Impacto de los filtros de grado esterilizante en la economía de las compañías Biofarmacéuticas

La fabricación de productos biofarmacéuticos es compleja, con múltiples procesos que incluyen una amplia variedad de flujos bajo diferentes condiciones a distintos niveles. Estas corrientes de proceso incluyen medios de cultivo celular, aditivos, factores de crecimiento en el upstream del proceso, sobrenadantes obtenidos después de la centrifugación de fermentados celulares, intermediarios del proceso de inactivación viral, soluciones tampón, y productos concentrados de alto valor añadido en el downstream. La filtración y purificación de un espectro tan amplio de productos en varias etapas y condiciones, para conseguir objetivos dispares en cada etapa, es un reto para el fabricante. Además, las condiciones de mercado cada vez más competitivas, debido a la introducción de biosimilares, aumentan aún más los requisitos de rendimiento de los filtros, teniendo siempre en cuenta la economía, la seguridad y el impacto en la calidad del producto final.

 

Filtros de grado esterilizante en Bio-farmacéutica

La filtración y purificación en los procesos bio-farmacéuticos incluyen la cromatografía líquida de alta eficacia, ultrafiltración, equipos para microfiltración y consumibles.

La microfiltración engloba un alto porcentaje (25% aproximadamente) del coste total.

Los filtros de grado esterilizante (0,2μm) son una parte esencial en el cómputo global de filtros y son necesarios para alcanzar los resultados deseados en muchísimos procesos de fabricación de productos biofarmacéuticos. Éstos juegan un papel central no sólo en la filtración estéril de los productos finales, sino que se utilizan en casi todos los pasos de los procesos de producción de productos farmacéuticos.

Se utilizan como prefiltros protectores de filtros virales, que tienen un alto coste, y columnas cromatográficas. También para evitar el bloqueo prematuro por restos celulares, precipitados muy finos, etc, en diferentes etapas.

Además, los filtros de grado esterilizante realizan la importante función de controlar la carga microbiana a lo largo de la cadena de proceso y de proteger los productos de contaminación debida a microorganismos durante almacenamientos intermedios.

En la figura 1 se remarcan los puntos donde se utilizan filtros de grado esterilizante en diferentes etapas de producción en un proceso bio-farmacéutico estándar de producción de anticuerpos monoclonales.

Los filtros de grado esterilizante (0,2μm) tienen un alto coste, y normalmente se utilizan una gran variedad de prefiltros para protegerlos y hacer así más eficiente todo el proceso de filtración. Algunos productos son extremadamente difíciles de filtrar y requieren del uso de prefiltros altamente eficientes. Sin embargo, algunos de los contaminantes tales como coloides, lípidos, precipitados y restos celulares pequeños, pueden pasar incluso por los prefiltros más eficientes en pequeñas cantidades, pero lo suficientemente grandes como para colmatar rápidamente los filtros de grado esterilizante.

Un caso típico es el sistema de expresión de células de mamíferos para anticuerpos monoclonales, que da como resultado una mayor densidad celular y la consiguiente menor viabilidad celular con mayores fragmentos y orgánulos celulares. Estos tienden a pasar a través de los sistemas de clarificación primarios y secundarios convencionales y pueden resultar en una colmatación relativamente rápida de los filtros de grado esterilizante. Esto comporta la utilización de más filtros de grado esterilizante, y consecuentemente costes de producción más altos.

Por lo tanto, resulta muy complicado, incluso casi imposible, filtrar a través de un filtro de grado esterilizante un lote de producción entero. Esto comporta un cambio de filtro a medio lote, y en algunos casos implica tener que aislar el lote completo porque no se ha podido procesar con la frecuencia deseada. Por lo tanto, los responsables del proceso de fabricación siempre buscan filtros de grado esterilizante que les den un alto rendimiento (mucho volumen filtrado).

 

AseptiPrime KS: Un nuevo filtro de PES (Polietersulfona) con una membrana asimétrica revolucionaria

El filtro AseptiPrime KS tiene una excelente capacidad para gestionar altos caudales y volúmenes, por lo que puede ayudar a superar los desafíos anteriormente expuestos y resultar en una mejora drástica en el impacto económico del proceso.

 

Análisis de rendimiento comparativo

Los estudios de rendimiento se han realizado utilizando cápsulas filtrantes conteniendo membranas de PES de las principales marcas de microfiltración y se compararon con las cápsulas de MDI conteniendo el AseptiPrime KS. Todos los filtros que se han utilizado para las pruebas contienen una doble capa. Los fluidos seleccionados son productos representativos dentro de la amplia variedad de soluciones tampón y medios utilizados en los bioprocesos basados en células de mamíferos, así como en sistemas de expresión microbiana.

Tabla 1. Se muestran soluciones tampón comúnmente utilizadas en bioprocesos y que son difíciles de filtrar.

Tabla 2. Muestra diferentes medios de cultivo para estudiar la expresión de células microbianas y mamíferas

Los diferentes productos se han filtrado bajo unas condiciones de presión y temperatura constantes, hasta que el caudal ha decaído al 80% del valor inicial. Basándose en los resultados de los distintos ensayos, se ha calculado la permeabilidad de la membrana y se ha estimado el número equivalente de cartuchos filtrantes de 10” de longitud (6.000cm2 de superficie filtrante efectiva) para filtrar un lote de 10.000L de solución tampón en 1 hora.

En las figuras 2 y 3 se representa la comparación entre el rendimiento de diferentes filtros de grado esterilizante de PES para medios de cultivo utilizados para la expresión de células de mamíferos.

En las figuras 4 y 5 se representa la comparación entre el rendimiento de diferentes filtros de grado esterilizante de PES para medios de cultivo utilizados para la expresión de células microbianas.

En las figuras 6, 7 y 8 se representa la comparación entre el rendimiento de diferentes filtros de grado esterilizante de PES para diferentes soluciones tampón.

En la tabla 3 se muestra el número de filtros de 10” de longitud necesarios para la filtración de un lote de 10.000L en 1 hora.

Conclusión

Los filtros de MDI AseptiPrime KS superan en rendimiento a otros filtros de las principales marcas de microfiltración. Este rendimiento es entre un 40 y 100% más alto. Esto comporta un ahorro muy importante y en efecto, un impacto económico menor en el cómputo global del proceso.

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