环节采用一次性冗余过滤组件,除菌过滤后将料液转移到2D储液袋,然后通过一次性灌装缓冲袋+灌装管路进行分装(图4)。



经生产测试反馈,每批次70-80L产品料液,不锈钢系统生产损失大概6-8L,损失包括三部分:管道SIP后冷凝水稀释产品的体积,过滤管道和缓冲罐残留的体积以及过滤系统本身残留体积。


在制剂生产阶段,采用一次性方案系统后,损失料液量大概在2L左右。其原因主要是:一次性过滤组件可以通过吹扫、辅助操作等排空软管里残留料液,也可以在呼吸器连通大气压的前提下,将过滤组件、收集袋、灌装袋之间的管路全部排空。最后,再通过特殊的一次性灌装设计,依靠重力将料液流向分装,灌装袋本身可以做到基本无残留。


从该客户管道布局和工艺来看,相较于不锈钢系统,在每批次70-80L产品情况下,料液减少损失4-6L左右,按10ml规格计,大约避免了400-600支产品的浪费,粗略估计减少成本损失几十万元。


综上所述,一次性系统具备设计方案灵活、对已有车间及设备布局适应性高、无交叉污染风险等优点,最重要的是能优化血液制品生产过程中的无菌控制和残液浪费。对生产过程复杂、技术难度高、已有产线规模大、生产批次少的凝血因子类产品来说,是一个非常好的选择。






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