Instalaciones híbridas para una escalabilidad flexible de los productos biológicos

Las instalaciones híbridas aportan la flexibilidad necesaria a la fabricación de productos biológicos

Las instalaciones híbridas aportan la flexibilidad necesaria a la fabricación de productos biológicos

En una serie de blogs hemos comparado las ventajas de los biorreactores de plástico de un solo uso y de acero inoxidable de uso múltiple. Aquí veremos los casos de uso tanto de los skids de un solo uso como de los de uso múltiple en la fabricación de productos biológicos y explicaremos cómo pueden utilizarse de forma cooperativa en instalaciones híbridas.

¿Qué es una instalación híbrida?

Una instalación híbrida utiliza una combinación de skids de un solo uso y de uso múltiple para producir fármacos, ya sean productos biológicos de molécula grande o principios activos (API) de molécula pequeña. Aunque casi todas las instalaciones utilizan al menos algunos componentes desechables, ni siquiera la tecnología de fabricación más avanzada puede utilizar un 100 % de desechables (especialmente cuando se trabaja a escala). En realidad, casi todas las plantas de fabricación son instalaciones híbridas, ya sean de escalado, clínicas o comerciales.

Ventajas de los skids de un solo uso y de uso múltiple para la fabricación de productos biológicos

Ventajas del uso único

- Los skids de un solo uso tienen costes de puesta en marcha mucho menores y una disponibilidad mucho mayor que los skids de acero inoxidable.

- Por lo general se consideran más respetuosos con el medio ambiente.

- Aunque siguen siendo muy personalizables, están más estandarizados que el acero inoxidable y pueden cualificarse y validarse muy rápidamente. La estandarización conlleva una gama más amplia de casos de uso y plazos de entrega más cortos para los equipos nuevos.

Ventajas del uso múltiple

- Los skids de acero inoxidable ofrecen mayores capacidades y la posibilidad de una personalización total.

- Por lo general son más baratos si se considera el coste total del ciclo de vida.

- Los reactores de uso múltiple son difíciles de manipular mal, lo que ofrece una integridad del producto superior y mayor confianza en la seguridad de los operarios.

Complementarios, no competidores

Los skids de un solo uso consiguen mayores rendimientos que los de uso múltiple en volúmenes equivalentes, pero están disponibles sobre todo para volúmenes pequeños de biorreactor y tienen limitaciones de capacidad. Los biorreactores de acero inoxidable pueden utilizarse a menudo en los casos en que los skids de un solo uso están limitados, como en los tamaños de lote grandes.

La combinación óptima de skids y componentes de acero inoxidable y de un solo uso dependerá de si la instalación se utiliza para escalado, producción clínica o producción comercial. Tanto el tamaño de lote como los costes del ciclo de vida variarán según el entorno.

Los fabricantes por contrato tienen un conjunto de prioridades diferente

Las consideraciones de un ingeniero de un fabricante por contrato son totalmente distintas de las de un fabricante interno de una empresa farmacéutica, con independencia de la escala de operación.

La razón principal es que los fabricantes por contrato necesitan un mayor nivel de flexibilidad en sus instalaciones que las configuraciones farmacéuticas tradicionales. Mientras que las empresas farmacéuticas tienden a dedicarse a un único fármaco, un fabricante por contrato debe estar preparado para cambios rápidos entre campañas. (Como apunte, será interesante ver si esto cambia en los próximos años para las empresas farmacéuticas que pasan de centrarse únicamente en los fármacos superventas a desarrollar medicamentos huérfanos, terapias génicas y otros tratamientos que solo requieren tamaños de lote pequeños).

Probablemente por eso las CMO fueron de las primeras en adoptar las tecnologías de bioprocesamiento de un solo uso: pudieron aumentar el éxito de los lotes y minimizar el riesgo de contaminación, y a la vez lograron ahorros en la cuenta de resultados gracias a los menores requisitos de limpieza. Además, esto supuso menos procesos que validar.

Diseño de una instalación híbrida

La distribución óptima de la instalación y las estrategias de automatización dependen de los tipos de equipos utilizados. Una mesa redonda publicada en American Pharmaceutical Review recomienda encarecidamente elegir primero los volúmenes de producción necesarios para cada paso de fabricación y pasar después a determinar la solución óptima para cada skid o equipo. Las limitaciones de espacio, la conectividad y las preferencias concretas por determinados skids influyen en la elección de la mejor solución.

Ejemplos de consideraciones para un enfoque híbrido

- Los skids de acero inoxidable aguas arriba son totalmente personalizables. Los biorreactores y fermentadores reutilizables pueden ser mucho más grandes que los reactores de un solo uso, que están limitados por la transferencia de oxígeno.

- Los reactores de un solo uso pueden alcanzar densidades celulares mayores que los de uso múltiple en el mismo volumen.

- El acero inoxidable requiere una cantidad considerable de infraestructura fija para el suministro de vapor limpio, mientras que los equipos de un solo uso son más móviles, a menudo con ruedas, para reconfigurar fácilmente las áreas de fabricación.

- Hay centrífugas con superficies de contacto totalmente desechables que pueden manejar hasta unos 700 L/h.

- Hay equipos de filtración de flujo tangencial alterno totalmente desechables, para manejar hasta 1000 L/día.

- Los equipos de cromatografía y filtración de un solo uso están muy extendidos: solo el 1 % de las columnas de cromatografía a gran escala eran de un solo uso en 2010, cifra que saltó al 37 % en 2015.

- Las materias primas y los tampones mezclados en bolsas de un solo uso suelen añadirse a los recipientes de producción de acero inoxidable.

- Las muestras pueden transferirse de los recipientes de acero inoxidable a equipos de ensayo de un solo uso.

- Algunos skids de acero inoxidable solo requieren limpieza química, no esterilización con vapor. Como la generación de vapor estéril supone un reto y un gran coste, el coste del ciclo de vida del acero inoxidable se reduce drásticamente cuando no es necesaria.

- Las instalaciones de un solo uso pueden validarse, por lo general, para ensayos clínicos de forma más rápida y rentable.

- Las instalaciones de un solo uso requieren más confianza en sus proveedores, que deben confirmar que suministran equipos limpios y estériles y que podrán entregar el inventario cuando sea necesario.

- Los consumibles de un solo uso obligan a mantener inventario, lo que requiere espacio físico (o proveedores ágiles) y afecta a la cuenta de resultados.

Cambiar a un sistema híbrido

No existe un método estandarizado para integrar el uso único y el acero inoxidable en la misma instalación. Dicho esto, si pasar a una solución híbrida parece ventajoso, hay ciertos skids que pueden ser más fáciles de reconvertir desde el acero inoxidable.

Los equipos de mezcla de medios y de preparación de tampones suelen ser sencillos de pasar del acero inoxidable al plástico de un solo uso. El equipo de un solo uso reproduce bastante fielmente el equipo reutilizable y, por tanto, puede incorporarse a las configuraciones existentes con relativa facilidad. Los frecuentes cambios de producto que requieren estos skids también implican que pasar al uso único aumenta el tiempo de actividad y la disponibilidad al eliminar los pasos de limpieza.

Los biorreactores también son bastante sencillos de pasar del acero inoxidable al plástico. La mayoría de los primeros problemas de los sistemas de control de un solo uso se han superado, y los sistemas de un solo uso ofrecen flexibilidad para avanzar hacia configuraciones de perfusión y fabricación continua que el acero no puede lograr. Y, como se ha comentado antes, no es raro que un reactor semilla de un solo uso alimente un reactor de producción de acero inoxidable.

Como el sector biofarmacéutico y el farmacéutico en general han empezado a funcionar según los principios de la calidad por diseño y piensan en la validación desde el principio, las instalaciones híbridas están resultando bastante ventajosas. Las configuraciones híbridas permiten combinar personalización, flexibilidad y validación estándar, equilibrando los costes durante toda la vida útil, la calidad y la disponibilidad para su proceso de fabricación de productos biológicos.

Más información: ¿cómo saber cuándo es el momento de pasar al uso único? $