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Ecco le innovazioni più all'avanguardia nell'analisi dei bioprocessi
Dove scienza, tecnologia e salute convergono per un futuro più luminoso.
Nel dinamico comparto della salute mondiale, le medicine salvavita rivestono un ruolo di primo piano. Le complesse molecole biologiche essenziali per la loro produzione comportano però notevoli sfide nell'ambito dei processi. Attualmente l'industria biofarmaceutica vede una crescita senza precedenti nella domanda di nuovi e diversi farmaci biologici — dai vaccini a terapie personalizzate avanzate, farmaci mirati e farmaci per il trattamento di patologie complesse o rare. Queste modalità innovative sollecitano costantemente i bioproduttori ad accelerare lo sviluppo di prodotti, a velocizzare il passaggio alla produzione in scala e a generare il valore massimo dai processi esistenti.
Per soddisfare la richiesta dei pazienti relativa a farmaci sicuri e di alta qualità, i bioproduttori devono creare processi affidabili e stabili in grado di funzionare su qualsiasi scala. Questi processi devono poter essere adattati a impostazioni dei bioreattori sia riutilizzabili sia monouso. Con l'evolvere della situazione generale, le aziende si rivolgono strategicamente a strutture più piccole, più intelligenti e più flessibili. L'automazione è una condizione basilare che facilita operazioni semplificate, mentre il monitoraggio in linea in tempo reale dei parametri qualitativi e una gestione dei rischi meticolosa aumentano l'efficienza complessiva.
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Comprendiamo le sfide che dovete affrontare
Sviluppo e produzione di farmaci bioterapeutici e vaccini comportano grandi sfide in termini di tempo e costi. Lo sforzo maggiore per le aziende è accorciare i tempi fra scoperta e produzione del farmaco. Gli attributi critici di qualità (Critical Quality Attributes - CQA) possono essere influenzati dai parametri critici di processo (Critical Process Parameters - CPP) quali composizione dei mezzi, concentrazioni di metaboliti, pH, ossigeno disciolto, densità delle cellule vitali e totali nel processo a monte nonché pH, conducibilità e determinazione dell'assorbanza nell'ultravioletto (UV) per il rilevamento di proteine nel processo a valle.
Il fatto che di solito la maggior parte di questi parametri viene valutata nei laboratori comporta potenziali incoerenze dovute a tecniche di campionamento, manipolazione non ottimale e discrepanze fra misure in tempo reale e analisi in laboratorio. I campioni estratti potrebbero non essere perfettamente allineati con lo stato del processo e pur seguendo le procedure operative standard (SOP) potrebbero verificarsi scostamenti. Il ritardo fra estrazione del campione e risultati dei test di laboratorio non permette il controllo dei feedback, con conseguente minore efficienza dei processi e maggior rischio di problemi di qualità e perdita di batch. È a questo punto che vengono in soccorso le tecniche di misura in linea in tempo reale.
White paper: la rivoluzione nella bioproduzione
Misura dei bioprocessi in linea in tempo reale lungo tutto il percorso produttivo.
Che stiate sviluppando farmaci salvavita, che vi stiate preparando alla loro produzione o che cerchiate di migliorare formulazioni farmaceutiche esistenti, questo white paper può indicarvi la strada da percorrere. Scoprite consigli e suggerimenti su come integrare tecnologie di misura in linea nella vostra strategia di controllo dei processi a monte e a valle:
- Parametri critici, decisioni critiche: esplorate la sinergia fra CPP e CQA e il modo in cui determinano come sarà la vostra bioproduzione.
- L'arte del monitoraggio in tempo reale: scoprite la magia alla base dei sensori in linea e dei sensori multiattributo – le vostre armi segrete per il continuo miglioramento dei processi.
- Incremento della resa: scoprite come sensori analitici all'avanguardia si integrano perfettamente nel flusso dei vostri bioprocessi, fornendo dati immediati senza interruzione del flusso.
- Miglioramento della qualità: immergetevi nel mondo della spettroscopia infrarossa (pensate a Raman) e verificate come aumenta la qualità dei vostri prodotti.
- Dal laboratorio al processo: un trasferimento tecnologico senza soluzione di continuità per passare dalla fase di laboratorio alla fase produttiva.
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Incontrate un esperto
"La conoscenza in tempo reale dei bioprocessi è una rivoluzione per l'industria farmaceutica. Le tecnologie di analisi in linea come la spettroscopia Raman e i sensori digitali per l'analisi dei liquidi forniscono agli scienziati una visibilità all'interno dei bioprocessi senza precedenti. Le informazioni ottenute delineano una road map dettagliata che identifica aree specifiche in cui l'efficienza del processo può essere migliorata in ogni fase del ciclo di vita del prodotto, dal laboratorio di sviluppo al sito di produzione."
Ian R. Lewis, PhD
Responsabile del marketing tecnico, Endress+Hauser Optical Analysis
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Misura di CPP e CQA in tempo reale
La misura di processo in linea, un punto di svolta ai fini della comprensione dei processi, offre il controllo preciso dei CPP. Le tecniche in linea in tempo reale assicurano una precisione eccellente rispetto ai tradizionali metodi fuori linea per le variabili di processo fondamentali. Resa e tasso di crescita cellulare subiscono l'effetto di svariate condizioni ambientali fisiche e chimiche, quindi è essenziale controllare e monitorare attentamente CPP e CQA. Monitorando costantemente i CPP, le aziende possono adottare il principio Quality by Design (QbD) ed evitare costosi problemi di controllo qualità e ritardi nella produzione. Inoltre, i punti di misura in linea a monte e a valle forniscono un feedback sui processi 24 ore su 24/7 giorni su 7, assicurando la totale trasparenza dei processi. In questo modo disponete di tutte le informazioni necessarie per monitorare e controllare attentamente i parametri chiave entro le tolleranze impostate lungo il ciclo di vita dei vostri prodotti — sia a monte sia a valle.
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Ottimizzazione del vostro ecosistema a monte
Nel complesso mondo della fermentazione e della coltura cellulare, l'analisi in linea 24 ore su 24/7 giorni su 7 riveste un ruolo fondamentale. Il biotrattamento a monte comprende attività che vanno dallo sviluppo di linee cellulari all'espansione e alla raccolta di colture cellulari. I processi cruciali comprendono ottimizzazione dei mezzi, espansione del "seed train", coltivazione in bioreattori e scale-up delle colture cellulari. Questi passaggi fondamentali determinano la fase per il trattamento a valle e l'eventuale produzione di farmaci biologici. Le misure in linea hanno migliorato sensibilmente la produttività aumentando i titoli delle colture cellulari e riducendo il tempo dal bancone al bioreattore di produzione. Queste misure controllano i metaboliti e i parametri nutrizionali, compresi glucosio, lattato, titolo, densità cellulare e amminoacidi, monitorando contemporaneamente i parametri di processo quali pH e ossigeno disciolto.
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Grafico di un percorso a valle semplificato
Nel biotrattamento a valle, l'attenzione si sposta su separazione e purificazione della molecola target. L'obiettivo è massimizzare la resa in modo stabile e prevedibile, garantendo una qualità di prodotto ottimale ed esiti positivi per i pazienti. Questa fase coinvolge una serie di passaggi critici per recuperare, purificare e concentrare i bioprodotti. Tali passaggi comprendono:
- filtrazione
- cattura primaria
- scambio di tamponi
- purificazione
- purificazione finale
Le rapide variazioni della composizione che caratterizzano i processi a valle richiedono PAT adatte a volumi ridotti e tempi ciclo più brevi. La misura in linea è importante perché consente controllo e monitoraggio in tempo reale dei parametri critici, permettendo regolazioni proattive durante il processo che a loro volta potenziano l'efficienza del biotrattamento a valle garantendo bioprodotti di qualità elevata. Parametri quali concentrazione della proteina target, pH, conducibilità e aggregati si prestano in modo particolare alla misura in linea in qualsiasi strategia di controllo a valle.
Da dove iniziare? Risposte alle domande più frequenti
Non è difficile comprendere i vantaggi del monitoraggio dei processi chiave tramite una tecnologia di misura in linea accurata e prodiga di dati. Spesso però non si sa da dove cominciare. Ecco le risposte ad alcune domande frequenti che vi aiutano a partire col piede giusto nella vostra ricerca.
