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【艾分享-10 · 脂质体制备 · 工艺设备篇】脂质体的粒径控制(八):产业化 · 中

更新时间:2024-08-06  |  点击率:264
  继续上一篇所述,本文就脂质体产业化粒径控制五种不同的方式作分别作详细的介绍。
 
  背景:生产项目均来自于前期实验,进行生产设备的选型或设计考虑时默认为已具备相关实验基础及数据。
 
  一、纯高压均质  
 

 

 
  结合前期实验及中式实验情况,若纯高压均质的方法能达到脂质体粒径控制要求的话,生产上一般也可以直接选用高压均质的方法。从工艺角度看一般只需要注意一下三点即可:
 
  1)设备放大差异性:即前期实验过程中所用的均质压力在生产设备上是否能匹配?如实验用工作压力为1500bar,但大流量的高压均质设备往往比较难提供此压力。但由于生产型的高压均质设备是多活塞设计,高压更稳定,均质效果较实验型的好,所以在适度降低压力的情况下也能满足均质要求。这就需要需方与供应商做详细交流,将此因素影响降至最低。当然,如果实验及中式过程中所需的压力在生产型设备最高压力覆盖范围之内就没有关系了。
 
  2)流量选择:生产型设备在选择流量时的依据并不仅仅是设备流量,而一定是以单批次样品体积与均质次数的乘积作为总体积,再结合一个生产周期预留给此环节所需的时间,二者作除法即为所需设备流量。当然,过程中还得考虑中间过程中罐体切换及自循环的时间,此影响作为修正值即可。
 
  即:所需均质设备流量min=(样品体积*均质次数)/ (计划工作时间+修正时间)
 
  3)温度控制:实验及中式过程中,样品容器与设备往往近距离连接,管路很短,过程中的温度损耗小,也比较容易控制。而生产过程中这个是必须考虑的一个因素,即尽量将样品流路的所有环节做好保温或控温处理,对有温度波动的风险点做好相应的控制设计。
 
  二、纯微射流  
 
  此种方法在生产设备的选型时与“一”基本一致,差别主要在于样品特性更适宜用哪种设备。
 
  若前期实验与中式过程用微射流均质才能达到要求,则建议生产时继续沿用,其选型时所考虑的三个因素点同上所述,这里就不赘述了。
 
  三、纯挤出  
 

 

 
  纯挤出的方式在脂质体产业化粒径控制上应用较多,主要有两种类型:一是一种膜组多个挤出盘同时挤出,二是多种膜组多个挤出盘挤出
 
  结合前期实验情况,可先对相关工艺数据进行整理,确定好生产用挤出系统选型所必需的参数,主要是:a.挤出压力;b.挤出膜组;c.每种膜组挤出的次数;d.挤出温度;再结合每个生产周期分配给挤出过程的时间,确定好最后一个因素:e.挤出时间
 
  具体设计和选型思路顺序为:
 
  1)泵类型确定:根据挤出压力的大小选择适合的泵类型,若使用压力在100bar以内,建议采用卫生级高压隔膜泵;若使用压力在100bar以上,则建议选用高压柱塞泵。
 
  2)挤出盘组数确定:若只用一种挤出膜组,则挤出盘的组数即为“1”;若用n种不同挤出膜组,则挤出盘的组数为“n”。当然,每组挤出盘的数量一般不止1个,可为2个,3个,4个或更多。有些情况下,可多配套一组挤出盘作为备用组。
 
  3)挤出盘直径:生产规模脂质体一般选用直径为142mm或293mm的挤出盘作为挤出单元,除特殊情况一般推荐142mm直径。
 
  4)挤出盘数量:如2)中方法确定好挤出盘组数后,需确认每组内挤出盘个数。此时需先将不同挤出盘组的功能做细分,如:预挤出,挤出,除菌过滤前挤出等,然后将总的挤出过程所需时间按细分功能的要求进行分配,即总时间t分为:t1,t2,t3….等,与泵速结合后即可确定每组挤出单元内挤出盘的数量。
 
  5)温度控制:生产型脂质体挤出系统一般挤出盘数量较多,管路也相对较多,所以温度损耗和波动也较大,所以在具体选型设计时要充分考虑系统中可能的温度损耗和波动点,并对其进行有效的控制以确保能充分满足脂质体挤出的功能要求,确保能做出合格的产品。
 
  当然,这个设计或选型过程不是单方面能完成的,需要购方提供相关的工艺数据,供方结合已有相关设备设计数据和案例经验数据后提供初步设计方案,后由双方详细交流后即可确定最终挤出方案;
 
  四、高压均质+挤出  
 
  此种方式中高压均质机一般有两种可能的使用功能:一是用作脂质体的均质,用于减小粒径;二是均质机仅作为挤出的动力泵,而不执行减小粒径的功能。
 
  对于第一种情况时,可结合方式“一”进行均质机的选型,然后结合方式“三”的说明进行挤出单元的设计和选型,二者结合即为整体方案;
 
  对于第二种情况时,可直接参考方式“三”即可。
 
  五、微射流均质+挤出  
 
  此种方式一般微射流均质机一般作为脂质体粒径控制的主要设备,挤出仅作为辅助,用于提升脂质体的粒径分布。
 
  具体选型时先结合方式“一”相关说明进行微射流均质机的选型,然后结合方式“三”进行挤出单元的选型和设计,二者结合即为具体配置方案。
 
  结语  
 
  以上五种方式基本涵盖了所有的脂质体生产项目中粒径控制所选用的方法。在具体运用时,往往需要供需双方共同交流后方能确定最适合的配置方案。

未完待续
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