Plasmafraktionierung


© CSL Ltd, 2010


Neue und verbesserte Fertigungsmethoden und -technologien unterstützen bedeutende Verbesserungen bei Produktreinheit, bei der Gewährleistung optimaler Sicherheit und der Ausbeute von aus Plasma gewonnenen Proteinen in der Plasmafraktionierung. Mit seiner konkurrenzlosen Palette an innovativen Produkten, Technologien und integrierten Prozessen zum Schutz und zur Verbesserung von Qualität und Sicherheit Ihrer Plasmaprodukte ist Pall branchenführend. Beispiele:
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Entfernung von Immunglobulinen und des Faktors (F)XI aus Humanplasma-IgG
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Entfernung von inaktivierenden Lösungs-/Reinigungsmitteln aus HyperD-Sorbenzien
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Optimierung der IVIG-Herstellung bei Anwendung bewährter Präzipitationstechniken
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Evaluierung einer Single-Pass-TFF für Plasmaproteine

Verarbeitung von intravenösem Immunglobulin (IVIG)

Die IVIG werden immer häufiger zur Behandlung von immungeschwächten Patienten sowie von Autoimmun-, Entzündungs- und neurologischen Erkrankungen verwendet und sind nach wie vor einer der dominierenden Faktoren für das Wachstum in der Plasmafraktionierung.

Pall vereint modernste Produkte und Technologien zu einer neuen Strategie für die Aufreinigung von IVIG und erreicht auf diese Weise deutliche Verbesserungen in Bezug auf Qualität und Produktausbeute.

Eine neue chromatographische Aufreinigungsmethode, die eine Herstellung mit gleichbleibend hoher Ausbeute mit der effektiven Entfernung von Verunreinigungen kombiniert – all dies, ohne die IgG-Wiederfindung zu beeinträchtigen – bildet das Kernstück dieser neuen Strategie.1

1 Wu Y.W., Champagne J., Toueille M., Gantier R., Burnouf T., „Dedicated removal of immunoglobulin (Ig)A, IgM, and Factor (F)XI/activated FXI from human plasma IgG“, Transfusion, 2014 Jan; 54(1):169-78. doi: 10.1111/trf.12243. E-Pub. 23. Mai 2013 (Verknüpfung zu einer externen Site)

  • Hohe IgG-Ausbeute: Wiederfindung > 85 % gesamt, endgültige Reinheit > 99,5 %
  • Hohe Effizienz bei der Entfernung von Verunreinigungen, die Nebenwirkungen hervorrufen können: < 0,5 % IgA und IgM, Faktor XI nicht nachweisbar
  • Keine UF/DF zwischen dem HyperCel™ S-Capture-Schritt und dem HyperCel Star AX-Sorbens-Intermediate-Schritt
  • Falls erforderlich, kann der Mustang S-Membranabsorber zum Entfernen von Faktor XI verwendet werden, damit mit der Verarbeitung von Fraktion II+III begonnen werden kann.

Ausfällungsabscheidung

Moderne Plasmafraktionierungsprozesse beinhalten eine Ethanolpräzipitation, wobei Präzipitate in der Regel mithilfe einer Kombination aus Platten- und Rahmenfiltration und Tiefenfilterschichttechnologie getrennt werden. Zielproteine können entweder in Ausfällungen oder im Filtrat (Überstand) oder beidem aufgefangen werden. Die in Kombination mit Tiefenfilterschichten angewendete Technologie sorgt sowohl für eine leichte, schnelle und quantitative Abscheidung von Präzipitat bei der Single-Pass-Filtration als auch für eine hohe Ausbeute bei der Präzipitaternte.

Die Filtration erzielt bei einfachen und schnelleren Separationsprozessen höhere Proteinausbeuten.



Klärfiltration und Vorfiltration

Eine Kostenreduzierung in den nachfolgenden Schritten des Downstream-Prozesses kann durch Optimierung der Klärfiltration erzielt werden. Unser breites Spektrum an Seitz®-Tiefenfiltern ermöglicht ein kostengünstiges und praktisches Format für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Filterlebensdauer und Schutz der Downstream-Prozesse bei einer Vielzahl von Anwendungen. Zudem stellen die speziell entwickelten Seitz-Tiefenfilter für die Entfärbung, Lipid- und PKA-Entfernung sowie Prionenabscheidung hocheffiziente Aufreinigungstechnologien dar.

Filtration von resuspendierten Präzipitaten

Die Klärfiltration resuspendierter Präzipitate durch Filtration ist wichtig für die Effizienz der folgenden Downstream-Schritte. Die Tiefenfiltration mit Stax-Systemen bietet deutliche Vorteile, wie gesteigerte Ausbeute, Kostensenkung und GMP-Konformität.

Zu den Vorteilen zählen:
  • Bis zu 75%ige Senkung des Restvolumens
  • Bis zu 80%ige Senkung der Drainagedauer
  • Dank günstigem Verhältnis von Filterfläche und Gehäusevolumen deutliche Senkung des Volumens nach der Nachreinigung
  • Höhere Ausbeute im Vergleich zu konventionellen Tiefenfiltersystemen
  • Single Use, CIP nicht erforderlich
  • Keine Kosten für Reinigungsvalidierung
  • Keine Gefahr einer Kreuzkontamination
  • Mobiles System und flexibler Einsatz in verschiedenen Prozessschritten
Lesen Sie mehr über Stax-Systeme



Einfangen und Aufreinigen von Proteinen durch Chromatographie

Die Chromatographie ist zu einer wichtigen Technologie für die Prozessverbesserung geworden. Heutzutage werden die Ionenaustausch- und die Affinitätschromatographie in der Plasmafraktionierung im großen Stil angewendet. Hochleistungsmedien in Kombination mit effizienten Säulen und einem effizienten Systembetrieb führen zu einer höheren Proteinausbeute und höherer Produktreinheit sowie zu einer besseren Entfernung von Virus-Inaktivierungsmitteln, wie Lösungs-/Reinigungsmittel. Pall bietet ein schnell wachsendes Sortiment an Sorbenzien für die hochkapazitive Ionenaustausch- und Mixed-Mode-Chromatographie, Sorbenzien für die Entfernung von Lösungs-/Reinigungsmitteln (S/D), spezielle Affinitätsanwendungen sowie weitere Vorteile der Membranchromatographie mit hoher Flussrate.

Lesen Sie mehr über die Chromatographieanwendungen von Pall



Entfernung virusinaktivierender Lösungs-/Reinigungsmittel

Die Inaktivierung durch Lösungs-/Reinigungsmittel (SDI) ist eine robuste und gut bewährte Methode zur Virusabreicherung von Proteinlösungen, wird häufig bei der Plasmafraktionierung verwendet und findet auch zunehmende Aufmerksamkeit in der Biotechnologie-Branche. Entscheidend für die SDI ist die Entfernung der Lösungs-/Reinigungsmittel aus der behandelten Proteinlösung.

Das SDR HyperD-Chromatographiesorbens zur Entfernung von Lösungs-/Reinigungsmitteln kombiniert eine hohe Proteinausschlussgrenze, die eine maximale Proteinwiederfindung im Durchfluss garantiert, mit einem Adsorbens mit speziell entwickelter chemischer Zusammensetzung, der Lösungs-/Reinigungsmittel effizient mit hoher Kapazität entfernt.

Lesen Sie mehr über die Chromatographiesorbenzien von Pall



Ultrafiltration und Diafiltration

Die Tangentialflussfiltration (TFF) ist schon seit Längerem als führende Technologie zur Konzentrierung und Diafiltration von Plasmaproteinen etabliert. Eine kontinuierliche Verbesserung der Kassettenleistung sowie neue Innovationen haben zu Weiterentwicklungen bei der modernen Plasmafraktionierung geführt. PES-Hochleistungsmembranen und Membrankassetten aus regenerierter Zellulose in Kombination mit deutlichen Material- und Designverbesserungen bieten folgende Vorteile:
  • Optimaler Massentransfer
  • Geringerer Anteil extrahierbarer Bestandteile
  • Einfache Skalierbarkeit
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Single Use TFF Cadence Single Use Tangentialflussfiltrationsmodule werden gammabestrahlt und gebrauchsfertig geliefert. Sie bieten einfache Verwendbarkeit, schnelle Durchlaufzeiten und mehr Flexibilität, Sicherheit und Containment in cGMP-Anwendungen, können einfach in Allegro Single Use TFF-Systeme implementiert werden und sind vom Forschungs- und Entwicklungsmaßstab bis zum vollen Produktionsmaßstab skalierbar.

Sie werden vorzugsweise für kleine und mittlere Plasmachargen wie hyperimmune und weniger abundante Proteine (wie Gerinnungsfaktoren, Antithrombin, α1-Antitrypsin-Protease-Inhibitoren) verwendet.

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Bioprozess-Lösungen hoher Qualität

Pall bietet skalierbare, Benchtop-, oder kundenindividuelle TFF-Systeme, die Ihre speziellen Anforderungen an die Plasmafraktionierung erfüllen und den gesamten Technologiebereich von konventionellen Systemen aus Edelstahl bis hin zu Single Use TFF-Systemen abdecken.

Cadence™ Single-Pass-Tangentialflussfiltrations-Technologie(SPTFF)-Systeme können im Direktflussbetrieb hohe Konzentrationen erzielen und dadurch das Downstream Processing deutlich einfacher gestalten.
  • Die erfolgreiche Verwendung von Cadence Single-Pass-TFF-Systemen zur Konzentrierung von Albumin- und IgG-Lösungen wurde in Fallstudien demonstriert (siehe Literatur)
  • Die Single-Pass-TFF-Technologie ist ideal für die Verarbeitung höher konzentrierter intravenöser und subkutaner IgG-Formulierungen geeignet.
  • Konzentriert das Eluat der Chromatographiesäule inline
  • Direkte Anbindung an andere DSP-Prozessschritte
  • Höhere Produktwiederfindungsraten (> 98 %)
  • Kompatibilität mit scherempfindlichen Produkten
  • Höhere Kapazität bei geringeren Kosten
  • Verzicht auf kostspielige Lagertanks
  • Geringeres Systemtotvolumen
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Single Use, Aufkonzentrierung des Volumens im Prozess

Cadence Single-Pass-Inline-Konzentratormodule nutzen ein neues patentiertes Flussweg-Design, das eine Aufkonzentrierung im Prozess ohne Halter ermöglicht. Die Module können problemlos an eine Druckquelle (Pumpe oder drucküberlagerter Behälter) angeschlossen oder in ein System implementiert werden, um das Volumen im Direktflussbetrieb um das 2- bis 4-Fache zu reduzieren.

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Virusfiltration

Bei allen aus Plasma gewonnenen medizinischen Produkten wird angestrebt, effektive Schritte zur Inaktivierung/Entfernung eines breiten Spektrums an Viren mit verschiedenen physikalisch-chemischen Eigenschaften zu implementieren.

Um dieses Ziel zu erreichen, sollten mindestens zwei unterschiedliche Schritte in den Prozess integriert werden. Die Virusfiltration hat sich als robuste und zuverlässige Virusreduktion erwiesen und gilt als modernster Virussicherheitsschritt bei der Plasmafraktionierung.

Pegasus™ SV4-Filter zur Virusabreicherung kombinieren eine gute Virusabreicherung mit einer Prozesskostenkontrolle. Sie zeigen eine hocheffiziente Abreicherung von kleinen „unbehüllten“ Viren sowie von großen Viren und bieten eine hohe Abscheidungsrobustheit bei Druckunterbrechungen (auch als Druckentlastung oder Ein-/Ausschalten von Druck bezeichnet).

Die Filtermembran gewährleistet eine gleichbleibende stabile Flussrate bei Verwendung mit verdünnten oder komplexen/konzentrierten biologischen Flüssigkeiten, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Virusfiltration bei der Plasmafraktionierung erheblich gesteigert wird. Alle Filterkerzen und Single Use Kapsulen können im Autoklav sterilisiert werden. Die Filterkerzen können auch mit Dampf (SIP) sterilisiert werden. Ein einfacher und zuverlässiger In-situ-Integritätstest kann vor und nach dem Gebrauch durchgeführt werden. Der Filter wird durch vollautomatische Virusfiltrationssysteme, einschließlich des Allegro MVP-Systems, mit Einweg-Flusswegen ergänzt. All diese Systeme ermöglichen einen konsistenten und präzisen Betrieb bei gleichzeitig verbesserter Prozesseffizienz.

Lesen Sie mehr über Pegasus SV4-Virusabreicherungsfilter



Virusinaktivierung

Das Allegro MVP Single Use System wurde speziell für pH-Anpassungsschritte bei der Medienzubereitung und der Virusinaktivierung entwickelt und verfügt über ein vollautomatisches Zuführsystem für Säuren und Grundstoffe. Allegro-Mixer können mit dem MVP-System verwendet werden, um eine rasche Dispersion der zugeführten Flüssigkeiten während dieser Prozessschritte zu gewährleisten.

Es steht eine große Auswahl an vorgefertigten Manifolds zur Verfügung. Damit Sie das für Ihre Anwendung am besten geeignete Manifold leichter finden können, ist eine Manifold-Auswahlhilfe verfügbar. Bei der Auswahl des Flusswegs können Sie verschiedene Sensoren, Konnektoren, Schlauchtypen, Filter und Vorfilter angeben, um einen für Ihre Prozessanwendung geeigneten Manifold zu finden. Mustang®-Membranadsorber sorgen für eine höchst effiziente Abreicherung von Viren durch Chromatographie. Bei einer Inaktivierung von Lösungs-/Reinigungsmitteln werden auch SDR HyperD®-Chromatographiesorbenzien für die Entfernung von Lösungs-/Reinigungsmitteln verwendet, um eine zufriedenstellende Entfernung von Lösungs-/Reinigungsmitteln ohne Reduzierung der Proteinausbeute zu erzielen.

Lesen Sie mehr über das Allegro MVP Single Use System



Lesen Sie mehr über SDR HyperD-Membranadsorber

Sterilfiltration und Kontrolle des Bioburden

Über den gesamten Prozess hinweg – für Puffer, Entlüftungen bis hin zur finalen Abfüllung – gewährleisten Pall®-Filter sowohl für Gase als auch für Flüssigkeiten ein Höchstmaß an Schutz unserer IVIG-Verarbeitung.

Neue patentierte Technologien von Pall sind in verschiedenen neuen Sterilfiltern integriert und tragen zu höheren Flussraten und herausragender Durchsatzleistung bei, um den steigenden Bedarf an Anwendungen mit hochkonzentriertem IVIG zu decken.

Supor® ECV-Filter und Fluorodyne EX EDF-Filterelemente sind Sterilfilter mit hohem Durchfluss und hoher Kapazität. Sie wurden mit der patentierten sichelförmigen Membranfaltung (Laid-over Pleating) und einer integrierten asymmetrischen Vorfilterlage ausgestattet.
  • Ermöglichen höhere Flussraten und Durchsätze auch bei komplexen und hochkonzentrierten IVIG
  • Erhebliche Reduzierung von Selbstkosten
Lesen Sie mehr über Supor® ECV-Filter Fluorodyne EX EDF-Filterkartuschen



Single Use Technologien

Die Single Use Technologie stellt eine bewährte alternative Lösung in der Plasmafraktionierung dar und bietet mehrere wichtige Vorteile gegenüber wiederverwendbaren Standardsystemen aus Edelstahl. So verbessert sie bspw. die Handhabung von Intermediaten (Gefrier-Tau, Flüssigkeitstransport und -lagerung). Weitere Vorteile sind:
  • Verringerung des Risikos einer Kreuzkontamination
  • Eliminierung des Bedarfs an Reinigungsschritten und der damit verbundenen Reinigungsvalidierung
  • Minimalisierung von Kapitalinvestitionen
  • Verkürzung der Produktionszeit und Verringerung der Anzahl an Anschlüssen mit entsprechend verbesserter Sterilitätssicherheit
  • Geringeres Restvolumen und Volumen nach der Nachreinigung
  • Geringere Selbstkosten beim Wasserverbrauch und Autoklavieren
  • Geringerer Verbrauch von Betriebsmitteln und Energie
Lesen Sie mehr über die Single Use Technologien von Pall