一次性系統中的顆粒物污染水平

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一、

一次性使用系統（SUS）的利用在制藥和生物制藥行業繼續增長。隨著SUS產品的采用越來越多，人們對一次性使用組件的純度問題及其對高價值最終產品的生物制造、存儲和運輸的潛在影響進行了更多的研究。Aramus™一次性凍存袋由單層、高等級、伽馬穩定的含氟聚合物制成，提供高純度、極低的溶出和析出（E&I），特殊的化學相容性，并提高了關鍵工藝流體和最終產品的安全性。特別注意通過ISO5級潔凈室制造和使用

AccuSizer®液體顆粒計數器進行質量控制（QC）測試污染，以盡量減少顆粒污染。

關注顆粒水平的原因包括：

• 患者可能因微血管阻塞而面臨的風險

• 細胞生長干擾 

• 藥品的質量、毒性及安全性

•加工干擾

由于這些原因，Aramus袋按照最高程度的清潔度進行生產，并進行了顆粒污染測試。由于Entegris公司同時生產Aramus含氟聚合物凍存袋和用于QC測試的AccuSizer液體顆粒計數器，因此Entegris是僅有的有資格提供減少顆粒污染的一次性系統。Aramus袋的亞可見顆粒測試是基于USP <788>標準，并在其他環境鏡應用說明中有很好的記錄。這些測試集中于USP <788>的要求，即≥10µm粒子小于25個/mL和≥25µm粒子小于3個/mL。所有Aramus測試結果都 符合USP <788>標準。

二、

Entegris 與 Precision Nanosystems， Inc.（PNI）合作，進行了一項研究，使用模型 mRNA 封裝脂質納米顆粒（LNPs）來研究 mRNA 封裝 LNP 在七天的儲存時間內的材料吸附情況，將 Aramus 含氟聚合物袋與常用的玻璃小瓶和聚丙烯（PP）冷凍管進行比較。在不同條件下孵育后，評估 mRNA 封裝 LNPs 溶液的物理化學特性，以建立關于 mRNA-LNPs 與這三種封裝材料接觸穩定性的初始數據。使用 PNI 專有的脂質混合物和混配系統制備并封裝模型 mRNA（EPO）到 LNPs 中，將其分裝到封裝容器中，在室溫下儲存，然后在不同的時間點進行分析，即混配后即刻（T0）、24 小時后和儲存 168 小時后，測量 mRNA-LNP 濃度（圖 1）、mRNA 濃度（圖2）和 mRNA-LNP 平均尺寸粒徑（圖3）。

圖 1 LNP 濃度與時間的關系

圖 2 mRNA 濃度與時間的關系

圖 3 mRNA-LNP 平均粒徑大小與時間的關系

如圖 1 至 3 所示，在室溫下儲存 168 小時后，mRNA 封裝 LNP 模型與工業標準容器（玻璃小瓶、PP 冷凍管和 PE 袋）相比，幾乎保持了相同的脂質納米顆粒濃度、mRNA 濃度、封裝效率和平均粒徑，這表明 Aramus 含氟聚合物袋適用于制藥用途。

隨后，裝有 LNP 懸浮液的封裝物被運往 Entegris 位于加利福尼亞州戈萊塔的工廠，使用 Nicomp®DLS 和 AccuSizer SPOS 系統進行進一步測試。Nicomp 系統數據顯示，LNP 的粒徑尺寸從 96 納米增加到 134 納米，很可能是由于時間的推移而發生的聚集。然后，在 AccuSizer SIS 系統上對袋子的內容物進行了測試，以測量 0.5 - 400 微米的顆粒粒徑和濃度。圖 4 所示的結果繪制了在 T0 時和 168 小時后，Aramus 含氟聚合物袋子和聚乙烯（PE）袋子的顆粒數/毫升與尺寸的關系。

圖 4  不同一次性封閉空間內的粒子濃度/毫升

圖4的結果表明，在PE袋中，無論是T0還是168小時后，大顆粒的數量都顯著增加。這可能表明PE袋中LNP的聚集程度更高，而不是污染程度更高，但由于SPOS對顆粒化學成分不具有特異性，因此無法確認。但這里顯示的粒徑分布更符合內在蛋白聚集，而不是外在污染。

在審查這些結果時，Entegris 決定研究 Aramus 凍存袋與其他 SU 凍存袋中在亞微米區域的顆粒污染情況。在顆粒污染方面實現最高清潔度的驅動因素可能包括測量小于 10 和 25 微米的大小。

三、

購買了幾種市售的 SUS 袋，并進行了顆粒污染對比研究。

程序：

• 對 Milli-Q 水進行測試，以建立背景基線

• 按照 BPOG 指南，以表面積與體積比 SA/V = 6 的比例，將上述 Milli-Q 水裝入 250 毫升的袋式組件中。

• 在軌道式振蕩器上以 40 轉/分鐘的轉速攪拌袋子 2 分鐘

• 將水從袋子里轉移到干凈的燒杯里

• 對燒杯中的水進行液體顆粒計數測試

AccuSizer SPOS 系統協議：

傳感器模式 = Summation

樣本體積 = 5 毫升

重復次數 = 4

流速 = 30 毫升/分鐘

圖 5 展示了Aramus袋與 A 品牌的一款 EVA 袋的比較。

圖 5  顆粒物濃度/毫升，Aramus袋與 EVA 袋的比較

這些結果表明，Aramus氟聚合物袋的顆粒污染水平低于EVA材料袋。在審查這些數據后，在馬薩諸塞州比勒里卡的Entegris公司繼續進行額外的測試，比較Aramus氟聚合物與兩種EVA型袋。在馬薩諸塞州比勒里卡的研究中，采用了與上述相同的測試程序。

如圖6所示，我們將兩種類型的250 mL EVA凍存袋與250 mL Aramus凍存袋進行了清潔度水平的比較。Aramus袋始終符合<788>標準，即大于25µm的顆粒小于每毫升3個，大于10µm的顆粒小于每毫升25個，而兩種類型的EVA袋有時都會超過USP <788>設定的限制。

圖 6  Entegris（紅色）、品牌 B（藍色）、品牌 C（黃色）顆粒的濃度/毫升與粒徑（微米）的關系

圖7所示的結果還表明，Aramus凍存袋在>0.5微米的顆粒污染水平上很低，約為B品牌的一半，C品牌的三分之一。與EVA品牌B和C相比，Aramus凍存袋在從組裝到組裝的過程中，清潔度水平更加一致。

圖 7  Entegris（紅色）、品牌 B（藍色）、品牌 C（綠色）顆粒的濃度/毫升 與 粒徑（微米） 的關系 

四、

這項研究表明，Aramus含氟聚合物凍存袋比競爭對手的袋子要干凈得多。Aramus的凍存袋始終符合USP<788>標準，而競爭對手的凍存袋有時不符合標準。Aramus的凍存袋在不同的袋之間提供了更一致的性能，給客戶更佳的質量保證。我們還觀察到，在亞微米顆粒范圍內，Aramus的凍存袋比競爭對手的EVA袋清潔2-3倍，這表明Aramus的凍存袋可以成為生物制藥行業應用優秀的一次性用品。

參考文獻

[1]  Recommendations for Testing, Evaluation, and Control of Particulates from Single-Use Process Equipment, BPSA 2014 report.

[2]  USP <788>, Particulate Matter in Injections.

[3]  Entegris Application Note, Aramus Single-Use Bag Particle Testing, November 2018.

[4]  Entegris Application Note, Monitoring Particulate Contamination in Medical Devices, March 2021.

[5]  Precision Nanosystems, Inc.

[6]  Chou, K. and Bumiller, M., Opportunities and Pitfalls in the Analysis of Subvisible Particles during Biologics Product Development and Quality Control, American Pharmaceutical Review, August 2020.