一次性系统中的颗粒物污染水平

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一、

一次性使用系统（SUS）的利用在制药和生物制药行业继续增长。随着SUS产品的采用越来越多，人们对一次性使用组件的纯度问题及其对高价值最终产品的生物制造、存储和运输的潜在影响进行了更多的研究。Aramus™一次性冻存袋由单层、高等级、伽马稳定的含氟聚合物制成，提供高纯度、极低的溶出和析出（E&I），特殊的化学相容性，并提高了关键工艺流体和最终产品的安全性。特别注意通过ISO5级洁净室制造和使用

AccuSizer®液体颗粒计数器进行质量控制（QC）测试污染，以尽量减少颗粒污染。

关注颗粒水平的原因包括：

• 患者可能因微血管阻塞而面临的风险

• 细胞生长干扰 

• 药品的质量、毒性及安全性

•加工干扰

由于这些原因，Aramus袋按照最高程度的清洁度进行生产，并进行了颗粒污染测试。由于Entegris公司同时生产Aramus含氟聚合物冻存袋和用于QC测试的AccuSizer液体颗粒计数器，因此Entegris是仅有的有资格提供减少颗粒污染的一次性系统。Aramus袋的亚可见颗粒测试是基于USP <788>标准，并在其他环境镜应用说明中有很好的记录。这些测试集中于USP <788>的要求，即≥10µm粒子小于25个/mL和≥25µm粒子小于3个/mL。所有Aramus测试结果都100%符合USP <788>标准。

二、

Entegris 与 Precision Nanosystems， Inc.（PNI）合作，进行了一项研究，使用模型 mRNA 封装脂质纳米颗粒（LNPs）来研究 mRNA 封装 LNP 在七天的储存时间内的材料吸附情况，将 Aramus 含氟聚合物袋与常用的玻璃小瓶和聚丙烯（PP）冷冻管进行比较。在不同条件下孵育后，评估 mRNA 封装 LNPs 溶液的物理化学特性，以建立关于 mRNA-LNPs 与这三种封装材料接触稳定性的初始数据。使用 PNI 专有的脂质混合物和混配系统制备并封装模型 mRNA（EPO）到 LNPs 中，将其分装到封装容器中，在室温下储存，然后在不同的时间点进行分析，即混配后即刻（T0）、24 小时后和储存 168 小时后，测量 mRNA-LNP 浓度（图 1）、mRNA 浓度（图2）和 mRNA-LNP 平均尺寸粒径（图3）。

图 1 LNP 浓度与时间的关系

图 2 mRNA 浓度与时间的关系

图 3 mRNA-LNP 平均粒径大小与时间的关系

如图 1 至 3 所示，在室温下储存 168 小时后，mRNA 封装 LNP 模型与工业标准容器（玻璃小瓶、PP 冷冻管和 PE 袋）相比，几乎保持了相同的脂质纳米颗粒浓度、mRNA 浓度、封装效率和平均粒径，这表明 Aramus 含氟聚合物袋适用于制药用途。

随后，装有 LNP 悬浮液的封装物被运往 Entegris 位于加利福尼亚州戈莱塔的工厂，使用 Nicomp®DLS 和 AccuSizer SPOS 系统进行进一步测试。Nicomp 系统数据显示，LNP 的粒径尺寸从 96 纳米增加到 134 纳米，很可能是由于时间的推移而发生的聚集。然后，在 AccuSizer SIS 系统上对袋子的内容物进行了测试，以测量 0.5 - 400 微米的颗粒粒径和浓度。图 4 所示的结果绘制了在 T0 时和 168 小时后，Aramus 含氟聚合物袋子和聚乙烯（PE）袋子的颗粒数/毫升与尺寸的关系。

图 4  不同一次性封闭空间内的粒子浓度/毫升

图4的结果表明，在PE袋中，无论是T0还是168小时后，大颗粒的数量都显著增加。这可能表明PE袋中LNP的聚集程度更高，而不是污染程度更高，但由于SPOS对颗粒化学成分不具有特异性，因此无法确认。但这里显示的粒径分布更符合内在蛋白聚集，而不是外在污染。

在审查这些结果时，Entegris 决定研究 Aramus 冻存袋与其他 SU 冻存袋中在亚微米区域的颗粒污染情况。在颗粒污染方面实现最高清洁度的驱动因素可能包括测量小于 10 和 25 微米的大小。

三、

购买了几种市售的 SUS 袋，并进行了颗粒污染对比研究。

程序：

• 对 Milli-Q 水进行测试，以建立背景基线

• 按照 BPOG 指南，以表面积与体积比 SA/V = 6 的比例，将上述 Milli-Q 水装入 250 毫升的袋式组件中。

• 在轨道式振荡器上以 40 转/分钟的转速搅拌袋子 2 分钟

• 将水从袋子里转移到干净的烧杯里

• 对烧杯中的水进行液体颗粒计数测试

AccuSizer SPOS 系统协议：

传感器模式 = Summation

样本体积 = 5 毫升

重复次数 = 4

流速 = 30 毫升/分钟

图 5 展示了Aramus袋与 A 品牌的一款 EVA 袋的比较。

图 5  颗粒物浓度/毫升，Aramus袋与 EVA 袋的比较

这些结果表明，Aramus氟聚合物袋的颗粒污染水平低于EVA材料袋。在审查这些数据后，在马萨诸塞州比勒里卡的Entegris公司继续进行额外的测试，比较Aramus氟聚合物与两种EVA型袋。在马萨诸塞州比勒里卡的研究中，采用了与上述相同的测试程序。

如图6所示，我们将两种类型的250 mL EVA冻存袋与250 mL Aramus冻存袋进行了清洁度水平的比较。Aramus袋始终符合<788>标准，即大于25µm的颗粒小于每毫升3个，大于10µm的颗粒小于每毫升25个，而两种类型的EVA袋有时都会超过USP <788>设定的限制。

图 6  Entegris（红色）、品牌 B（蓝色）、品牌 C（黄色）颗粒的浓度/毫升与粒径（微米）的关系

图7所示的结果还表明，Aramus冻存袋在>0.5微米的颗粒污染水平上很低，约为B品牌的一半，C品牌的三分之一。与EVA品牌B和C相比，Aramus冻存袋在从组装到组装的过程中，清洁度水平更加一致。

图 7  Entegris（红色）、品牌 B（蓝色）、品牌 C（绿色）颗粒的浓度/毫升 与 粒径（微米） 的关系 

四、

这项研究表明，Aramus含氟聚合物冻存袋比竞争对手的袋子要干净得多。Aramus的冻存袋始终符合USP<788>标准，而竞争对手的冻存袋有时不符合标准。Aramus的冻存袋在不同的袋之间提供了更一致的性能，给客户更佳的质量保证。我们还观察到，在亚微米颗粒范围内，Aramus的冻存袋比竞争对手的EVA袋清洁2-3倍，这表明Aramus的冻存袋可以成为生物制药行业应用优秀的一次性用品。

参考文献

[1]  Recommendations for Testing, Evaluation, and Control of Particulates from Single-Use Process Equipment, BPSA 2014 report.

[2]  USP <788>, Particulate Matter in Injections.

[3]  Entegris Application Note, Aramus Single-Use Bag Particle Testing, November 2018.

[4]  Entegris Application Note, Monitoring Particulate Contamination in Medical Devices, March 2021.

[5]  Precision Nanosystems, Inc.

[6]  Chou, K. and Bumiller, M., Opportunities and Pitfalls in the Analysis of Subvisible Particles during Biologics Product Development and Quality Control, American Pharmaceutical Review, August 2020.