Soltero

Credit: Andrei Merkulov/Fotolia

Por Andreas Frerix, PhD

Los sistemas de fabricación biofarmacéuticos más comunes en 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, bajo aporte de calor y compatibilidad del material (para proteger el fármaco biológico de daños).

Tradicionalmente, se han utilizado sistemas permanentes de bombeo y procesamiento de acero inoxidable para las operaciones upstream y downstream, pero el tiempo y los costos involucrados en la operación, limpieza, mantenimiento y control de calidad de un sistema para preparar el siguiente ciclo de producción pueden volverse prohibitivos. Estas preocupaciones llevaron a la creación de bombas de un solo uso que cuentan con un cabezal 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, deberíamos 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 se parecen en que pueden producir un fármaco viable, libre de contaminantes, adecuado para la administración humana sólo si el fabricante se adhiere estrictamente a un conjunto inflexible de parámetros y estructuras operativas.

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 una presión positiva. Mientras que el TFF se utiliza para concentrar el producto según el tamaño de la molécula, la cromatografía es un proceso que se utiliza para purificar moléculas objetivo de la otra corriente del proceso basándose en la adsorción a una resina. La filtración de virus se utiliza para garantizar la seguridad de los medicamentos que se producen. El hilo 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 deben mencionar las ventajas que puede ofrecer el uso de bombas de diafragma cuaternarias 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 funcionamiento.

Las cuatro membranas cuaternarias son accionadas una tras otra por una placa conectora, que se mueve hacia adelante y hacia atrás desde su posición central en una carrera generada por un eje excéntrico, cuya longitud está 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 avanzando constantemente de manera volumétricamente consistente, con bajo cizallamiento y bajo pulso.

Las cámaras de la bomba tampoco contienen piezas giratorias que puedan estar sujetas a fricción, lo que significa que existe una mínima acumulación de calor que pueda 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 de baja pulsación y sin fugas y, al mismo tiempo, tienen excelentes capacidades de elevación de succión en seco/húmedo.

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

El punto de apoyo de la bomba de un solo uso es su cámara de bomba de plástico humedecida por el 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 el reemplazo del 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 la necesidad de llaves dinamométricas u otras herramientas y equipos especiales, y al mismo tiempo permite al usuario usar 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 del anillo impulsor. • Empuje la nueva cámara de la bomba sobre el anillo impulsor. • Vuelva a instalar la placa de presión. • Gire ligeramente la placa de presión para bloquear.

Se necesitan muchas habilidades para producir productos biofarmacéuticos, pero al final, el producto final debe ser uno que sea incuestionablemente seguro de usar y al mismo tiempo permita al fabricante cosechar los beneficios financieros de una ventana de patentes optimizada. La llegada de bombas de un solo uso prácticamente ha eliminado el costo y el tiempo de inactividad que antes se requerían 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.

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