Optymalizacja warunków hodowli komórek i maksymalizacja produkcji dzięki technologii pomp perystaltycznych

Prezenterzy:
Gregg Johnson – Senior Global Product Manager
Phil Nyren – Global Product Manager Fluidics
Mike Knapp – Global Product Manager Fluidics

Czas: 35 minut prezentacji, 25 minut pytań i odpowiedzi: 60 minut całkowitego czasu pokazu

Tematy poruszane podczas tego webinarium:

• Jak ścinanie cieczy wpływa na żywotność komórek i koszt produkcji
• Jak technika pompowania może zwiększyć wydajność fermentacji
• Jak wprowadzić automatyzację, aby zwiększyć wydajność

Dzięki wykorzystaniu technologii inżynierii genetycznej oraz wewnętrznych mechanizmów biochemicznych komórek bakterii i ssaków przemysł biofarmaceutyczny jest w stanie zapewnić zaawansowane terapie rzadkich chorób, które kiedyś uważano za nieuleczalne. Jednak w trakcie procesu produkcyjnego te cenne komórki są tracone w wyniku apoptozy, autofagii i ścinania mechanicznego, co ostatecznie zmniejsza wydajność końcową.

W ciągu ostatnich lat przemysł biofarmaceutyczny odnotował niezwykły rozwój, a wraz ze zmianami społecznymi – takimi jak starzenie się społeczeństwa i pojawienie się zaawansowanych technik diagnostycznych – zapotrzebowanie na biofarmaceutyki nadal rośnie. Aby sprostać tym rosnącym wymaganiom, należy produkować większe ilości leków na skalę światową. Poprawa przeżywalności komórek w całym przebiegu pracy może być skutecznym sposobem na zwiększenie produktywności i wydajności.

Jeżeli zajmują się Państwo produkcją leków i terapii biofarmaceutycznych, z pewnością zdają sobie Państwo sprawę z tego, jak ogromny wpływ na końcową produkcję ma żywotność komórek i jak zwiększenie przeżywalności komórek może poprawić wydajność oraz obniżyć koszty całkowite.

Firma Masterflex^® opracowała szereg narzędzi i rozwiązań, które wspierają cały przebieg pracy w przemyśle biofarmaceutycznym, zapewniając lepszą kondycję i przeżywalność komórek w całym procesie produkcji.

Prezenterzy

Gregg Johnson – Senior Global Product Manager
Gregg ma ponad 40-letnie doświadczenie na rynku pomp do przenoszenia płynów. Posiada bogate doświadczenie w zakresie zastosowań i rozwoju pomp odśrodkowych i wyporowych. Jego 30-letnie doświadczenie obejmuje zastosowania, marketing i rozwój produktów w zakresie technologii pomp perystaltycznych Masterflex® i Ismatec®. Jego działania w zakresie rozwoju produktów obejmują wprowadzenie na rynek pierwszych napędów cyfrowych Masterflex oraz pierwszych głowic pomp Easy-Load®.

Philip Nyren – Global Product Manager – Masterflex® i Fluid Handling
Phil ma 23 lata doświadczenia i obecnie zarządza systemami i urządzeniami do pomp perystaltycznych Masterflex® i Ismatec®. Zakres obowiązków i doświadczenie obejmuje koncepcje i rozwój produktu – ścisłą współpracę z zespołami projektowymi i inżynieryjnymi, a także wsparcie techniczne i rozwiązywanie problemów w bezpośredniej współpracy z klientami.

Mike Knapp – Global Product Manager – Fluidics
Mike jest odpowiedzialny za komercyjny rozwój przyrządów i sprzętu jednorazowego użytku. Ostatnio Mike odegrał kluczową rolę w rozszerzeniu linii produktów Masterflex® o jednorazowe, sterylizowane promieniowaniem gamma zespoły butelek do pobierania próbek Masterflex. Jego wcześniejsze doświadczenie obejmuje 15 lat w zarządzaniu produktami w zakresie szerokopasmowych technologii bezprzewodowych oraz 7 lat w zakresie eksploatacji napędów jądrowych i wytwarzania energii.

Pytania i odpowiedzi do webinarium

Do procesu hodowli komórek w fazie wstępnej zalecane są pompy o niskim poziomie ścinania. Czy są jakieś rodzaje pomp perystaltycznych, które powodują mniejsze ścinanie niż pompy odśrodkowe lub membranowe?

Pompy perystaltyczne są z natury mało ścinające. Najbardziej znaczącym czynnikiem w redukcji lizy komórek i zmniejszeniu uszkodzeń dużych cząsteczek jest zmniejszenie prędkości obrotowej (obr./min) pompy. Poprzez przewymiarowanie przewodu – użycie przewodu o większej średnicy, niż wymaga tego zastosowanie – można obniżyć prędkość pompy przy zachowaniu sensownego natężenia przepływu.

Ponadto głowice pomp Masterflex^® Cytoflow^® (dostępne dla serii pomp L/S® i I/P®) są wyposażone w unikatowe wypukłe wałki i wirnik o dużej średnicy. Oba te czynniki wpływają na zmniejszenie prędkości pracy i umożliwiają powstanie obszaru „prześlizgu”, w którym komórki mogą zostać „wypchnięte” z drogi wałka przed całkowitym zamknięciem przewodu.

Czy poleciliby Panowie pompy perystaltyczne do długotrwałej hodowli perfuzyjnej z dużym przepływem krzyżowym, trwającej ponad 60 dni?

Tak. Warto stosować przewody z TPE (termoplastycznego elastomeru), takie jak Masterflex PharMed® BPT lub Masterflex PharmaPure®. Zalecamy również zastosowanie przewodu o większym rozmiarze, aby można było uruchomić pompę z mniejszą prędkością (obr./min). Żywotność przewodów jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości obrotowej pompy.

Czy mogą Panowie odnieść się do przepuszczalności gazu w odniesieniu do materiału, z którego wykonane są przewody?

Dane dotyczące przepuszczalności gazu publikujemy na naszej stronie internetowej pod specyfikacją każdego z naszych produktów przewodowych do pomp. Ogólnie rzecz biorąc, preparaty na bazie TPE i PVC są mniej przepuszczalne, podczas gdy silikony wykazują wyższą przepuszczalność gazów.

Czy mogę użyć czujnika ultradźwiękowego i sterownika Masterflex, aby zwiększyć dokładność dozowania?

Tak, czujniki i sterowniki ultradźwiękowe Masterflex mogą poprawić dokładność dozowania, wprowadzając element wyczuwający rzeczywisty przepływ medium, zamiast obliczonego wydatku pompy. Technologia ultradźwiękowa jest dość dokładna, dlatego usprawni to większość systemów – zwłaszcza tych, które nie mają żadnego elementu detekcji. Jeżeli jednak używają Państwo już tej technologii do sterowania systemem dozowania, to może nie być żadnych dodatkowych korzyści.

Obecnie używamy przewodów C-Flex^® oraz przewodów silikonowych w różnych obszarach produkcji. Czy jest dostępny przewód, który nadaje się zarówno do pompowania/zgrzewania/uszczelniania w rozmiarze 10 x 16 mm?

Polecamy nasz produkt Masterflex Puri-Flex™. Dowiedziono, że doskonale zastępuje przewody C-Flex w zastosowaniach, gdzie wymagana jest szczelność i zgrzewalność. Ponadto Puri-Flex zapewnia najwyższą trwałość pompowania oraz mniejsze ściskanie.

Mam już kilka napędów Masterflex. Czy można dodać funkcje MasterflexLive^® do moich istniejących pomp?

Niestety nie można dodać MasterflexLive do istniejących pomp. Funkcja komunikacji i łączenia MasterflexLIVE jest wbudowana w osprzęt pompy i nie jest czymś, co można doposażyć. Mamy wiele opcji pomp zdolnych do pracy w systemie MasterflexLIVE w całej gamie pomp Masterflex Ismatec^®, L/S^®oraz I/P^®, zatem jest bardzo prawdopodobne, że któraś z nich spełni potrzeby Państwa konkretnego zastosowania.

Czy do korzystania z MasterflexLive potrzebny jest abonament i ile on kosztuje?

Najnowsze informacje znajdą Państwo na stronie MasterflexLive Remote Pump Monitoring.

Czy MasterflexLive przestrzega wymagań prawnych/zgodności, np. 21 CFR Part 11?

Poziom subskrypcji premium, który zapewnia dostęp do historii operacyjnej pompy, pomaga Państwu w spełnieniu wymogów 21 CFR Part 11 i Aneksu 11 rozporządzenia UE.

Jak mogę zdalnie stwierdzić, czy mój przewód się rozszczelnił i/lub czy mam nieszczelność w ścieżce płynu?

Do zdalnego powiadamiania zalecamy stosowanie pompy obsługującej MasterflexLive i dodatkowego detektora wycieków. Detektor przecieków Masterflex można umieścić bezpośrednio pod głowicą pompy, pod filtrem lub jakimkolwiek innym połączeniem ścieżki płynów, które może stanowić potencjalne ryzyko. Gdy czujnik wykrywający nieszczelności wykryje wyciek płynu, natychmiast wyśle do pompy sygnał zatrzymania. Jest to również jeden z warunków, które mogą wywołać powiadomienie za pośrednictwem aplikacji MasterflexLive. Jak wspomniano powyżej, mogą Państwo wybrać otrzymywanie tych powiadomień za pośrednictwem poczty elektronicznej, wiadomości tekstowych lub powiadomień push.

Czy są jakieś problemy związane z pracą z jedną głowicą w stosunku do pracy z dwiema?

Nie. W rzeczywistości do wyraźnych zalet podwójnych głowic należą:

• Zwiększony przepływ – Poprzez dodanie kanałów i „rozdzielaczy” lub zastosowanie zestawów przewodów trójnikowych zwiększa się zakres przepływu; można wtedy zwolnić pompę, aby wydłużyć żywotność przewodów.
• Zmniejszona pulsacja – Unikatowa konstrukcja pomp Masterflex obejmuje przesunięte wałki w sąsiednich głowicach, gdy są ustawione jedna na drugiej. To, w połączeniu z zestawem przewodów trójnikowych, powoduje radykalne zmniejszenie pulsacji.
• Zwiększona dokładność – Dokładność dozowania/podawania jest zwiększona, gdy głowice są ułożone jedna na drugiej, a kanały wyjściowe są ujednolicone za pomocą zestawu przewodów trójnikowych. Wynika to z efektywnego podwojenia liczby wałków w połączeniu ze zmniejszoną pulsacją.

Pytanie dotyczące pompowania objętości z różnych wysokości: Jak dokładna jest moc pompy do przepompowania cieczy nad reaktorem? Powiedzmy, że pompa stoi na ziemi. Aby dotrzeć do portu, musiałby pokonać około 3 metry.

To jest podstawowe zagadnienie z zakresu hydrauliki. Zakładamy, że wypór znajduje się po stronie tłocznej pompy. Mniej więcej na każde 70 cm pionowego wzrostu (wyporu) zwiększa się ciśnienie o 1 psi (przy ciężarze właściwym płynu 1). Pompa perystaltyczna o ciśnieniu 3 bar (45 psi-g) może podnieść (przepchnąć) pionowy słup wody na odległość ponad 30 metrów.

Gdzie mogę dowiedzieć się więcej o usługach oferowanych przez Masterflex w zakresie projektowania procesów i specyfikacji/wyboru komponentów?

Pierwszym miejscem, do którego należy się udać, jest Masterflex.com. Po drugie mogą Państwo skontaktować się z naszym zespołem wsparcia technicznego.

Czy istnieje oprogramowanie do czujników przepływu/ciśnienia, które tworzy dziennik procesu dokumentujący zmiany przepływu i ciśnienia?

Czujniki przepływu i ciśnienia nie są same w sobie instrumentami do rejestracji danych. Dzięki połączeniu z urządzeniami do rejestracji danych mogą one dostarczać dane w czasie. Dla czujników ciśnienia PendoTech® dostępne jest oprogramowanie do rejestracji danych, które w połączeniu z czujnikami i monitorami PMAT dostarcza dane do komputera. Sterownik ultradźwiękowy Masterflex miał możliwość zapisywania danych o przepływie w formacie CSV na karcie danych 32 GB, która umożliwia przeniesienie danych do komputera.

Skąd mam wiedzieć, jaki rozmiar przepływomierza będzie dla mnie najlepszy, jeśli dwa rozmiary pasują do mojego zakresu przepływu?

Oprócz natężenia przepływu należy wziąć pod uwagę więcej parametrów, takich jak ciśnienie i skalowalność. Zalecamy współpracę z ekspertami branżowymi / Państwa dostawcą w celu znalezienia najlepszego rozwiązania.

Czy ultradźwięki (czujniki) zaciskowe wymagają atestów prawnych?

Nie. Nie mają kontaktu ze ścieżką płynu, dlatego nie są wymagane atesty prawne.

Co robi sterownik przepływu, czego pompa nie może osiągnąć sama?

Ręczne sterowanie pompą uzyskuje się przez ustawienie obrotów, które zostały skalibrowane na żądane natężenie przepływu. Z biegiem czasu zmieniają się warunki w przewodach i ścieżkach przepływu i dlatego należy regulować obroty pompy, aby utrzymać stałe natężenie przepływu. Zazwyczaj odbywa się to poprzez okresowe przeprowadzanie kalibracji pompy i systemu w celu określenia nowych obrotów pompy, które należy ustawić, aby uzyskać takie samo natężenie przepływu. W przypadku sterownika z czujnikiem ultradźwiękowym żądane natężenie przepływu należy wprowadzić za pomocą ekranu dotykowego regulatora tylko raz. Sterownik będzie przyspieszał lub zwalniał obroty pompy w zależności od potrzeb, aby utrzymać żądane natężenie przepływu w miarę zmian warunków w systemie.

Co wiąże się z rozwiązaniami inwazyjnymi i nieinwazyjnymi?

Rozwiązania nieinwazyjne mają zazwyczaj wyższe koszty początkowe, ale niższe koszty operacyjne niż rozwiązania inwazyjne, jednorazowe. Często opcje jednorazowe są mniej wyrafinowane i łatwiejsze do zastosowania w nowej aplikacji. Każde zastosowanie należy ocenić pod kątem przewidywanego długotrwałego użytkowania.