В процессе фармацевтического производства с использованием системы одноразового применения (SUS) различные материалы, в том числе пленки, неизбежно вступают в прямой или косвенный контакт с исходным раствором или продуктом. Для стабильного качества и безопасности лекарственного препарата необходимо избежать попадания примесей или загрязняющих веществ во время контакта с материалами одноразового использования. Как правильно выбрать подходящие SUS материалы и пленку, чтобы соответствовать строгим требованиям фармацевтического производства?
Производство асептических продуктов должно соответствовать требованиям к их качеству и назначению, а также должно сводить к минимуму загрязнение микроорганизмами, различными частицами и пирогенами. В процессе производства эти три аспекта можно контролировать различными способами:
Вышеперечисленные три пункта в основном контролируются в процессе производства и сборки изделия. Помимо полного контроля процесса производства необходимо держать под контролем качества сырья, комплектующих и т. д. Например, требования к 2D/3D мешкам на разных этапах биофармацевтических процессов различны. Для того чтобы удовлетворить различные потребности, необходимо всесторонне рассмотреть и выбрать качественную пленку с точки зрения структуры, материала и производственного процесса.
Состав пленки
Для изготовления каркаса одноразового мешка в основном используется многослойная экструдированная пленка, которая подразделяется на контактный слой для взаимодействия с жидкостью, газобарьерный слой, внешний слой и клеевой слой.
Жидкий контактный слой непосредственно соприкасается с продуктом, и материал должен обладать хорошей биосовместимостью и химической совместимостью, а также низким уровнем экстрагируемых веществ. В данный момент базовая пленка состоит из контактного слоя, состоящего из полиэтилена сверхнизкой плотности (ULDPE) или линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE).
Средний (газобарьерный) слой в основном состоит из сополимера этиленвинилового спирта (EVOH), который содержит большое количество высокополярных гидроксильных групп. Водородные связи, образуемые EVOH, повышают степень межмолекулярной связи, делая пленку, полученную методом экструзии, очень устойчивой к воздействию неполярных молекул, таких как кислород и углекислый газ.
Внешний слой контактирует с внешней производственной средой и служит защитным слоем для корпуса мешка. Он должен обладать хорошей прочностью и определенной степенью гибкости, чтобы обеспечивать поддержку и облегчать складывание упаковки.
В процессе производства пленки в ее состав добавляются такие составляющие, как антиоксиданты, смазки и разрыхлители, для улучшения механических свойств, внешнего вида и удобства изготовления мешка. Поэтому при выборе пленочных материалов для мешков следует обращать внимание на состав и содержание в них добавок, чтобы уменьшить влияние на производство лекарств.
Разработанная компанией Cobetter пленка Topene™ RB&FB изготовлена из полиэтиленового материала. Процесс выдува пленки обеспечивает сверхчистую внутреннюю поверхность, а слой EVA делает ее более устойчивой к истиранию. Она может использоваться во всех технологических процессах биологических производств, особенно подходит для этапов с высокими требованиями к чистоте, таких как розлив.
Пленка Cobetter Topeva™ SA изготовлена из материала EVA, который может выдерживать низкие температуры до -80 ℃. Материал мягкий и обладает хорошей устойчивостью к истиранию, разработан специально для циклов замораживания-размораживания и культуры клеток CGT;
Процесс разработки реализует концепцию QbD, сводя к минимуму использование добавок в материале.
Сравнение различных пленок
| Пленка | Толщина(мкм) | Слои | Внешний слой | Газобарьерный слой | Контактный слой | Применение |
| Lifemeta™ KA | 330 | 5 | HDPE | EVOH | ULDPE | Все |
| Topene™ RB | 330 | 6 | LDPE | EVOH | ULDPE | Все |
| Competitor R | 320 | 5 | LDPE | EVOH | ULDPE | Ферментация, хранение и смешивание |
| Competitor C | 330 | 10 | PA | EVOH | LLDPE | Ферментация, хранение и смешивание |
| Competitor M | 300 | 4 | LLDPE | EVOH | ULDPE | Все |
| Topeva™ SA | 360 | 5 | LDPE | EVOH | EVA | Заморозка и ферментация |
| Competitor S | 360 | 5 | EVA | EVOH | EVA | Заморозка |
Процесс производства пленки
Стандартные процессы производства пленки включают литье, выдувное формование и композитные методы. Метод выдувного формования (такие как пленка KA, пленка RB, пленка FB и пленка SA) в основном делятся на два типа: охлаждение с верхним выдувом и охлаждение водой с нижним выдувом. Различные материалы, такие как полиэтилен, экструдируются из головки пресс-формы, раздуваются в пузырь с помощью продувки чистым газом, охлаждаются и затвердевают под действием потока воздуха или циркулирующей охлаждающей воды, и, наконец, сворачиваются в двухслойные рулоны пленки с помощью зажимных пластин для достижения автоматического склеивания тела пленки.
Помимо продольного растяжения в процессе производства, выдувная пленка также обладает сравнительно лучшей прочностью благодаря тому, что пузырьки пленки, образованные в процессе выдувного формования, имеют определенную степень поперечного растяжения. Кроме того, в процессе выдувного формования материал пленки разделяется на две части – внутреннюю и внешнюю. Внешний слой находится в непосредственном контакте с производственной средой, в то время как слой, контактирующий с жидкостью, находится в контакте с чистым газом, что благоприятно для контроля твердых частиц и достижения более высокой чистоты.
При литьевом методе (например, пленка 9101) полиэтилен и другие материалы экструдируются через плоскую фильеру, а затем быстро охлаждаются с помощью металлического охлаждающего ролика. Процесс литья не требует высокой прочности расплава, а ширина легко регулируется. Однако из-за однонаправленного растяжения литой пленки некоторые физические свойства могут быть несколько слабее, чем у выдувной пленки. При этом как внутренняя, так и внешняя поверхности находятся в контакте с производственным цехом, что приводит к относительно меньшей чистоте по сравнению с выдувной пленкой.
| Метод | Охлаждение | Производственная среда | Сложность |
| Выдувное формование | Воздух/вода | Жидкостный слой: ISO 4.8 чистое помещение Внешний слой: ISO 7 чистое помещение | Высокая |
| Экструдирование | Охлаждающий ролик | Среда производственного помещения | Средняя |
| Композитный | Зависит от типа пр-ва | Среда производственного помещения | Средняя |
Таким образом, при выборе одноразовых мешков первым шагом должен стать анализ сырьевой структуры пленки мешка, чтобы снизить риски, вызванные реакцией между компонентами лекарственного препарата и полимерными материалами мешка. Более того, для этапа приготовления, фасовки и упаковки следует уделить все внимание содержание уровня частиц в мешке и выбору соответствующих методов производства пленки. Наконец, нужно изучить как производитель контролирует исходное сырье, чистоту цеха, как осуществляет управление персоналом, контроль качества и поддерживает стабильность поставок компонентов и готовой продукции.
Новая линия Cobetter по выдуву высококлассной одноразовой пленки для биопроцессов прошла этапы установки, отладки и несколько периодов тестового производства. Передовая 11-слойная экструзионная пленка скоро будет готова и доступна для заказа.