生物制药过滤技术发展

guolvfenlitech6

2026-07-15           环球过滤分离技术网              guolvfenlitech6

在生物制药生产过程中，过滤技术的应用至关重要，它负责去除工艺中的杂质和污染物，包括颗粒物、病毒以及控制生物负荷。随着生物制药工艺的不断强化，治疗性产品的物理尺寸和生化复杂性也在增加，这要求过滤技术不断进步以适应新的挑战。

在生物制药生产中，过滤步骤的优化是提高产量和产品回收率的关键，同时也要考虑到工艺的经济性。随着治疗性产品的物理尺寸和生化复杂性的增加，过滤技术也在不断进步以满足这些新的要求。为了应对这些挑战，过滤技术供应商、生物制药制造商以及监管机构之间的紧密合作至关重要，他们共同开发和采用新的解决方案。

需要管理的几种过滤技术

在生物制药的生产过程中，过滤技术扮演着至关重要的角色，它能够有效地去除工艺中的杂质和污染物，包括颗粒物和病毒，同时控制生物负荷。随着生物制药工艺的不断强化，治疗性产品的物理尺寸和生化复杂性日益增加，过滤技术也在不断地发展和进步。

为了提高产量和产品回收率，同时确保工艺的经济性，过滤步骤的优化变得越来越重要。这一过程中，过滤技术供应商、生物制药制造商以及监管机构之间的紧密合作至关重要，它们共同推动了新解决方案的开发和应用，以应对生产过程中的挑战。

Cytiva 的过滤管理研发科学总监 Mike Collins 指出，过滤技术大致可以分为四类：首先是预过滤技术，如用于初步澄清的深层过滤技术；其次是用于最终产品灭菌的膜过滤技术，它也用于在二次澄清或病毒灭活后降低生物负荷；第三是用于去除外来和内源性病毒的病毒过滤技术；最后是切向流过滤技术，它用于浓缩工艺流体、置换缓冲溶液和去除杂质。

随着生物制药行业的发展，过滤技术也在不断地创新和优化，以满足更高的生产效率和产品质量的要求。这包括开发新型过滤材料、改进过滤设备的设计以及提高过滤过程的自动化和集成度。通过这些努力，过滤技术在生物制药生产中的作用将变得更加关键，有助于确保治疗药物的安全性和有效性。

在生物制药领域，SK pharmteco 的病毒载体下游工艺开发总监 Chris Nieder 强调了深层过滤、切向流过滤（TFF）和除菌过滤技术在生产过程中的普遍应用。这些技术被广泛用于不同类型的生物制药工艺，包括重组蛋白、基于抗体的疗法以及病毒载体的生产。

Nieder 指出，选择合适的膜材料和截留分子量（MWCO）对于特定的应用至关重要，而供应商在提供多样化的解决方案方面扮演着关键角色。为了满足行业对无菌操作的需求，近年来，供应商们也在积极开发无菌TFF技术，以便在需要时能够实现封闭系统的应用。

无菌TFF技术的发展对于保证生物制药产品的质量和安全性具有重要意义，它有助于减少生产过程中的污染风险，同时提高生产效率和产品的一致性。通过这些技术的不断进步和优化，生物制药行业能够更好地满足患者对高质量治疗药物的需求。

Chris Nieder 指出，在生物制药工艺中，深层过滤器通常被用于去除细胞、细胞碎片，并且减少细胞收集阶段的浑浊度和可溶性杂质。特别是在单克隆抗体（mAb）生产过程中，深层过滤器在低pH值病毒灭活步骤之后也发挥着重要作用，其目的是在进行精纯层析之前进一步降低样品的浑浊度和杂质。

此外，切向流过滤（TFF）技术在多个应用场景中都非常重要。例如，在病毒载体的捕获层析之前，TFF被用来减少样品体积，这样可以减少样品上柱的时间。同样，在单克隆抗体的生产中，TFF也被用于在捕获层析和精纯层析步骤之间进行缓冲液的替换，以及在最终制剂步骤中进行产品的浓缩和缓冲液的替换。

Paul Beckett，MilliporeSigma 的高级战略产品经理，提到了深层过滤器的常见结构，它们大多由无纺布介质层构成，或者是以纤维为增强材料并压制成薄片的二氧化硅介质。他解释说，深层过滤器的常规材料包括纤维素和硅藻土（DE，一种有机二氧化硅），这些材料会与带有正电荷的树脂结合，以便吸附核酸类污染物。这种正电荷的特性有助于清除核酸污染物。无论是DE还是其他合成材料，二氧化硅都能够吸附较大的分子和颗粒。Beckett 还指出，由于活性炭在吸附小分子方面的能力，它的使用也变得越来越普遍。

Elliott Zell，来自Solventum生物工艺过滤全球新产品营销部门，阐述了膜过滤技术在生物制造中的关键作用。他提到，膜过滤技术主要用于去除尺寸小于0.5微米的微小颗粒，这一技术在控制生物负荷、截留病毒、浓缩过程以及更换缓冲液等方面发挥着重要作用。

Zell特别指出，平板或打褶的膜材料被用于制造除菌级过滤器，这些过滤器的孔径通常为0.2微米。这类过滤器在多个单元操作中扮演着生物负荷控制的角色，并且它们对于确保药品在灌装和完成阶段的无菌状态至关重要。通过这种精细的过滤过程，可以提高生物制药产品的质量和安全性。

Paul Beckett 指出，用于无菌过滤的膜滤器普遍采用经过表面处理的聚醚砜（PES）材料，这种材料在承载能力和过滤速度方面表现出色。这些滤器能够以多层形式组合，有效应对难以处理的原料；其中0.1微米级别的产品主要用于防止生物反应器周围支原体的污染；而单层设计的产品则适用于快速的缓冲液过滤过程。

Paul Beckett 注意到，切向流过滤（TFF）滤器一般采用再生纤维素材料制造，这种材料适用于高价值产品的生产，如单克隆抗体（mAb）和病毒载体，以及在需要使用有机溶剂、而聚醚砜（PES）材料不相容的场合。相对地，PES膜更适用于血浆处理等要求更为稳健和耐久的应用场合。

在设备形式上，平板膜包系统是最常见的，原因在于它们便于放大生产规模，并且可以多次使用。然而，Beckett 也提到，在临床生产环境中，尤其是当密封性非常关键时，例如在慢病毒（LV）载体和抗体药物偶联物（ADC）的生产过程中，自持式的囊状设计滤器则更为适用。这种设计能够提供更好的密封性，从而满足严格的生产要求。

Paul Beckett 进一步指出，在上游的灌流式细胞培养过程中，切向流过滤（TFF）技术正逐渐被广泛采用，主要用于清除废弃的培养基和/或产品。他强调，这些用于上游工艺的TFF过滤器在设计上（通常采用中空纤维形式）与下游工艺中使用的过滤器存在显著差异，它们多数是由改性的聚醚砜（PES）或聚偏二氟乙烯（PVDF）材料制成。这种材料选择反映了不同工艺阶段对过滤器性能要求的差异，以及对特定应用中化学兼容性和物理强度的考量。

Paul Beckett 强调了空气过滤器在生物制药工艺中的重要性，尽管它们常常被忽视。这些过滤器通常安装在储罐上，用于维持储罐的大气压力，并且在进行排污和完整性测试时发挥关键作用。在材料选择上，许多空气过滤器采用了聚四氟乙烯（PTFE）膜，这种材料因其优异的化学稳定性和耐热性而被广泛使用。PTFE膜过滤器可以通过蒸汽进行灭菌，确保了工艺过程的无菌性。而在某些需要通过辐照灭菌的应用中，例如对敏感药物成分的处理，聚醚砜（PES）过滤器则成为更合适的选择。PES材料同样具有良好的化学稳定性和热性能，使其能够在严格的灭菌过程中保持性能不变。这些过滤器的选择和应用，体现了生物制药工艺中对材料性能和灭菌方法的细致考量。

Elliott Zell 提到，中空纤维膜技术也被应用于纳滤系统中，目的是去除内源性和外源性病毒。他解释说，鉴于病毒的体积通常小于100纳米，这种膜过滤技术能够有效地截留病毒，同时对药物分子的通过影响较小。这种选择性的过滤特性，使得纳滤技术在生物制药工艺中，尤其是在病毒清除方面，成为一种高效且有价值的工具。

Jean Aucamp，Lonza生物制药研发部的副总监，同样认为纳滤滤器在哺乳动物细胞培养的生物制药工艺中扮演着重要角色。他指出，这些滤器之所以无处不在，是因为它们在有效去除内源性和外源性病毒方面具有显著效果。这种高效的病毒清除能力对于确保生物制药产品的安全性和纯净度至关重要。

不同的药物模式带来不同的过滤挑战

确实，成功的过滤操作需要克服一系列挑战，这些挑战可能因过滤技术的不同、操作的具体目标以及过滤过程本身的特点而有所差异。

单克隆抗体（mAb）

Mike Collins 指出，随着单克隆抗体（mAb）生产技术的不断进步，过滤过程所面临的挑战也随之增加。他提到，近年来，通过改进上游细胞培养技术，产品的生产滴度已从过去的1-2 g/L提升至5-10 g/L甚至更高。这种提高通常与更高的细胞密度（在补料分批培养中可达到40 x 106 cells/mL）、更高的浊度以及需要去除的杂质（如宿主细胞蛋白HCP和宿主细胞DNA）的增加有关。他解释说，这些变化对过滤技术提出了更高的要求。

Paul Beckett 认为，尽管大规模澄清操作，如连续离心和精细深层过滤，能够有效处理细胞培养液中的固体杂质，但传统的两级深层过滤器可能无法提供足够的载量来满足生产设施的需求和经济效益。为了解决这一问题，需要开发和使用具有更高载量的澄清过滤器。

Mike Collins 进一步指出，为了应对可溶性杂质水平的增加，需要采用功能化的深层过滤器。这些杂质如果不在过滤过程中被有效去除，可能会对后续的层析纯化步骤造成影响，从而降低整个生产过程的效率和产品质量。因此，开发和应用新型的、能够去除更多杂质的深层过滤器对于保证生物制药工艺的顺利进行至关重要。

Paul Beckett 指出，在重组蛋白的生产中，上游工艺的高滴度对下游的膜过滤/除菌过滤环节提出了挑战，主要问题在于现有中间膜过滤器的载量不足。为了克服这一难题，他建议使用具有更高颗粒负载容量的专用中间过滤器，这样的过滤器能够更有效地处理高滴度的进料液，从而提高过滤效率和整体生产过程的经济性。这种解决方案有助于确保在过滤步骤中不会因为过滤器过早饱和而限制了生产流程。

Chris Nieder 指出，随着皮下注射药物的蛋白质浓度不断增加（达到200-300 g/L），最终制剂过程也遇到了挑战。他解释说，蛋白质浓度的提高会导致溶液粘度增加，进而增大切向流过滤（TFF）的压力。这种高压在生产环境中可能难以控制。此外，高粘度也意味着在除菌过滤过程中需要降低流速，这会导致整个工艺时间延长。虽然使用大型除菌过滤器可以解决流速问题，但可能会因为增加滞留体积而导致产品稀释，从而引发其他问题。

Mike Collins 强调，在过滤操作中，产品损失的问题不容忽视。他提到，非特异性结合、较高的不可回收体积以及较高的预冲洗要求都可能导致产品损失增加。这些因素在过滤过程中可能会导致目标蛋白质或其他生物分子的损失，从而影响整体产率和生产效率。因此，在设计和优化过滤工艺时，需要特别注意这些问题，以减少产品损失并提高生产过程的经济性。

Jean Aucamp 指出，在采用纳滤技术进行病毒去除时，面临的主要挑战包括较高的成本以及不同产品在过滤性能上的差异。此外，为了达到较高的过滤通量和较短的处理时间，往往需要降低产品浓度，这与提高产品浓度的趋势相反，可能导致处理体积的增加。这种增加的体积可能会抵消上游工艺中通过强化和体积减少所获得的效益。因此，在实施纳滤病毒去除策略时，需要综合考虑成本、产品特性、浓度要求和整体工艺设计，以实现高效且经济的生产过程。

Paul Beckett 认为，标准的单克隆抗体（mAb）除病毒过滤技术已经非常高效。他提到，这些技术能够提供超过104 log10的病毒减少值，这对于mAb来说已经非常接近，同时预计这一步骤的产品收率会非常高，处理时间也相当短。这表明，尽管存在挑战，但现有的过滤技术在病毒清除方面仍然非常有效。

双特异性抗体

Paul Beckett 指出，除了标准单克隆抗体（mAb）所面临的挑战，双特异性抗体在除病毒过滤过程中也遇到了特别的难题。这些分子由于其结构特性，倾向于聚集，这不仅减少了除病毒过滤器的处理能力，而且由于它们的体积通常比传统的单克隆抗体更大，这进一步增加了过滤过程中的挑战。因此，实现经济高效的处理量对于这些难以处理的原料来说是一个需要解决的问题。这表明在双特异性抗体的生产过程中，需要特别关注和优化过滤步骤，以确保产品的质量和产量。

抗体偶联药物

Paul Beckett 强调了抗体药物偶联物（ADC）在生物制药领域的独特性，这类分子因其强大的药效而著称，因此在生产过程中需要特别注意保护操作人员和环境不受这些潜在有害分子的影响。他指出，与大多数生物制药工艺的重点相反，ADC 生产中的关键挑战在于保护操作人员免受有毒产品的暴露，而不是保护产品免受环境污染。

Beckett 进一步说明，这种保护的需求可能导致在生产过程中需要使用高质量的密封设备，但这样的设备往往有限。这意味着在ADC的生产线上，可能需要特别设计和开发能够提供充分保护的设备和工艺流程，以确保操作人员的安全和产品的质量。这种对密封性和安全性的特别关注，可能会对生产设备的选择和工艺设计提出额外的要求和挑战。

病毒载体

Chris Nieder 指出，市场上的深层过滤器大多是针对带正电荷的单克隆抗体（mAb）澄清而设计的，这可能会显著影响病毒载体的回收率。Paul Beckett 补充说，许多深层过滤器含有的二氧化硅成分和正电荷通常会与慢病毒（LV）载体紧密结合，因为这些载体体积较大且带有净负电荷。Mike Collins 也提到，即使是体积较小但同样带负电荷的腺相关病毒（AAV）载体，也会受到现有深层过滤器的吸附，导致产品收率降低。因此，需要寻找替代方案，比如使用由纤维素或合成材料制成的低载量过滤器，以改善病毒载体的回收率。

Mike Collins进一步 指出，尽管腺相关病毒（AAV）载体的体积小于慢病毒（LV）载体，但它们同样带有负电荷，这使得它们在通过现有的深层过滤器时也容易被吸附，从而导致产品收率降低。为了解决这一问题，他建议可以采用由纤维素或合成材料制成的低载量过滤器作为替代方案，这些过滤器可能对病毒的吸附作用较小，有助于提高病毒载体的回收率。这种方法可能更适合处理带有负电荷的病毒载体，从而在保证产品质量的同时提高生产效率。

Chris Nieder 提到，慢病毒（LV）的除菌过滤过程常常面临过滤载量低和产品回收率低的问题。Paul Beckett 对此进行了解释，他认为这主要是因为慢病毒的体积较大，且倾向于聚集，这使得它们难以通过孔径较小的除菌级膜过滤器，如0.22微米或更小的过滤器。由于慢病毒的这些物理特性，它们在过滤过程中可能会被过滤器截留，从而导致过滤效率下降。因此，在处理慢病毒这类大型病毒载体时，可能需要考虑使用更适合其特性的过滤技术和策略，以提高过滤过程的效率和产品的最终收率。

Chris Nieder 指出，慢病毒（LV）载体在进行除菌过滤时常常遇到过滤载量低和回收率不高的问题。Paul Beckett 解释称，这是因为慢病毒的体积较大且易于聚集，导致它们难以通过孔径较小的除菌级膜过滤器，如0.22微米或更小的过滤器。

Mike Collins 补充说，对于腺相关病毒（AAV）载体，尽管其体积小于慢病毒，但由于也带负电荷，现有的深层过滤器在处理时也会导致病毒吸附，从而降低产品收率。为了解决这一问题，可以考虑使用由纤维素或合成材料制成的低载量过滤器。

此外，病毒载体的除病毒过滤步骤也面临挑战，因为病毒载体的尺寸（AAV约20纳米，LV约120纳米）无法使用单克隆抗体工艺中常见的除病毒过滤器。因此，外来病毒污染产品流的风险增加，这就需要更加重视通过使用封闭式一次性技术等方法来降低风险，并对所有进入工艺的工艺流体（例如细胞培养基和缓冲液）实施除病毒过滤。

使用全封闭的无菌工艺流程可以避免除菌过滤的需要，但这也带来了一系列挑战。Paul Beckett 强调，为了进行切向流过滤（TFF），需要具备适当孔径的封闭式无菌设备，而这些设备可能不易获得。他提到，调整工艺配方以减少病毒载体的聚集可能对提高过滤效率有所帮助。此外，他还指出，其他大型且易受损的产品，如外泌体和脂质纳米颗粒，在过滤过程中也可能遇到类似的挑战。这意味着在过滤技术和设备的选择上需要更多的创新和优化，以适应这些特殊产品的处理需求。

质粒DNA

Paul Beckett 指出，由于核酸分子带有强烈的负电荷，质粒 DNA (pDNA) 在澄清和深层过滤过程中遭遇的问题与病毒载体相似。这种电荷特性导致 pDNA 在过滤时可能会被过滤器的介质所吸附，从而降低了产品的收率。为了提高 pDNA 的过滤效率，通常需要对过滤工艺进行调整，比如改变缓冲液配方或使用中性不带电荷的过滤介质。这样的调整有助于减少 pDNA 与过滤器之间的非特异性吸附，提高过滤过程中的产品收率。

当前的一些进步

Paul Beckett 强调，尽管膜介质的化学技术正在不断进步，但许多技术革新都是基于现有化学技术的应用和新设备设计的创新方法。他提到，这些技术进步应该放在整个生物制药工艺行业的大背景下来看待，因为这个行业本身也在不断地发展和变化。生物制药制造商面临着降低成本和加速产品上市时间的巨大压力，这种压力影响着生物工艺的每一个环节。

因此，尽管市场上已经出现了一些新的解决方案，但过滤技术的最新发展往往是渐进的，而非颠覆性的。一些新方法，例如在收获前使用絮凝剂进行预处理，都是从其他相关领域借鉴而来的。这些渐进式的改进和创新方法的应用，共同推动了过滤技术在生物制药工艺中的发展，以适应行业对于成本效益和生产效率的不断追求。

Chris Nieder 指出，单程切向流过滤（SPTFF）作为现有技术的新应用，正越来越广泛地用于高浓度单克隆抗体（mAb）的最终制剂。这种操作模式并非依赖于新型过滤器，而是通过改进操作方式来实现。SPTFF 在学术界已被广泛应用，并开始被工业界采纳。如果开发得当，SPTFF 可以实现稳态工艺，与传统的TFF相比，它能够在处理高浓度（200-300 g/L）的蛋白质时，实现更低的系统压力。这种技术的发展，为高浓度生物制剂的生产提供了新的解决方案。

可持续性是一个考虑因素

Paul Beckett 强调，尽管膜介质的化学技术正在不断进步，但许多技术革新都是基于现有化学技术的应用和新设备设计的创新方法。他提到，这些技术进步应该放在整个生物制药工艺行业的大背景下来看待，因为这个行业本身也在不断地发展和变化。生物制药制造商面临着降低成本和加速产品上市时间的巨大压力，这种压力影响着生物工艺的每一个环节。

因此，尽管市场上已经出现了一些新的解决方案，但过滤技术的最新发展往往是渐进的，而非颠覆性的。一些新方法，例如在收获前使用絮凝剂进行预处理，都是从其他相关领域借鉴而来的。这些渐进式的改进和创新方法的应用，共同推动了过滤技术在生物制药工艺中的发展，以适应行业对于成本效益和生产效率的不断追求。

在考虑潜在的新型过滤技术时，与生物工艺开发和制造的所有方面一样，评估其对生物制药生产运营可持续性的潜在影响至关重要。“任何新产品/设备/技术的设计都必须考虑到可持续性，”Beckett 表示。这种设计可以减少冲洗用水量、减少包装材料、减少占地面积，或者消除使用氢氟碳化合物进行高性能完整性测试。“在解决重要过滤挑战的同时提供更可持续替代方案的新解决方案更有可能得到广泛采用，”他总结道。

值得注意的进步

确实，尽管过滤技术的进步往往是逐步的，但其中一些发展已经对不同模式的过滤工艺产生了显著的改进。这些改进可能包括提高过滤效率、增强产品回收率、降低生产成本以及提升操作的可持续性。例如，通过优化膜材料和设计，可以减少过滤过程中的能耗和材料消耗，同时提高过滤质量和速度。此外，新技术的应用，如自动化和智能化控制系统，也有助于提高过滤过程的精确性和可靠性。这些渐进式的改进在提高生物制药行业整体生产力和竞争力方面发挥着重要作用。

Paul Beckett 强调，深层过滤技术正在获得业界的广泛关注。他提到，一个重要的改进方向是采用合成介质，这些介质不仅能够提供与传统介质相媲美的性能，而且在冲洗用水量和验证要求方面更为高效，这使得整体工艺的经济性得到了显著提升。这种转变不仅提高了过滤操作的效率，还有助于降低生产成本，从而使得深层过滤技术在生物制药工艺中的应用更具吸引力。

Alexei Voloshin，Solventum 公司的生物工艺科学全球负责人，指出为了应对单克隆抗体（mAb）生产中更高的细胞密度、滴度和杂质水平所带来的挑战，业界采取了多种方法，包括在澄清步骤之前使用絮凝剂、利用声波分离技术以及采用切向流深层过滤（TFDF）。然而，他同时指出，尽管这些方法在实验室规模上可能效果显著，但当需要放大到工业生产规模时，它们的操作复杂性仍然较高，这可能会给工艺的规模化带来挑战。因此，需要进一步的研究和开发来优化这些技术，以便它们能够更有效地应用于大规模生产环境。

Alexei Voloshin 指出，阴离子交换（AEX）纤维层析法是应对单克隆抗体（mAb）生产中高细胞密度、高滴度和高杂质水平挑战的有效方法。这种技术已经被验证可以扩展到大规模的商业化生产。他解释说，AEX纤维层析法使用一次性囊式滤器内的Q化学功能化纤维床来澄清细胞培养收获液，这种方法结合了过滤器式流穿操作的简便性和可扩展性以及层析法的高分离精度。这样的技术进步为生物制药工艺提供了更高效、更经济的解决方案。

Alexei Voloshin 认为，功能化纤维技术在生物制药工艺中具有广泛的应用潜力，能够对整个工艺中可能出现的杂质进行有效的层析分离，这些杂质的大小可以从整个细胞到细胞培养基中的各种成分。他进一步指出，商业化的解决方案能够逐步改进工艺设计的速度，实现规模的放大，并提高整个工艺的经济性。

Voloshin 举例说明，Solventum（之前称为 3M Health Care）提供了一个功能化纤维澄清平台，这个平台旨在加速现代强化的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞培养中表达的单克隆抗体（mAb）候选物的开发过程。从药物发现阶段到商业化生产，这个平台都能够提供支持，从而加快产品上市的速度并提高生产效率。这样的技术平台对于生物制药公司来说是一个宝贵的资源，它能够帮助它们在竞争激烈的市场中保持领先地位。

Chris Nieder 指出，切向流深层过滤（TFDF）技术在病毒载体澄清工艺中的应用越来越广泛。他提到，TFDF通过结合深层过滤介质和切向流过滤的优势，相较于传统深层过滤器，能够提供更高的回收率和载量。这种技术能够有效处理高细胞密度、高滴度和高杂质水平的挑战，因为它利用了深层过滤器的特性，同时保持了切向流过滤的高回收率和通量优势。

Alexei Voloshin 认为，在细胞和基因治疗领域，新型分离技术正在积极开发中，这些技术基于创新的理念。他提到，功能化纤维床和聚合物涂层微球等技术能够像传统过滤器一样允许流体通过，同时利用尺寸、电荷或其他特性来捕获与工艺相关的污染物。这种方法使得传统过滤和层析之间的界限变得不那么明显，因为它们都利用了药物分子的物理和化学特性来实现分离。

Voloshin 预期，随着这一领域技术的不断进步，未来可能会出现更先进的类似过滤器的工艺技术，这些技术将物理和化学原理作为其分离机制的核心。这种趋势预示着生物制药工艺中过滤和分离技术的未来发展，可能会带来更多创新和高效的解决方案，以满足细胞和基因治疗产品的生产需求。

Paul Beckett 指出，在除菌过滤领域，设备设计的一些基本改进包括了能够在灌装或完成阶段的隔离器内进行现场完整性测试的能力。这种设计改进提高了工艺的便利性和可靠性，确保了过滤过程的无菌性。

此外，他还提到了在膜技术方面的更先进发展，这些发展包括提高膜的载量，降低蛋白质与膜的结合率，以及减少设备占用的空间。这些改进有助于提高过滤效率，减少产品损失，并使得过滤系统更加紧凑，适合在有限的空间内进行操作。这些技术进步对于生物制药工艺的优化和效率提升具有重要意义。

Cytiva 公司开发了一种新型的除菌过滤技术，这项技术特别设计来应对高浓度生物样品进料液中高颗粒负载的问题，这通常会导致过滤器过早地发生堵塞。Mike Collins 指出，这种新型过滤器能够在不增加过滤器尺寸的前提下提供更高的吞吐量，有效避免了因滞留体积增加而带来的产品损失问题。这样的设计不仅提高了生产效率，还有助于减少生产成本，尤其是在处理高价值生物制剂时。这项技术的推出，展示了Cytiva 在过滤产品创新方面的持续努力，以满足生物制药行业在过滤效率和经济性方面的高标准要求。

Paul Beckett 指出，在生物制药工艺中，人们正在考虑是否有必要在中间过滤步骤中使用经过验证的除菌级过滤器。这些过滤器通常用于控制不同单元操作之间的生物负荷或颗粒数量，以及保护层析柱不受污染，还有在早期下游操作中过滤非关键性缓冲液。

他提到，考虑到过滤器成本中有很大一部分是用于测试、验证和记录，以确保其达到除菌级标准，因此，对于那些在生物纯化过程早期遇到的具有挑战性的进料，使用更开放的膜或记录较少的膜可能更为经济。这些膜可能具有更高的容量，因为它们不需要满足与除菌级过滤器相同的验证要求，从而降低了成本。

这种考虑反映了生物制药行业在过滤策略上的一种趋势，即在确保产品质量和安全的同时，也在寻求成本效益更高的解决方案。对于某些应用来说，使用较低成本的过滤解决方案可能是一个合适的选择，尤其是在那些对过滤要求不是非常严格的步骤中。

Paul Beckett 强调，EudraLex 第4卷附件I的最新更新，这是一份备受期待的关于无菌产品生产的欧盟监管指南，明确列出了对膜过滤技术的监管要求。他指出，其中某些要求，特别是关于使用前灭菌后完整性测试（PUPSIT）的规定，正在推动膜过滤技术的创新和进步，以确保当前和未来操作的监管合规性。这意味着制造商需要确保他们的过滤系统不仅在技术上是先进的，而且还要满足严格的监管标准，以保证产品的安全性和有效性。

Paul Beckett 指出，切向流过滤（TFF）技术取得了显著进步，其中包括推出了一系列开放式超滤膜（其标称截留分子量为300-1000 kDa）。这些膜在制造过程中对孔径的控制得到了改善，提供了更为有效和可靠的分离性能。此外，通道筛分技术的发展使得高浓度产品的处理成为可能，这对于提高生产效率和产品收率具有重要意义。

他还提到，封闭式灭菌设备的创新减少了临床试验阶段的验证成本，并允许实施封闭工艺，这不仅确保了产品的安全，也保护了操作人员免受潜在有害生物制剂的影响。这些技术进步体现了生物制药行业在过滤技术方面的持续发展，旨在提高工艺效率、降低成本并确保最终产品的质量和安全性。

Beckett指出，对于病毒过滤而言，研究的焦点在于提升现有过滤膜的性能，使其能够处理更复杂的原料和更具挑战性的生物制品，比如双特异性抗体。他还提到，对于其他过滤技术，随着对工艺强化、集成化和封闭系统的需求增加，行业正在开发可进行辐射消毒的封闭设计。

合作对发展至关重要

Voloshin强调，过滤技术在生物工艺设计中扮演着关键角色，它贯穿于整个生产流程。因此，下一代过滤技术及其类似解决方案的发展，将由技术供应商、生物制药企业以及监管机构共同推动。实际上，生物工艺过滤技术的进步并非孤立发生。制药企业和监管机构对新技术提出了具体要求，而制造商在创新现有技术的应用方面也扮演了重要角色。

技术供应商（有时包括学术实验室）主要负责创新解决方案的开发。Collins指出：“为了有效推动新技术的发展，所有相关团队必须密切合作。”

Beckett补充道，制造商扮演着至关重要的角色，他们需要向供应商明确指出他们面临的最大挑战、生产流程中的障碍，以及产品需要满足哪些性能标准，以便克服与监管流程变更控制相关的障碍。

“与供应商的合作是推动新产品上市的有效途径，”Nieder表示赞同。他注意到，与供应商的合作还为评估产品早期开发阶段提供了机会，并能够提供反馈，以优化设计和性能。

改变预期

随着生物技术行业的不断进步，过滤技术的基本概念已经实现了显著的发展。Zell预计，随着生物工艺设计的进一步发展，我们将会看到更多创新且激动人心的过滤相关分离技术。

“全流过滤在生物制药工艺中的基础地位即将确立，未来先进的过滤技术将使全球的生物制药产品更安全、更高效、更易于获取，”Zell坚信。

Beckett 进一步指出，生物制药的生产模式正在经历转变。这些变化包括对商品成本的新压力、对大型生物反应器（如60,000升）需求的减少，以及对新型生物制药产品（如抗体药物偶联物ADC和病毒基因疗法）的需求增加。这些新型药物由于其强大的疗效，所需的生产量相对较少。

“过滤技术需要为2040年的生物工艺设施做好准备，而不是仅仅满足当前的需求。这些设施可能会更小型化、完全采用一次性使用、支持多产品生产，并设计为能够在单一生产线上灵活生产多种产品。为了适应这样的设施，过滤技术必须变得更紧凑、成本更低和/或处理速度更快，这些是生物工艺强化的三个关键要素，”Beckett总结说.

来源于:搜狐,侵权告删       www.guolvfenlitech.com