模块化和移动性是激增生产的关键

开朗的豌豆射手 2023-04-25

在 COVID-19 大流行之初，制药行业迅速推出疫苗。需求超过供应链能力，外包成为公司更快、更经济地改进产品的一种选择，特别是对于需要更多专业知识的创新技术。为了更好地满足药物快速开发的需求和新型生物药等更复杂模式的兴起，生产过程必须更加精简。在使用激增生产（surge manufacturing）期间吸取的经验教训和实践可以帮助该行业更好地为未来的爆发和大流行做好准备。

什么是激增生产？

激增生产是一种快速扩大生产的方式，以准备药物库存，例如为了应对政府可能需要解决的大流行病。产量的急剧增加可能是暂时的，因为疗法或疫苗可能最终达到顶峰并消退。在以前的典型生产中，正常的放大将更侧重于随着时间的推移增加产量、以满足不断增长的需求，而不是关注速度、以满足即时的大量需求。从历史上看，扩展到全面生产的时间需要数年。在 COVID-19 大流行开始时就产生了对激增生产的需求，当时世界以前所未有的高需求立即需要新型疫苗。在政府大力支持以最快速度扩大全球疫苗规模的情况下，激增生产证明了自己是为医疗保健行业成功建立生产的最佳方式。

即使有政府的大力支持，在查看不同的设施和设备流程、以确定哪种方法是支持激增生产的最快方法时，快速扩大规模也存在局限性和挑战。传统上，工厂使用永久性、专用设备，这使得在需求变化时难以扩大规模或改变用途。另一方面，激增生产模式依赖于可以满足不同生产需求的模块化设备和设施。

模块化设计和一次性技术

当全球危机或其它突发需求要求激增生产时，设计为模块化、多用途和一次性的工艺设备都有助于快速动员和扩大规模。模块化设计允许设备在工艺室之间移动并重新定位、以改变不同体积和产品配方的工艺序列。

与模块化设备一起，灵活的洁净室允许团队转向新产品。多个洁净室需要配备核心良好生产规范 (GMP) 公用设施（例如工艺气体、注射用水、工艺冷冻水、电气连接等）。最初建立一个设施、准备好枢转和处理多个生产链和不同的工艺，将允许在需要激增生产时，快速动员。

一次性技术对激增生产的快速动员有很大好处。它消除或限制了对清洁验证、大型 GMP 实用程序以及在线清洗 (CIP) 和在线蒸汽灭菌 (SIP) 系统的需求。如果没有 CIP 和 SIP，您将消除公用设施系统的构建和鉴定。您还可以通过省略清洁验证研究和循环开发来减少启用设备的周转时间。它不仅缩短了时间，而且允许跨多个药物平台验证设备的能力，交叉污染的风险有限，甚至没有。

扩大工艺链

传统上，设备的规模放大意味着扩大整个设备生产线的处理量。这种方法伴随着从临床到商业化规模的更长的设计考虑和批准。能够在多个工艺和洁净室流程方面进行扩展，为快速的设备设计、构建、调试和鉴定提供了巨大的好处。这种方法允许工艺链设备设计进行一次，并针对更多同类设备重复进行，以满足激增的生产需求。随着公司规模的扩大，这种方法通过减少工程设计而被证明更具成本效益，并且它允许可重复的功能和资格测试“脚本”。从开发和执行的角度来看，简化功能验收测试和调试、鉴定和验证 (CQV) 文件是有益的。

除了在多个生产链上更快地构建和启用外，自动化和人机界面也保持不变，从而简化了物料清单、消耗品、标准操作程序、维护和校准计划以及操作员培训。为已启用的工艺链准备好这些文件可以让每个后续链更快、更高效地上线。由于动员、安装和 CQV 文件和活动已经到位，因此可以轻松过渡到规模放大以及随后的再利用（如果适用），因此合同开发和制造组织 (CDMO) 也对使用多工艺流程感兴趣。

无论接下来发生什么，激增生产都将依赖模块化设计

一旦需求逐渐减少，模块化设备和工艺链的使用可以快速重新设计和用于其它流程。例如，如果您增加4条线以从 20 L 快速扩大到 100 L，则当小规模（临床）批次大小的其它工艺用途的需求结束时，可以停用这些线并重新鉴定。随着管线的变化允许进一步使用链，通过重新利用设备从激增的生产需求转向专用产品的能力是一个巨大的好处。

虽然我们不知道下一次全球医疗危机会带来什么，但我们看到了在药物开发中越来越多地使用复杂生物药模式的趋势。为了在需要激增生产的高需求期间促进专用模式的更快速扩大，模块化和移动设备提供了相当大的灵活性，既节省成本又节省时间。

原文：K.Hannon, Modularity And Mobility Hold The Keys To Surge Manufacturing. Bioprocess Online, 2022.

内容来源：生物工艺与技术
责任编辑：胡静审核人：何发