生物制药生产一支药品的流程复杂,就说细胞培养扩增环节,要用到一种技术要求非常高的柔性容器。
8月3日,宁乡楚天科技股份有限公司生产车间,记者见到一个个立方形“碰碰球”,里面充满气体,透明或接近透明。大的张开双臂合抱不住,小的有煤气瓶大小。
“这可不是普通气球,而是特殊膜材制成的一次性细胞培养袋。”楚天科技研发工程师介绍,一次性细胞培养袋也叫一次性生物反应袋,是生物制药工艺不可或缺的高科技耗材,满足严苛的制药安全及无菌要求。
软性袋子替代不锈钢罐,“流水席”扩增细胞
简单地说,这种袋子如同“装酒的瓶”,是用于药品原液储配、细胞培养扩增的容器。医院有治疗用的一次性输液袋,生物制药领域则有一次性生物反应袋。
楚天科技旗下楚天思优特生物技术公司长沙工厂C级洁净车间,工作人员穿戴洁净服,“全副武装”,正在制造一次性使用的生物工艺无菌软袋。“我们看到的充了气的软性透明容器,是一次性储配液袋和生物反应袋,这些袋子的装液量可达2500至3000升,主要用于生产疫苗、靶向药、免疫治疗等高端生物药。”厂长韩文波介绍。
袋子装上药品原液,实现细胞原液爆炸式增长。研发工程师介绍,从冻存管中复苏1毫升原液,接入摇瓶中逐级扩大到1升,再进入波浪式反应袋扩大到20升,再进入搅拌式反应袋扩大到500升。“这是种子扩增阶段,15天时间完成。”
下一步进入生产阶段,原液从500升扩增到2000升。“细胞培养就像‘吃流水席’那样,滚动连续培养,可以做到每月培养2批,一年扩增24批,最大限度发挥药品产线及上市的效率。”楚天思优特工程师告诉记者。
细胞培养袋一次性使用即废弃处理,下一批生产换上新袋子。“事实上,这正是生物制药一次性使用技术的重要创新。”长沙工厂厂长韩文波说,不像传统的不锈钢培养罐,制药企业需另外配套洁净系统,用洁净注射水和高压蒸汽,严格清洗灭菌,才能进行下一批培养。“不锈钢培养罐一旦灭菌不达标,会污染药液,培养失败。”
湖南研发380微米厚特殊膜材,实现国产替代
2022年5月,楚天思优特生物技术公司长沙工厂在宁乡投产,突破特殊膜材“卡脖子”技术,首次生产一次性细胞培养及储配液袋,也是湖南唯一生产商。
这些软性袋子的原材料不简单,是一种多层生物复合膜,最早在欧美研发成功,当时只有3至5层结构。国内依赖进口,2013年上海用进口的膜材制造出国内首款储配液袋,开始应用市场。
在欧美技术基础上创新,楚天科技引进核心团队3年研发,研制出11层结构380微米厚的生物复合膜,打破欧美垄断。
“11层膜材结构中有气体阻隔层、抗拉伸加强层、粘合层等,最里层超低密度聚乙烯配方基材,与培养基接触,不会影响细胞生长。”楚天思优特总经理陈鑫介绍,第三方测试,其抗拉伸强度、抗穿刺性、气体阻隔性等性能,远超进口同类膜材。
还有一个比较优势,使用11层膜材制成一次性细胞培养袋,比进口的5层培养袋成本降低30%以上。“袋子不是越薄或越厚才好,要满足生物相容性、化学兼容性标准,在强度、韧性、透明度、热封性、柔软度等方面,寻求最佳平衡。”
比如,他们研发的新型BioTrue CM波浪式生物反应袋,采用温和、高效的波浪摇摆混合模式,有效减少细胞损伤,细胞生长速度快、密度高,媲美国际一线品牌。
“宁乡造”一次性细胞培养袋及管件生产组装,年产能2亿元,逐步推进国产替代。还接到俄罗斯、北非、东南亚等地众多细胞治疗企业的订单,走出了国门。