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Bioprocessing

Using Steam-Thru Connectors?

Here are some tips on assembly and best practices.

Confidence at Every Point of Connection:

Validation and Testing Methods Used in Single-Use Technologies

We’re expanding to ensure our supply chain is as robust as our connectors.

Ready, Set, Flow!

Genderless AseptiQuik 1" Large Format Connector for high-volume bioprocessing

Our engineers have yet to back down from a challenge

Our experts have designed a variety of solutions for a variety of needs

Bioprocessing

Für Arzneimittelhersteller kann es schwierig sein sowohl mit der rasch ansteigenden Nachfrage Schritt zu halten als auch in einem eng umkämpften Markt seine Stellung zu behaupten. Mit den einfach zu bedienenden Einweg-Verbindern von CPC können sie sich beiden Herausforderungen stellen. Die Verbinder ermöglichen die Sicherstellung von Sterilität und gewährleisten, dass beim Zustandekommen der Verbindung jegliche Kontamination des Durchgangspfads ausgeschlossen ist; diese Voraussetzungen ermöglichen die Steigerung von Produktionserträgen, die Verkürzung von Markteinführungszeiten und die Senkung von Kosten. Die beiden Verbinder-Serien, die identische Kupplungshälften haben (AseptiQuik® S und G), vereinfachen die Implementierung von Prozessen, maximieren die Flexibilität und vereinfachen und verbilligen den Wareneinkauf.

Validation Reports

Additional Resources

Single-Use-Technologien

Aseptische Verbindungen

Aseptisches Trennen

Steam-Thru®-Verbindungen

Single-Use-Technologien: Steam-Thru

Die patentierte Steam-Thru®Konnektor-Technologievon CPC sorgt für eine sterile Verbindung von vorsterilisierten Beutel-Systemen oder Schlauchsets und Biopharma-Anlagen. Das innovative Design mit den drei Anschlussöffnungen maximiert die Gewährleistung der Sterilität, eliminiert "Toträume" und ermöglicht ein direktes Eindringen des Dampfes („steam on“) in die Biopharma-Anlage.

Mit der Einführung der Steam-Thru II-Produktserie und ihrer "steam on"- und "steam off"-Funktion wird die Gewährleistung der Sterlität weiterhin sichergestellt und ermöglicht sowohl ein steriles Verbinden als auch steriles Trennen ohne "laminar flow hood". Dies senkt das Risiko einer möglichen mikrobiellen Kontamination des Durchgangspfades und zudem einer Verschmutzung der Anlage.

Die Steam-Thru^®-Produktserie von CPC hat mehrere Ventil- und Anschlussoptionen, die die notwendige Flexibilität bei der Erfüllung der heutigen Montage- und Durchflussanforderungen bieten. Der Verbinder ist an Single-Use-Beutel- oder Schlauch-Systeme angebracht und wird - abhängig von der Produktkonfiguration - mit Gammastrahlen bis zu 50 Kilogray oder im Autoklav bei 129 °C bis zu 60 Minuten vorsterilisiert.

Zum Anschluss an die Biopharma-Anlage spezifiziert der Techniker einen 3/4"- oder 1-1/2"-Sanitary-Anschluss am mittleren Port. Tri-Clamps werden verwendet, um den mittleren Sanitary-Port an die Anlage und den unteren Sanitary-Port an den Dampfausgang anzuschließen. Sind die beiden Anschlüsse erst einmal hergestellt, ermöglichen sie einen echten SIP-Prozess zur Eliminierung potentieller „Toträume“, die Schadstoffe ansammeln können. Mit dem Steam-Thru® II-Anschluss können Sie einen SIP-Zyklus von bis zu 135 °C oder 2,4 bar für bis zu 60 Minuten durchführen, um Verbinder und Anlage mit Dampf zu beaufschlagen. Die Wirksamkeit des „steam on“-Zyklus wurde durch bakterielle Tests (mit Bacillus stearothermophilus) an der Universität von Minnesota im Forschungszentrum für Biotechnologie geprüft und bestätigt.

Sobald der SIP-Prozess beendet ist, drückt der Anwender lediglich die Daumentaste und bringt das Ventil von der Dampfposition in die Durchflussposition. Dies erzeugt einen sterilen Durchgangspfad zwischen der Biopharma-Anlage und dem Einweg-System, was den aseptischen Flüssigkeitstransfer ermöglicht. Ein Vorteil desSteam-Thru® II-Ventildesigns ist ein maximaler Kv-Wert von 118,08, der einer Durchflussrate von 43,9 Litern pro Minute bei 0,1 bar entspricht und dadurch für Anwendungen mit hohem Durchgangsvolumen geeignet ist.

Nachdem der Flüssigkeitstransfer abgeschlossen ist, kann durch das erneute Drücken der Daumentaste mit der Neupositionierung des Absperrventils in die Dampfposition ein zweiter SIP- oder „steam off“-Zyklus eingeleitet werden. Dadurch wird sämtlicher biologischer Rückstand zwischen der Biopharma-Anlage und dem Single-Use-System entfernt, wodurch das Risiko einer Umweltverschmutzung beim Trennvorgang minimiert wird.

Zusätzlich zu den bekteriellen Tests im „steam on“-Zyklus wurden Tests während des Medientransfers durchgeführt. Weiterhin wurde das Eindringen von Bakterien auf Basis der Brevendimonas diminuta vom Northview Labor geprüft, um die Dichtungsleistung nach der Sterilisation zu belegen. Andere Funktionsprüfungen, wie Helium- oder Dampfleckage, Materialbelastbarkeit und maximaler Berstdruck wurden durchgeführt, um die Konstruktion und Prozessintegrität sicher zu stellen. Die Steam-Thru® II besteht aus USP-Klasse VI -Polysulfon nicht tierischen Ursprungs und platinvernetzten O-Ringen aus Silikon, die auf Biokompatibilität geprüft wurden.

Single-Use-Anwendungen

Transfersysteme

Single-Use-Transfersysteme: Überblick

Biopharma-Hersteller nutzen ständig neue Möglichkeiten, um bestehende Anlageninfrastrukturen optimal auszunutzen und Prozesszuverlässigkeit und -flexibilität zu erhöhen. Eine Lösung, die weiterhin an Dynamik gewinnt, sind Single-Use-Systeme – insbesondere Single-Use-Transferleitungen – die aufgrund zusätzlicher Flexibilität, verbesserter oder adäquater Nutzung der Anlage und geringerer Kosten einen signifikanten Mehrwert bieten können.

Ursprünglich bestanden Single-Use-Systeme aus Schläuchen, Beuteln, Filtern und Konnektoren. Man verwendete diese Systeme in Biopharma-Anlagen für Lagerungsprozesse und sterile Zellkulturmedien. Single-Use-Bioreaktoren wurden im Markt vermehrt in Forschungs- und Entwicklungslabors eingesetzt und eroberten schnell größere Produktionsanlagen als ganzheitliche Systeme für Produktion und Zellkulturaufzucht. Heute werden Single-Use-Transferleitungen bei allen Bioprozessen eingesetzt, um Betriebskosten zu senken. Im Gegensatz zu fest installierten Rohrleitungssystemen benötigen flexible Schläuche in Single-Use-Transfersystemen keine teure und zeitaufwändige Reinigung und Validierung.

Hersteller können Arbeitszyklen effizienter gestalten, indem sie Prozessschritte schnell ändern oder auf ein neues Produkt umstellen können. Dies ist ein wichtiger Vorteil bei der Mehrprodukt-Fertigung, wo sich die Anforderungen mit dem jeweils produzierten Medikament ändern können.
Innovative Hersteller implementieren heute Single-Use-Transfersysteme für:

•Aufzuchtketten
• Anlagen-Transfers, z.B. zwischen Fermentern
• Abfüllung (als letzter Arbeitsschritt)

Single-Use-Transfersysteme Aufzuchtketten

Sie können Single-Use-Transferleitungen zusammen mit Ihrer vorhandenen Anlage verwenden, um Validierungs- und Wartungskosten zu sparen, die üblicherweise mit Edelstahlrohren und -ventilen einhergehen. Die Single-Use-Technologie kann in eine 10.000-Liter-Produktionsanlage mit Edelstahl-Bioreaktoren integriert werden, um sie beispielsweise für die Lagerung und den Transfer von Zellkulturen zu verwenden.

• Single-Use-Medienbeutel kommen beim Biopharma-Hersteller gammasterilisiert an und sind oft mit integrierten Filtern, Probeentnahmesystemen und Konnektoren ausgestattet.

• Ein Single-Use-SIP-Konnektor ermöglicht dem Anwender eine sterile Verbindung für eine aseptische Medienübertragung zwischen diesen vorsterilisierten Systemen und Edelstahl-Bioreaktoren.

In ähnlicher Art und Weise kann man Single-Use-Transferleitungen verwenden, um Impfkulturen zwischen Bioreaktoren zu bewegen; man verwendet dazu entweder eine peristaltische Pumpe oder den Dampfraumdruck der Anlage.

• Solche Transferleitungen können die Anzahl der wieder verwendbaren Ventile reduzieren, die für die Übertragung erforderlich sind und damit die Probleme der CIP- und SIP-Validierung eliminieren

• Wird eine vorsterilisierte Transferleitung an einen Single-Use-SIP-Verbinder angeschlossen, ermöglicht dies die Gewährleistung der Sterilität wie bei herkömmlichen fest installierten Rohrleitungssytemen jedoch bei geringeren Kosten.

Single-Use-Systeme werden an einen Zellkulturbeutel entweder aseptisch angeschweißt oder mit einemAseptiQuik^®-Verbinder von CPC mit Hilfe eines flexiblen Schlauches angeschlossen.Der flexible Schlauch mit den AseptiQuik®-Verbindern dient als Transferleitung zwischen den Bioreaktoren. Bei einem Produktionsvolumen von über 1.000 Liter muss ein Bioreaktor mit Single-Use-Systemen letztlich einen oder mehrere Edelstahl-Bioreaktoren versorgen. Steam-Thru®-Verbinder von CPC, die man in Single-Use-Bioreaktor-Anlagen findet, können den Single-Use-Bereich und den Anlagenbereich einer Aufzuchtkette verlinken.

Für zusätzliche Sicherheit kann eine HFC39-Kupplung sorgen, die für aseptisches Trennen validiert wurde, um Einweg-Beutel und -Schläuche nach erfolgtem Medientransfer abnehmen zu können.

Single-Use Transfersysteme: Anlagentransfer (z.B. zwischen Fermentern)

Herkömmliche Bioprozess-Anlagen übertragen das Medium von der Produktionsanlage in eine Vorbereitungsanlage und verwenden dabei Edelstahl-Rohre oder wieder verwendbare Schläuche als Transferleitungen. Die Fortschritte der Single-Use-Technologie ermöglichen Bioprozess-Technikern die meisten Lagerbehälter und fest installierten Rohrleitungen mit Single-Use Lagersystemen und Schlauchbaugruppen zu ersetzen. Durch den Einmalgebrauch entfällt für viele Komponenten die notwendige CIP-Validierung; durch Eliminierung teurer Behälter, Ventile und Sanitär-Rohrleitungen reduziert sich der Wartungs- und Kostenaufwand.

Prozesstechniker integrieren jetzt Single-Use-Transfersysteme zwischen dem Bioreaktor in der Prozessanlage und dem Transportbehälter. Mit vorsterilisierten Anschlüssen kann das Medium aus der Produktionsanlage in die Vorbereitungsstufe geschleust werden, ohne Edelstahl-Leitungen oder –Geräte sterilisieren zu müssen. Diese verbesserte Mobilität eliminiert viele der mit fest installierten Rohrleitungssystemen einhergehenden Einschränkungen und ermöglicht dem Hersteller mehr Flexibilität bei der Bestimmung und Zuordnung von Produktionsprozessen auf bestimmte Anlagenbereiche.

Insbesondere bei Mehrprodukt-Anlagen ist das Risiko einer Kreuzkontamination beim Anlagen-Transfer gegeben und kann potentiell zu Produktverlusten oder geringeren Renditen führen. Vorsterilisierte Single-Use-Baugruppen reduzieren diese Risiken und verbessern Geschwindigkeit und Sicherheit der Arzneimittelentwicklung und –lieferung.

Single-Use Transfersysteme: Abfüllen als letzter Arbeitsschritt

Traditionell waren beim Abfüllvorgang Biopharma-Anlagen mit wieder verwendbaren Ventilen, starren Schläuchen und Stahlrohren verbunden. Heute arbeiten viele Prozesstechniker in diesem Arbeitsbereich mit Single-Use-Transfersystemen an Stelle von Edelstahl-Anlagen, um Sterilisationszeit und -kosten zu reduzieren.

Die Füllbehälter wurden entwickelt, um speziell formulierte Produkte aus der Formulierungsanlage an Lagerbereiche und letztendlich zu den Abfüll-Anlagen zu transferieren. Um ein steriles Verbinden zu ermöglichen, wurde traditionell eine Baugruppe mit Drei-Wege-Ventil zum Befüllen und Entleeren an den Anschlüssen angebracht. Durch das Ersetzen der schweren Metall-Bauteile mit Single-Use-Transfersystemen und -verbindern werden Reinigungsvalidierung und Wartung eliminiert und das Gewicht der mobilen Behälter um mehrere Kilogramm reduziert.