СПОСОБ ИНКУБАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ И ВИРУСНОЙ ИНАКТИВАЦИИ Российский патент 2022 года по МПК A61L2/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу инкубации жидкостей, к способу получения биофармацевтического лекарственного препарата и к устройству для получения биофармацевтического лекарственного препарата.

Предшествующий уровень техники

Во многих непрерывных рабочих процессах жидкости перемешивают, а затем инкубируют, пропуская их через обрабатывающее оборудование, такое как трубки или колонки. Однако при прохождении через конструкцию, которую используют в способе, части жидкости, которые находятся ближе к поверхности конструкции, имеют тенденцию протекания с более низкой скоростью, чем части жидкости, которые находятся дальше от поверхности конструкции. Например, когда жидкая смесь протекает через полую трубку, части жидкости в центре трубки имеют тенденцию протекания с более высокой скоростью, чем части жидкости на периферии. В результате разные части жидкости имеют разное время пребывания, даже, когда все части жидкости поступают в конструкцию в одно время. Другими словами, разные части жидкости демонстрируют распределение времени пребывания. Если существует большая разница времени прохождения потока между разными частями жидкости, распределение времени пребывания является широким; если существует маленькая разница времени прохождения потока между разными частями жидкости, распределение времени пребывания является узким.

Узкое распределение времени пребывания является предпочтительным, когда смеси жидкостей необходимо инкубировать в течение определенного периода времени. Например, в непрерывном процессе производства биофармацевтических препаратов непрерывной инактивации вируса можно добиться путем смешивания содержащей биофармацевтический препарат жидкости с инактивирующими вирусы средствами и инкубации смеси, пропуская ее через конструкцию, используемую в процессе, в течение определенного периода времени. Узкое распределение времени пребывания позволяет инкубировать все части жидкости смеси с инактивирующим вирус средством в течение аналогичного, то есть необходимого периода времени. Таким образом, можно избежать того, чтобы некоторые части жидкости подвергались слишком длительному воздействию инактивирующего вирус средства, что может нанести вред биофармацевтическому лекарственному препарату, тогда как другие части жидкости не подвергаются достаточно длительному воздействию инактивирующего вирус средства, что может приводить к неполной инактивации вируса.

Известные в настоящее время способы инкубации текучих жидкостей не обеспечивают узкое распределение времени пребывания, или они имеют другие серьезные недостатки. Например, самый простой подход к инкубации жидкой смеси в непрерывном производственном процессе состоит в том, чтобы пропустить ее через полую трубку, которая является достаточно длинной, чтобы обеспечить необходимое минимальное время пребывания. Однако распределение времени пребывания в полой трубке является чрезвычайно широким и невоспроизводимым. В трубку можно добавить статичные смесители, способствующие радиальному перемешиванию (Ссылка 1). Однако для такой установки увеличение масштаба может быть проблемой, также как установка статичных смесителей в длинные отрезки трубки.

Альтернативно, так называемые спиральные проточные инверторы (CFI) действуют, пропуская жидкую смесь через спиральную трубку, которая имеет дополнительные изгибы на 90° (Ссылка 2). Предполагается, что эта установка увеличивает радиальное перемешивание, делая в то же время минимальным осевое перемешивание, сужая за счет этого распределение пребывания. Недавно была описана система для применения при непрерывной инактивации вируса (Ссылки 3, 4), и та же установка недавно была использована для сужения распределения времени пребывания на стадии осаждения примесей (Ссылка 5). Однако было доказано, что CFI работает только с диаметрами трубок 2-3 мм, и увеличение масштаба остается сложной задачей, потому что динамика текучих сред в системе изменяется с размерами трубки. CFI также ограничен одной скоростью потока для каждой данной конструкции.

Недавно, было предложено сегментировать поток продукта в микрореакторе путем введения несмешивающейся разделительной среды для непрерывной инактивации вируса с узким распределением времени пребывания (Ссылка 6). Однако такой способ ограничен использованием микрореакторов, что делает увеличение масштаба очень трудным.

Из-за описанного выше отсутствия подходящих способов инкубации текучих жидкостей с узким распределением времени пребывания в настоящее время чувствительную ко времени инкубацию часто выполняют в периодическом режиме, а не в непрерывном режиме. В периодическом режиме жидкую смесь инкубируют в контейнере, при том что на время инкубации поток прерывают. В результате производительность (например, в показателях количества инкубированной жидкости за период времени или в показателях количества биофармацевтического лекарственного препарата, полученного за период времени) в периодическом режиме обычно ниже, чем производительность в непрерывном режиме.

Ввиду вышесказанного существует большая потребность в усовершенствованных способах, которые позволяют инкубировать жидкости в течение определенного периода времени, обеспечивая в то же время высокую производительность.

Описание Изобретения

Настоящее изобретение соответствует описанным выше потребностям и решает упомянутые выше проблемы в данной области путем предоставления описанных ниже вариантов осуществления.

В частности, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что прохождение жидкости через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, обеспечивает более узкое распределение времени пребывания, чем в ранее известных способах. Таким образом, согласно изобретению смесь по меньшей мере двух жидкостей можно инкубировать путем смешивания указанных по меньшей мере двух жидкостей и прохождения смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, причем перемешивание и пропускание выполняют непрерывно.

Авторы изобретения также обнаружили, что конструкцией, имеющей множество взаимосвязанных каналов, может быть уплотненный слой непористых шариков. В этом варианте осуществления взаимосвязанные каналы образованы промежутками между непористыми шариками. Затем авторы изобретения провели множество экспериментов, чтобы найти, какие свойства влияют на распределение времени пребывания. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что распределение среднего диаметра частиц и размера частиц шариков, образующих уплотненный слой, оказывают самое большое влияние на распределение времени пребывания в тестируемом диапазоне. Конкретно, авторы изобретения обнаружили, что указанный уплотненный слой непористых шариков обеспечивает особенно узкое распределение времени пребывания, когда шарики имеют средний диаметр частиц в диапазоне от 0,05 мм до 1 мм, и когда распределение размера частиц является узким. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что большие объемы уплотненных слоев непористых шариков приводят к более узкому распределению времени пребывания. Кроме того, согласно изобретению более длинные слои шариков (например, в виде колонок) также приводят к более узкому распределению времени пребывания.

В отличие от многих используемых в настоящее время способов способы согласно настоящему изобретению можно легко масштабировать. Это связано с тем, что способ согласно настоящему изобретению не очень чувствителен к изменениям скоростей потока и поверхностных линейных скоростей, и с тем, что распределение времени пребывания становится более узким при использовании уплотненных слоев непористых шариков, которые имеют большие объемы и являются более длинными. Таким образом, способ согласно настоящему изобретению можно легко интегрировать в коммерческие производственные процессы.

В целом, в настоящем изобретении представлено усовершенствованное средство для инкубации жидкостей путем предоставления предпочтительных вариантов осуществления, описанных ниже:

1. Способ инкубации смеси по меньшей мере двух жидкостей, причем способ включает:

i) перемешивание указанных по меньшей мере двух жидкостей с получением смеси; и

ii) пропускание указанной смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, инкубируя за счет этого указанную смесь.

2. Способ по п. 1, причем способ представляет собой способ постоянного потока.

3. Способ по п. 1 или 2, причем указанное перемешивание и пропускание выполняют непрерывно.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем конструкцией, имеющей множество взаимосвязанных каналов, является уплотненный слой непористых шариков.

5. Способ по п. 4, причем непористыми шариками являются инертные непористые шарики.

6. Способ по п. 4 или п. 5, причем непористыми шариками являются стеклянные шарики, или керамические шарики, или пластмассовые шарики, такие как PMMA шарики, или стальные шарики.

7. Способ по любому из пунктов 4-6, причем средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм, предпочтительно в диапазоне 0,05-0,6 мм, более предпочтительно 0,05-0,5 мм, и наиболее предпочтительно в диапазоне 0,05-0,3 мм.

8. Способ по любому из пунктов 4-7, причем 95% непористых шариков отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, предпочтительно не более чем на 35%, наиболее предпочтительно не более чем на 20%.

9. Способ по любому из пунктов 1-8, причем конструкция, имеющая множество взаимосвязанных каналов, имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см.

10. Способ по любому из пунктов 1-9, причем конструкция, имеющая множество взаимосвязанных каналов, имеет длину по меньшей мере 20 см.

11. Способ по любому из пунктов 4-10, причем уплотненный слой непористых шариков можно получать с помощью способа, который включает воздействие на указанные непористые шарики вибрационной обработкой.

12. Способ по любому из пунктов 4-11, причем для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,2 до 0,45.

13. Способ по любому из пунктов 4-12, причем для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,37 до 0,42.

14. Способ по любому из пунктов 4-13, причем уплотненный слой непористых шариков находится в колонке и/или реакторе.

15. Способ по п. 14, причем колонка имеет диаметр более чем 5 мм, предпочтительно диаметр по меньшей мере 10 мм.

16. Способ по любому из пунктов 4-15, причем объем пустот уплотненного слоя непористых шариков составляет по меньшей мере 10 мл, предпочтительно по меньшей мере 40 мл, более предпочтительно по меньшей мере 150 мл, еще более предпочтительно по меньшей мере 470 мл и еще более предпочтительно по меньшей мере 700 мл.

17. Способ по любому из пунктов 1, 9 и 10, причем конструкция, имеющая множество взаимосвязанных каналов, является монолитной или сборной конструкцией, например, с геометрией 3D принтера.

18. Способ по п. 17, причем конструкция, имеющая множество взаимосвязанных каналов, является монолитной, и при этом для монолита доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,5 до 0,75.

19. Способ по любому из пунктов 1-18, причем способ предназначен для инактивации вируса, и при этом первой из указанных по меньшей мере двух жидкостей является жидкость, потенциально содержащая вирус, и при этом вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит инактивирующее вирус средство.

20. Способ по п. 19, причем указанная первая жидкость содержит биофармацевтический лекарственный препарат.

21. Способ по п. 19 или 20, причем способ предназначен для вирусной инактивации с оболочкой.

22. Способ по любому из пунктов 19-21, причем указанным вирусом является ретровирус и/или вирус семейства Flaviviridae.

23. Способ по п. 22, причем указанным вирусом является ретровирус, предпочтительно X-MuLV.

24. Способ по п. 22, причем указанным вирусом является вирус семейства Flaviviridae, предпочтительно BVDV.

25. Способ по любому из пунктов 19-24, причем инактивирующим вирусы средством является смесь растворитель/детергент, подходящая для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, или кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH.

26. Способ по любому из пунктов 19-25, причем инактивирующим вирусы средством является смесь растворитель/детергент для обработки растворителем/детергентом.

27. Способ по любому из пунктов 19-26, причем в способе достигается значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 1, по меньшей мере на 2 LRV, по меньшей мере на 4 LRV или по меньшей мере на 6 LRV по меньшей мере для одного вируса.

28. Способ по п. 27, причем указанным по меньшей мере одним вирусом является вирус по любому из пунктов 22-24.

29. Способ по любому из пунктов 1-28, причем поверхностная линейная скорость указанной смеси через указанную конструкцию равна или ниже чем 600 см/ч, или равна или ниже чем 300 см/ч, или равна или ниже чем 200 см/ч, или равна или ниже чем 100 см/ч, или равна или ниже чем 50 см/ч, или равна или ниже чем 20 см/ч.

30. Способ по любому из пунктов 1-29, причем число Боденштейна указанной смеси при прохождении через указанную конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, равно или выше чем 50, предпочтительно равно или выше чем 300, более предпочтительно равно или выше чем 400, еще более предпочтительно равно или выше чем 500, еще более предпочтительно равно или выше чем 600, наиболее предпочтительно равно или выше чем 800.

31. Способ получения биофармацевтического лекарственного препарата, причем способ включает выполнение способа по любому из пп. 20-31 и извлечение указанного биофармацевтического лекарственного препарата.

32. Устройство для получения биофармацевтического лекарственного препарата, причем устройство содержит уплотненный слой непористых шариков.

33. Устройство по п. 32, причем непористыми шариками являются инертные непористые шарики.

34. Устройство по п. 32 или п. 33, причем непористыми шариками являются стеклянные шарики, или керамические шарики, или пластмассовые шарики, такие как PMMA шарики, или стальные шарики.

35. Устройство по любому из пунктов 32-34, причем средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм, предпочтительно в диапазоне 0,05-0,6 мм, более предпочтительно в диапазоне 0,05-0,5 мм, наиболее предпочтительно в диапазоне 0,05-0,3 мм.

36. Устройство по любому из пунктов 32-35, причем непористые шарики отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, предпочтительно не более чем на 35%, наиболее предпочтительно не более чем на 20%.

37. Устройство по любому из пунктов 32-36, причем уплотненный слой непористых шариков имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см.

38. Устройство по любому из пунктов 32-37, причем уплотненный слой непористых шариков имеет длину по меньшей мере 20 см.

39. Устройство по любому из пунктов 32-38, причем уплотненный слой непористых шариков можно получать с помощью способа, который включает воздействие на указанные непористые шарики вибрационной обработкой.

40. Устройство по любому из пунктов 32-39, причем для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,2 до 0,45.

41. Устройство по любому из пунктов 32-39, причем для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,37 до 0,42.

42. Устройство по любому из пунктов 32-41, причем уплотненный слой непористых шариков находится в колонке и/или реакторе.

43. Устройство по п. 42, причем колонка имеет диаметр более чем 5 мм, предпочтительно диаметр по меньшей мере 10 мм.

44. Устройство по любому из пунктов 32-43, причем объем пустот уплотненного слоя непористых шариков составляет по меньшей мере 10 мл, предпочтительно по меньшей мере 40 мл, более предпочтительно по меньшей мере 150 мл, еще более предпочтительно по меньшей мере 470 мл и еще более предпочтительно по меньшей мере 700 мл.

45. Устройство по любому из пунктов 32-44, причем устройство дополнительно содержит один или множество смесителей, которые соединены с уплотненным слоем непористых шариков.

46. Устройство по п. 45, причем смеситель представляет собой статичный смеситель, такой как T-образный смеситель, или при этом смеситель представляет собой динамичный смеситель, такой как динамичная мешалка.

47. Устройство по любому из пунктов 32-46, причем устройство дополнительно содержит фильтр, и при этом фильтр предпочтительно расположен между уплотненным слоем непористых шариков и статичным смесителем по п. 45 или 46.

48. Устройство по п. 47, причем фильтр имеет размер пор 0,2 мкм.

49. Устройство по любому из пунктов 32-48, причем устройством является непрерывный проточный реактор.

50. Способ модификации процесса непрерывной проточной инактивации вируса, причем модификация включает использование конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, для непрерывной проточной инактивации вируса и прохождение смеси по меньшей мере двух жидкостей через указанную конструкцию, инкубируя за счет этого указанную смесь для инактивации вируса.

51. Способ по п. 50, причем указанным процессом непрерывной проточной инактивации вируса является процесс получения биофармацевтического лекарственного препарата.

52. Способ по любому из пунктов 50-51, причем в указанном процессе инактивации вируса используют инактивирующее вирус средство для инактивации вируса, и при этом первой из указанных по меньшей мере двух жидкостей является жидкость, потенциально содержащая вирус, и при этом вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит инактивирующее вирус средство.

53. Способ по любому из пунктов 50-52, причем указанный процесс инактивации вируса предназначен для вирусной инактивации с оболочкой.

54. Способ по п. 52 или 53, причем инактивирующим вирус средством, используемым в указанном процессе инактивации вируса, является смесь растворитель/детергент, подходящая для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, или кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH.

55. Способ по п. 54, причем инактивирующим вирус средством, используемым в указанном процессе инактивации вируса, является смесь растворитель/детергент для обработки растворителем/детергентом.

56. Способ по любому из пунктов 50-55, причем модификация включает модификацию процесса инактивации вируса для достижения значения уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 1, по меньшей мере на 2 LRV, по меньшей мере на 4 LRV или по меньшей мере на 6 LRV по меньшей мере для одного вируса.

57. Способ по любому из пунктов 50-56, причем модификация включает модификацию процесса инактивации вируса таким образом, чтобы число Боденштейна смеси, проходящей через указанную конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, было равно или выше чем 50, предпочтительно равно или выше чем 300, более предпочтительно равно или выше чем 400, еще более предпочтительно равно или выше чем 500, еще более предпочтительно равно или выше чем 600, наиболее предпочтительно равно или выше чем 800.

58. Способ по любому из пунктов 50-57, причем модификация включает модификацию процесса инактивации вируса таким образом, чтобы поверхностная линейная скорость смеси через указанную конструкцию была равна или ниже чем 600 см/ч, или равна или ниже чем 300 см/ч, или равна или ниже чем 200 см/ч, или равна или ниже чем 100 см/ч, или равна или ниже чем 50 см/ч, или равна или ниже чем 20 см/ч.

59. Способ по любому из пунктов 50-58, причем модификация включает использование конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, по любому из пп. 4-18.

60. Способ по любому из пунктов 56-59, причем модификация включает регулирование времени прохождения потока указанной смеси в указанной конструкции для достижения указанного значения уменьшения Log10 (LRV), и при этом время прохождения потока регулируют путем регулирования поверхностной линейной скорости смеси и/или объема пустот указанной конструкции.

Должно быть понятно, что несмотря на то, что в предпочтительных вариантах осуществления выше указана «инкубация смеси по меньшей мере двух жидкостей» и «перемешивание указанных по меньшей мере двух жидкостей с получением смеси», изобретение не ограничено использованием по меньшей мере двух жидкостей. Например, способом согласно изобретению также может быть способ инкубации смеси по меньшей мере из одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества, причем способ включает i) перемешивание указанной по меньшей мере одной жидкости и указанного по меньшей мере одного твердого вещества с получением смеси; и ii) пропускание указанной смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, инкубируя за счет этого указанную смесь. Например, в способе инактивации вируса согласно изобретению инактивирующее вирус средство можно добавлять в виде по меньшей мере одного твердого вещества. Предпочтительно, твердое вещество может быть в виде порошка. Также должно быть понятно, что все вышеуказанные предпочтительные варианты осуществления также применимы к этому способу, в котором используют по меньшей мере одну жидкость и по меньшей мере одно твердое вещество.

Кроме того, также должно быть понятно, что несмотря на то, что в предпочтительных вариантах осуществления выше указана «инкубация смеси по меньшей мере двух жидкостей» и «перемешивание указанных по меньшей мере двух жидкостей с получением смеси», изобретение не ограничено этими стадиями способа, но его также можно осуществлять в виде способа, где стадия перемешивания была исключена. Например, изобретение также относится к способу инкубации жидкости или для инкубации смеси по меньшей мере двух жидкостей, причем способ включает пропускание указанной жидкости или указанной смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, инкубируя за счет этого указанную жидкость или указанную смесь. Также должно быть понятно, что все вышеуказанные предпочтительные варианты осуществления также применимы к этому способу. Изобретение также относится к способу инкубации смеси по меньшей мере из одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества, причем способ включает пропускание указанной смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, инкубируя за счет этого указанную смесь. Также должно быть понятно, что все вышеуказанные предпочтительные варианты осуществления также применимы к этому способу.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1: A) Пример УФ профиля эксперимента по прохождению. Объемы элюирования (EV) при сигналах 5% и 50% показаны пунктирными вертикальными линиями. B) Разные профили прохождения с соответствующими числами EV/EV и числами Боденштейна. Начало профиля (что имеет решающее значение для инактивации вируса) лучше отражено числом EV/EV, чем числом Боденштейна.

Фиг. 2: Сравнение между экспериментами по прохождению с использованием ацетонового буфера и содержащего растворитель/детергент буфера. Перечислены колонки и поверхностные линейные скорости, при которых проводят пары экспериментов с разными буферными системами. Параметры кривых прохождения (то есть EV5%/EV50% и числа Боденштейна) рассчитывали для каждой буферной системы. SD=комбинация технологического жидкого буфера и технологического жидкого буфера с добавлением химических реагентов растворитель/детергент.

Фиг. 3: Сравнение между экспериментами по прохождению с использованием ацетонового буфера и содержащего растворитель/детергент буфера. Каждая точка данных отображает пару экспериментов с одинаковыми установками и разными буферными системами: Вода и 2% ацетон (Ацетон), технологический жидкий буфер с добавлением химических реагентов растворитель/детергент (SD). Расчетные параметры кривых прохождения EV5%/EV50% и число Боденштейна очень хорошо коррелируют между буферными системами.

Фиг. 4: Влияние параметров колонки и поверхностной линейной скорости на число Боденштейна и EV1%/EV50%.

Фиг. 5: Влияние длины колонки на число Боденштейна и EV1%/EV50% в качестве показателя адекватности для RTD. Колонки наполняли шариками одной и той же партии. Номенклатура колонки, используемая на всех представленных фигурах, следует следующему принципу: например, для колонок, названной «JS_10_ceramic_HR_26/19,5_0,125_0,25mm», «10» - это уникальное целое число, присвоенное колонке, «Ceramic» обозначает материал непористых шариков, «26» - диаметр колонки [мм], «19,5» - высота уплотненного слоя [см], а «0,125_0,25mm» - это диапазон размеров частиц, указанный в данных от изготовителя шариков.

Фиг. 6: Влияние поверхностных линейных скоростей на EV1%/EV50%.

Фиг. 7: модель прогнозирования частичных наименьших квадратов (PLS) для параметров адекватности для RTD. Прогнозирование проводят на основании длины колонки, объема колонки, поверхностной линейной скорости, среднего диаметра шариков и диапазона диаметров шариков.

Фиг. 8: модель прогнозирования PLS для параметров адекватности для RTD. Прогнозирование проводят на основании длины колонки, объема колонки, среднего диаметра шариков и диапазона диаметров шариков.

Фиг. 9: Влияние качества уплотнения на RTD. Колонку JS_07 уплотняли вручную с множеством воздушных пузырьков (то есть качество уплотнения было плохим). При низких поверхностных линейных скоростях плохо уплотненная колонка работала также как хорошо уплотненные колонки с более крупными шариками. Однако при более высоких поверхностных линейных скоростях результаты были плохими.

Фиг. 10: Снижение порога обнаружения (LOD). Эксперименты по прохождению проводят с использованием 10% ацетона. Корреляция между EV0,03%/EV50% (Ɵ0,03%) и EV1%/EV50% (Ɵ1%) была хорошей, особенно для хорошо уплотненных колонок.

Фиг. 11: Сравнение колонок, заполненных непористыми шариками, согласно настоящему изобретению и известных спиральных проточных инверторов (CFI) в показателях чисел Боденштейна. В уплотненном слое использовали непористые стеклянные шарики.

Фиг. 12: Сравнение колонок, заполненных непористыми шариками, согласно настоящему изобретению и известных спиральных проточных инверторов (CFI) в показателях чисел Боденштейна. В уплотненном слое использовали непористые керамические шарики.

Фиг. 13: Сравнение колонок, заполненных непористыми шариками, согласно настоящему изобретению и известных спиральных проточных инверторов (CFI) в показателях чисел Боденштейна. В уплотненном слое использовали непористые стеклянные шарики, пластмассовые шарики PMMA или керамические шарики.

Фиг. 14: Иллюстративный вариант осуществления устройства для получения биофармацевтического лекарственного препарата, который можно использовать для инактивации вируса.

Фиг. 15: Реакции на импульсный впрыск представляют собой сглаженные производные экспериментальных кривых прохождения. Толстая серая линия отображает профиль элюции в наихудшем случае, при сохранении точки LOD, зафиксированной в обоих измерениях. Толстая черная кривая отображает экспериментальные данные. Падение сигнала в начале является следствием промывки трубок на перепуске перед перенаправлением образца через колонку.

Фиг. 16: A, B: Необходимое время пребывания в начале кривой обнаруживаемого прохождения (время LOD) в зависимости от порога обнаружения (LOD) и необходимого коэффициента уменьшения вирусов при условии, что то же LRV достигается в режиме периодической инкубации за 60 мин и кинетики логарифмического уменьшения вирусов.

Фиг. 17: Перемешивание жидкостей перед поступлением в реактор непрерывной вирусной инактивации (CVI). A: Перемешивание двух жидкостей. B: Перемешивание трех жидкостей. C: Перемешивание любого числа жидкостей.

Фиг. 18: Порядок перемешивания жидкостей перед поступлением в реактор вирусной инактивации (CVI). A: Перемешивание двух жидкостей. B: Перемешивание трех жидкостей, причем две жидкости перемешивают перед перемешиванием третьей жидкости с полученной смесью. C: Перемешивание любого числа жидкостей перед возможностью примешивания дополнительных жидкостей.

Фиг. 19: Иллюстративные стадии способа (и соответствующие блоки реактора) перед инактивацией вируса (CVI). A: перед инактивацией вируса включают уравнительный резервуар. (Слева) Периодическая хроматография перед CVI. (Посередине) Хроматография с противоточной загрузкой перед CVI. (Справа) Хроматография с псевдодвижущимся слоем перед CVI. B: Бесперебойная сквозная обработка без уравнительного резервуара. (Слева) Периодическая хроматография. (Посередине) Хроматография с противоточной загрузкой. (Справа) Хроматография с псевдодвижущимся слоем.

Фиг. 20: Иллюстративные стадии способа (и соответствующие блоки реактора) после инактивации вируса. A: Экстракция растворителем-детергентом в режиме противотока. B: Экстракция растворителем-детергентом в режиме прямотока. C: Периодическая хроматография. D: Хроматография с противоточной загрузкой. E: Хроматография с псевдодвижущимся слоем.

Фиг. 21: A: большая 1,75 л колонка имеет значительно большее число Боденштейна (значительно более узкое распределение времени пребывания), чем любая (меньшая) лабораторная колонка, в то же время некоторые из лабораторных колонок уже полностью превосходят спиральные проточные инверторные реакторы в показателях числа Боденштейна. B: то же, что на панели A, за исключением того, что шкалы имеют логарифмическую форму. C: большая 1,75 л колонка работает очень хорошо. Для сравнения, меньшая колонка (d=26 мм, l=19,5 см), заполненная такой же партией шариков, которая достигала показателя EV1%/EV50% в диапазоне 0,88-0,92 и числа Боденштейна в диапазоне 800-1800.

Фиг. 22: Изображение иллюстративного примера вибрационного устройства, используемого для уплотнения колонки. 1. Вибромотор, 2. Стальная рама, 3. Колонка, 4. Датчик движения, 5. Регистратор данных, 6. Регулятор мощности

Фиг. 23: Иллюстративное объяснение поверхностной линейной скорости [см/ч]: поверхностной линейной скоростью является линейная скорость, при которой текучая среда движется при условии, что конструкция (например, уплотненный слой непористых шариков) пустая, например, не заполнена шариками. На фигуре показана иллюстративная конструкция (проиллюстрированная в виде цилиндра, который наполнен взаимосвязанными каналами (B) или пустой (A)).

Фиг. 24: Схема установки для CVI. Установка состоит из двух насосов, смесителя и CVI.

Фиг. 25: Профиль концентрации на выходе для процесса CVI. График показывает выходную концентрацию (C), нормированную по концентрации на входе (C₀). Процесс разделен на две фазы: начальная (или скрытая) фаза и фаза устойчивого состояния. Начальная фаза представлена начальным участком кривой с 0% концентрацией и последующим переходом концентрации от 0 до 100%. Начальная фаза отображает вытеснение и вымывание жидкой фазы, находившейся ранее внутри CVIR, до тех пор, пока концентрация на выходе не совпадет с концентрацией на входе. Фаза устойчивого состояния представлена участком кривой со 100% концентрацией. В этом примере устойчивое состояние начинается перед 2 V_R.

Фиг. 26: Результаты титрования вируса для процесса CVI со временем инкубации 30 и 60 мин (на графике слева и справа, соответственно). Маркер при 0 V_R отображает титр X-MuLV образца, тестируемого методом добавок, перед перемешиванием с компонентами S/D. Маркеры при 1, 2, 3, 4 и 5 V_R отображают титры X-MuLV на выходе CVIR после работы в течение 1, 2, 3, 4 и 5 объемов реактора, соответственно. Заштрихованные маркеры показывают титр вируса, а открытые маркеры отображают образцы с титрами ниже LOD.

Фиг. 27: LRV для разных образцов, собранных во время непрерывного процесса инактивации вируса со временем инкубации 30 и 60 мин (вверху и внизу, соответственно). Показанные образцы брали после 1, 2, 3, 4 и 5 V_R работы, также они содержат контроль удерживания (HC). HC образец брали из того же шприца с учетом времени анализа по методу стандартных добавок после окончания CVI (после 5 V_R). Полностью закрашенные столбики показывают данные LRV, а столбики с косой штриховкой отображают минимальное LRV из-за падения образцов ниже LOD.

Фиг. 28: LRV для разных образцов, собранных во время традиционного периодического процесса инактивации вируса. Показанные образцы брали после 60 мин инкубации, и они также содержат контроль удерживания (HC). HC образец получали путем инкубации образца, тестируемого методом добавок, без химических реагентов S/D в тех же условиях, что и цикл инактивации при наличии S/D. Полностью закрашенные столбики показывают данные LRV, а столбики с косой штриховкой отображают минимальное LRV из-за падения образцов ниже LOD.

Фиг. 29: Результаты титрования вируса для процесса CVI со временем инкубации 30 и 60 мин (на графике слева и справа, соответственно). Маркер при 0 V_R отображает титр BVDV образца, тестируемого методом добавок, перед перемешиванием с компонентами S/D. Маркеры при 1, 2, 3, 4 и 5 V_R отображают титры BVDV на выходе CVIR после работы в течение 1, 2, 3, 4 и 5 объемов реактора, соответственно. Заштрихованные маркеры показывают титр вируса, а открытые маркеры отображают образцы с титрами, которые упали ниже LOD.

Фиг. 30: LRV для разных образцов, собранных во время непрерывного процесса инактивации вируса со временем инкубации 30 и 60 мин (вверху и внизу, соответственно). Показанные образцы брали после 1, 2, 3, 4 и 5 V_R работы, и они также содержат контроль удерживания (HC). HC образец брали из того же шприца с учетом времени анализа по методу стандартных добавок после окончания CVI (после 5 V_R). Полностью закрашенные столбики показывают данные LRV, а столбики с косой штриховкой отображают минимальное LRV из-за падения образцов ниже LOD.

Фиг. 31: LRV для разных образцов, собранных во время традиционного периодического процесса инактивации вируса. Показанные образцы брали после 60 мин инкубации, и они также содержат контроль удерживания (HC). HC образец получали путем инкубации образца, тестируемого методом добавок, без химических реагентов S/D в тех же условиях, что и цикл инактивации при наличии S/D. Полностью закрашенные столбики показывают данные LRV, а столбики с косой штриховкой отображают минимальное LRV из-за падения образцов ниже LOD.

Подробное описание изобретения

Определения

Если ниже не указано иное, термины в рамках настоящего изобретения следует понимать в соответствии с их обычным значением, известным специалисту в данной области.

Все публикации, патенты и заявки на выдачу патентов, перечисленные в данном документе, полностью включены настоящим посредством ссылки для всех целей.

Термин «время пребывания» в рамках настоящего изобретения в общем относится к количеству времени, которое проходит с момента поступления части жидкости в элемент обрабатывающего оборудования до выхода той же части жидкости из элемента обрабатывающего оборудования. Если средняя линейная скорость части жидкости высокая, время пребывания небольшое. Если средняя линейная скорость части жидкости низкая, время пребывания длительное. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения термин «время пребывания» относится к количеству времени, которое проходит с момента поступления части жидкости в конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, до выхода той же части жидкости из конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. Альтернативно, и более предпочтительно, термин относится к количеству объемов колонки, которые проходят с момента поступления части жидкости в конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, до выхода той же части жидкости из конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. Время пребывания и объем элюирования связаны следующей формулой:

Объем элюирования (измеряемый в объемах колонки) = время пребывания ∙ поперечное сечение колонки ∙ поверхностная линейная скорость

Когда разные части жидкости имеют разное время пребывания, даже если все части жидкости поступают в элемент обрабатывающего оборудования (например, конструкцию согласно изобретению, имеющую множество взаимосвязанных каналов) в одно время, части жидкости распределяются относительно времени их пребывания. Другими словами, разные части жидкости демонстрируют распределение времени пребывания, которое упоминается также, как «распределение времени пребывания» или «RTD». Если существует большая разница между скоростями протекания между разными частями жидкости, распределение времени пребывания является широким; если существует маленькая разница между скоростями протекания между разными частями жидкости, распределение времени пребывания является узким. Одно из преимуществ конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, согласно изобретению, состоит в том, что оно обеспечивает получение узкого распределения времени пребывания.

Должно быть понятно, что термин «смесь по меньшей мере одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества» определяет, что во время перемешивания указанной по меньшей мере одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества твердое вещество находилось в твердом состоянии. Это не исключает возможности, что в указанной смеси по меньшей мере одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества твердое вещество может растворяться, например, во время проведения дальнейших стадий способа согласно изобретению.

В соответствии со всеми другими вариантами осуществления изобретения смесь двух жидкостей или смесь по меньшей мере одной жидкости и по меньшей мере одного твердого вещества может представлять собой водный раствор.

Термин «взаимосвязанные каналы» в рамках настоящего изобретения относится к каналам в конструкции, которые доступны для текучих сред снаружи указанной конструкции. По меньшей мере некоторые каналы взаимосвязаны друг с другом. Таким образом, когда конструкцию открывают для жидкости, жидкость может проходить через конструкцию через эти каналы, которые взаимосвязаны друг с другом. Понятно, что конструкцией, имеющей множество взаимосвязанных каналов, упоминаемой в связи с изобретением, является конструкция, которая подходит для прохождения через конструкцию смеси по меньшей мере двух жидкостей согласно изобретению.

Термин «непрерывный» или «непрерывно» или «непрерывный проточный» в рамках настоящего изобретения в связи со способом или процессом согласно изобретению или его стадиями имеет значение, общеизвестное в данной области. Он описывает способ или процесс или его стадии, которая проходит (проходят) без прерывания. Если термин «непрерывный» или «непрерывно» или «непрерывный проточный» используют в данном документе в соответствии с конкретным способом или стадиями способа (например, со стадией перемешивания и прохождения согласно изобретению), он означает, что эта стадия проходит без прерывания. Если термин «непрерывный» или «непрерывно» или «непрерывный проточный» используют в данном документе в соответствии со способом или процессом согласно изобретению, он означает, что указанный способ или процесс проходит без прерывания. Предпочтительно, когда способ или процесс выполняют непрерывно, все стадии способа или процесса проводят непрерывно. Альтернативно, также возможно, чтобы непрерывным был только выход продукта способа или процесса, тогда как части указанного способа или процесса (например, конкретные стадии способа или процесса) проводят с перерывами или частично непрерывно. Например, ряд периодических процессов может обеспечивать непрерывный выход с течением времени, хотя отдельные процессы действуют с перерывами.

Термин «непористые шарики» в рамках настоящего изобретения относится к любым подходящим непористым шарикам, которые можно использовать для уплотненного слоя непористых шариков согласно изобретению. «непористые шарики» могут иметь сферическую или неправильную форму. В предпочтительном варианте осуществления в соответствии со всеми другими вариантами осуществления изобретения непористые шарики предпочтительно сферические. Например, «непористые шарики» могут быть сделаны из любого совместимого с биофармацевтической обработкой твердого материала в виде частиц, например, из пластмассы, стекла или металла.

Непористые шарики известны в данной области и коммерчески доступны.

Стеклянные шарики известны в данной области и могут быть сделаны, например, из кварцевого стекла. Например, стеклянные шарики можно купить у Cospheric LLC.

Пластмассовые шарики также известны и могут быть сделаны, например, из поли(метилметакрилата) (PMMA), полиэтилена (PE), полипропилена (PP) или полистирола (PS). Например, пластмассовые шарики можно купить у Cospheric LLC, Altuglas Arkema и Kisker Biotech.

Стальные шарики также известны в данной области и могут быть сделаны, например, из нержавеющей стали. Например, стальные шарики можно купить у Cospheric LLC.

Термин «керамические шарики» в рамках настоящего изобретения относится к любым керамическим шарикам, которые подходят для образования «уплотненного слоя непористых шариков» согласно изобретению. Например, керамические шарики можно купить у Kuhmichel Abrasiv GmbH.

Уплотненный слой непористых шариков согласно изобретению отдельно не ограничен, и его можно содержать, например, в контейнерах с разной формой, таких как колонки или реакторы. Размер контейнера отдельно не ограничен, и его можно выбирать на основании необходимой производительности и времени инкубации.

Термин «инертные» в связи с непористыми шариками согласно изобретению имеет значение термина, известного в данной области. В предпочтительном варианте осуществления инертные непористые шарики никоим образом не функционализированы. Инертные материалы для непористых шариков согласно изобретению могут быть выбраны специалистом в данной области. Например, в способе или процессе согласно изобретению можно будет выбирать подходящие известные инертные материалы таким образом, чтобы они не реагировали или по существу (например, измеримо) не реагировали с жидкостью или смесью жидкостей, которые пропускают через слой шариков. Например, инертные непористые шарики согласно изобретению предпочтительно представляют собой шарики, которые не реагируют или по существу химически не реагируют с жидкой смесью согласно настоящему изобретению. Инертные непористые шарики согласно изобретению предпочтительно представляют собой шарики, которые не добавляют компоненты в жидкую смесь. Инертные непористые шарики согласно изобретению предпочтительно не абсорбируют или абсорбируют компоненты из жидкой смеси.

Термин «отклоняются от среднего диаметра частиц» на заданный процент в рамках настоящего изобретения относится к отклонению, которое зависит от среднего диаметра частиц. Например, если шарики со средним диаметром частиц 0,2 мм отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, 95% шариков имеют диаметр частиц не более чем 0,3 мм и не менее чем 0,1 мм. Аналогично, если шарики со средним диаметром частиц 0,2 мм отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 20%, 95% шариков имеют диаметр частиц не более чем 0,24 мм и не менее чем 0,16 мм. Для частиц, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, которые не являются сферическими, диаметр относится к самой длинной оси частиц.

Термин «вибрационная обработка» в рамках настоящего изобретения относится к любой обработке, которая предусматривает вибрацию и которая подходит для увеличения плотности упаковки уплотненного слоя непористых шариков. Для воздействия с помощью вибрационной обработки на уплотненный слой непористых шариков можно использовать, например, вибрационное устройство.

Предпочтительное вибрационное устройство содержит стойку, к которой неподвижно прикрепляют колонку. В примере вибрационной обработки с использованием вибрационного устройства неподвижно прикрепляют пустую колонку, а шарики добавляют во время вибрации. Затем включают вибрацию стойки с использованием вибромотора. Указанный мотор может иметь, например, электрический или пневматический привод. Уплотненные слои непористых шариков можно уплотнять с использованием частоты вибрации менее чем 40 кГц, предпочтительно 1-10 кГц, ускорения менее чем 10 g, предпочтительно 0-5 g, и амплитуды вибрации менее чем 5 мм, предпочтительно до 2 мм. Иллюстративный пример вибрационного устройства, используемого для уплотнения колонки, показан на фиг. 22.

Термин «реактор» в рамках настоящего изобретения относится к любому контейнеру или другой конструкции, которая подходит для содержания текучих сред. Реактор можно использовать для того, чтобы обеспечить химическую реакцию текучих сред. Однако в настоящем изобретении термин «реактор» также относится к реакторам, в которых не проходит химическая реакция. Понятно, что реактор можно регулировать на основании предполагаемого использования. Например, понятно, что реактор, который используют для инактивации вируса, подойдет для инактивации вируса. Также, если реактор используют для получения биофармацевтического лекарственного препарата, он подойдет для получения этого лекарственного препарата.

Термин «геометрия 3D принтера» в рамках настоящего изобретения относится к любым сборным пористым конструкциям, которые печатают с использованием 3D принтера.

Термин «вирус с оболочкой» в рамках настоящего изобретения имеет значение, известное специалисту в данной области. Например, вирусами с оболочкой могут быть Herpesviridae, например, вирус простого герпеса, вирус ветряной оспы, цитомегаловирус или вирус Эпштейна-Барр; Hepadnaviridae, например, вирус гепатита B; Togaviridae, например, вирус краснухи или альфавирус; Arenaviridae, например, вирус лимфоцитарного хориоменингита; Flaviviridae, например, вирус денге или вирус диареи крупного рогатого скота (BVDV), вирус гепатита C или вирус желтой лихорадки; Orthomyxoviridae, например, вирус гриппа A, вирус гриппа B, вирус гриппа C, изавирус или тоготовирус; Paramyxoviridae, например, вирус кори, вирус эпидемического паротита, респираторно-синцитиальный вирус, вирус чумы крупного рогатого скота или вирус чумы собак; Bunyaviridae, например, вирус калифорнийского энцефалита или хантавирус; Rhabdoviridae, например, вирус бешенства; Filoviridae, например, вирус Эбола или вирус Марбургской болезни; Coronaviridae, например, коронавирус; Bornaviridae, например, вирус болезни Борна; или Arteriviridae, например, артеривирус или вирус конского артериита; Retroviridae, например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) или вирус ксенотропного мышиного лейкоза (X-MuLV), T-лимфотропный вирус человека 1 (HTLV-1); Poxviridae, например, Variolae Orthopoxvirus (Variolavirus).

Термин «смесь растворитель/детергент» в рамках настоящего изобретения имеет значение, известное специалисту в данной области. Термин «смесь растворитель/детергент» также относится к смесям, которые содержат только растворители или только детергенты. В предпочтительном варианте осуществления смесь растворитель/детергент, используемая согласно изобретению, содержит по меньшей мере один растворитель, не являющийся водой, и по меньшей мере один детергент. Количество разных растворителей и/или детергентов, содержащихся в смеси, отдельно не ограничено. Например, смесь растворитель/детергент может состоять из три-n-бутилфосфата, полисорбата 80 и Triton X-100.

Термин «инактивирующая вирус обработка растворителем-детергентом» в рамках настоящего изобретения имеет значение, известное специалисту в данной области. В предпочтительном варианте осуществления обработки растворителем/детергентом можно использовать против вирусов с оболочкой, например, путем удаления липидной мембраны вирусов с оболочкой. Однако «инактивирующая вирус обработка растворителем-детергентом» согласно настоящему изобретению этим не ограничена. Например, «инактивирующая вирус обработка растворителем-детергентом» согласно настоящему изобретению может также включать в себя обработки вирусов без оболочки, которые, например, действуют путем денатурации белков на поверхности вируса, такого как вирус без оболочки.

Термин «значение уменьшения Log10» или «LRV» в рамках настоящего изобретения является показателем уменьшения инфекционных вирусных частиц в текучей среде, определяемым как логарифм (основание 10) отношения концентрации инфекционных вирусных частиц перед инактивацией вируса к концентрации инфекционных вирусных частиц после инактивации вируса. Значение LRV является специфическим для данного типа вируса. Специалисту в данной области ясно, что любое значение уменьшения Log10 (LRV) выше нуля выгодно для улучшения безопасности способов и процессов, таких как способы и процессы производства биофармацевтических препаратов. Согласно изобретению LRV можно измерять с помощью любых подходящих способов, известных в данной области. Предпочтительно, LRV, упоминаемыми в данном документе, являются LRV, которые измеряют с помощью анализа бляшек или которые измеряют с помощью анализа TCID50, более предпочтительно которые измеряют с помощью анализа TCID50. Эти анализы известны специалисту в данной области. Предпочтительно, LRV, упоминаемыми согласно изобретению, являются LRV вируса с оболочкой. Например, «анализ TCID50» в рамках настоящего изобретения относится к анализу инфекционной дозы в культуре ткани. Анализ TCID50 представляет собой анализ конечного разведения, причем значение TCID50 отображает концентрацию вируса, необходимую, чтобы вызвать смерть клеток или патологические изменения в 50% инокулированных клеточных культур.

Термины «скорость потока» и «объемная скорость потока» в рамках изобретения используются взаимозаменяемо и относятся к объему смеси, которая проходит через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов согласно изобретению, за некоторый промежуток времени. Объемная скорость потока (или скорость потока) предпочтительно измеряется в мл/мин. Объемная скорость потока (или скорость потока) является постоянной независимо от диаметра трубки, независимо от диаметра конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов (например, колонки), и независимо от поршня насоса. Обычно ее устанавливают путем изменения скорости насоса до необходимой скорости потока. Например, если один или более насосов используют при входе в конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, объемная скорость потока (или скорость потока) представляет собой общий объем, вытесняемый указанными насосами за некоторый промежуток времени. Например, поршневые насосы, например, доставляют определенный объем текучей среды за каждый ход поршня. Шприцевые насосы приводят в действие от линейного двигателя. Используя диаметр шприца и расстояние, на которое двигатель проталкивает поршень шприца, можно рассчитать вытесняемый объем за некоторый промежуток времени. Альтернативно, скорость потока также можно измерять с помощью известных в данной области расходомеров.

В общем, «линейную скорость» определяют как скорость потока, деленную на площадь поперечного сечения конструкции, через которую проходит жидкость:

линейная скорость = (объемная скорость потока)/(площадь поперечного сечения)

Термин «линейная скорость», который используют в связи с конструкциями согласно изобретению, относится к объемной скорости потока, деленной на площадь поперечного сечения конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. Поперечное сечение обычно может быть круглым, то есть поперечное сечение представляет собой круг.

В конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, согласно изобретению, такой как уплотненный слой непористых шариков, можно выделить две разные линейные скорости текучей среды:

a) Поверхностная линейная скорость (предпочтительно указываемая в [см/ч]): поверхностной линейной скоростью является линейная скорость, с которой движется текучая среда при условии, что конструкция (например, уплотненный слой непористых шариков) - пустая, например, не заполнена шариками. Иллюстративная конструкция (проиллюстрированная в виде цилиндра, который заполнен взаимосвязанными каналами (B) или пустой (A)) показана на фиг. 23.

b) Внутрипоровая линейная скорость (предпочтительно указываемая в [см/ч]): внутрипоровой скоростью является фактическая скорость текучей среды через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов (например, через уплотненный слой непористых шариков). Поскольку текучая среда может протекать только через взаимосвязанные каналы (например, вокруг шариков), внутрипоровая скорость всегда выше, чем поверхностная скорость.

Если не указано иное, все случаи термина «линейная скорость» в рамках настоящего изобретения относятся к поверхностной линейной скорости. Поверхностную линейную скорость можно рассчитать путем деления скорости потока (или объемной скорости потока) на площадь поперечного сечения конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, при условии, что конструкция пустая.

Термин «порог обнаружения» или «LOD» в рамках настоящего изобретения относится к самой низкой обнаруживаемой части вещества, например, самой низкой обнаруживаемой части шариков в суспензии. Термин «порог времени обнаружения» или «LOD время» в рамках настоящего изобретения относится к моменту времени, в который сигнал, исходящий из вещества, например, из индикаторного вещества, такого как шарики в суспензии, превышает порог обнаружения (LOD).

Термин «число Боденштейна» в рамках настоящего изобретения имеет значение, известное специалисту в данной области. Оно описано, например, в Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, 3rd ed. John Wiley & Sons, 1999 (Ссылка 8), который полностью включен посредством ссылки для всех целей. Число Боденштейна безразмерно и характеризует обратное смешивание в системе. Таким образом, число Боденштейна может указывать степень, в которой обратно смешиваются жидкие объемы или соединения. Например, маленькое число Боденштейна указывает на большую степень обратного смешивания, тогда как большое число Боденштейна указывает на маленькую степень обратного смешивания. Как будет известно специалисту в данной области, число Боденштейна можно использовать в качестве показателя распределения времени пребывания и можно определять с помощью способов, известных в данной области. В настоящем изобретении число Боденштейна можно предпочтительно рассчитать путем подгонки функции F к кривым прохождения (как показано в примерах; см. Например, Фиг. 1A), где F(EV) отображает интеграл гауссовского пика (например, УФ сигнал индикаторного вещества, добавленного в смесь, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов согласно изобретению), а Bo отображает число Боденштейна, EV отображает объем элюирования в данный момент времени, а EV50% отображает объем элюирования за среднее время пребывания:

На Фиг. 1B представлено несколько разных профилей прохождения с соответствующими числами EV/EV и числами Боденштейна. На фигуре показано, что начало профиля (которое имеет решающее значение в частности для инактивации вируса) значительно лучше отображается числом EV/EV, чем числом Боденштейна.

Согласно настоящему изобретению каждый случай термина «содержащий» может необязательно быть замещен термином «состоящий из».

Далее будут описаны конкретные варианты осуществления изобретения, но изобретение этим не ограничено. Кроме того, любые из приведенных ниже вариантов осуществления можно объединить с любыми другими приведенными ниже вариантами осуществления согласно настоящему изобретению.

Конструкцией, имеющей множество взаимосвязанных каналов, подлежащей использованию согласно изобретению, может быть монолитная или сборная конструкция, например, с геометрией 3D принтера, но предпочтительно она представляет собой уплотненный слой непористых шариков. Таким образом, в частности, уплотненный слой непористых шариков можно объединить с любыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения.

Уплотненный слой непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, можно содержать в контейнерах с разной формой, таких как колонки и/или реакторы. Предпочтительно, уплотненный слой непористых шариков полностью заполняет контейнер, то есть он не оставляет никаких больших зазоров. Предпочтительно, контейнер содержит по меньшей мере впуск и по меньшей мере выпуск, которые находятся на противоположных концах контейнера. Таким образом, текучая среда может поступать в контейнер через впуск, проходить через уплотненный слой непористых шариков и выходить из контейнера через выпуск. Предпочтительно, контейнером является колонка.

Контейнер для уплотненного слоя непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, может иметь любую форму, например, он может иметь круглое основание, угловое основание или прямоугольное основание. Предпочтительно, контейнер имеет круглое основание. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения уплотненный слой непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, находится в колонке с круглым основанием.

Длина уплотненного слоя непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, отдельно не ограничена, и ее можно регулировать, учитывая необходимую производительность, необходимую поверхностную линейную скорость и необходимое среднее время пребывания жидкости. В частности, длину уплотненного слоя непористых шариков можно выбирать на основании необходимой поверхностной линейной скорости и необходимого среднего времени пребывания жидкости. Например, если необходимая поверхностная линейная скорость составляет 20 см/ч, а пористость уплотненного слоя непористых шариков принимают равной 0,4, а необходимое среднее время пребывания составляет по меньшей мере 1 ч, то нужно, чтобы длина уплотненного слоя непористых шариков составляла по меньшей мере 50 см. Если необходимая поверхностная линейная скорость составляет 20 см/ч, а необходимое среднее время пребывания составляет по меньшей мере 3 ч, то нужно, чтобы длина уплотненного слоя непористых шариков составляла по меньшей мере 150 см. в предпочтительном варианте осуществления необходимая поверхностная линейная скорость составляет приблизительно 20 см/ч, а необходимое среднее время пребывания составляет по меньшей мере 1 час, так что нужно, чтобы уплотненный слой непористых шариков имел длину по меньшей мере 50 см. Авторы изобретения обнаружили, что чем длиннее уплотненный слой непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, тем уже распределение времени пребывания жидкости, которую пропускают через слой непористых шариков. Таким образом, если уплотненный слой непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, более длинный (например, если он имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см), это является предпочтительным для узкого распределения времени пребывания.

Ширина или диаметр уплотненного слоя непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, отдельно не ограничены, и их можно выбирать на основании необходимой производительности, необходимой поверхностной линейной скорости и необходимого среднего времени пребывания жидкости. Специалисту понятно, что ширину или диаметр уплотненного слоя непористых шариков следует выбирать, учитывая размер шариков. Другими словами, ширину или диаметр уплотненного слоя непористых шариков следует выбирать таким образом, чтобы они были достаточными для размещения шариков. В предпочтительном варианте осуществления изобретения диаметр колонки составляет 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 10 мм.

Объем уплотненного слоя непористых шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, отдельно не ограничен, и его можно выбирать, учитывая необходимую производительность, необходимую поверхностную линейную скорость и необходимое среднее время пребывания жидкости. Однако авторы изобретения неожиданно обнаружили, что большие объемы уплотненного слоя непористых шариков обеспечивают более узкое распределение времени пребывания, чем маленькие объемы, когда жидкость проходит через слой непористых шариков. Таким образом, предпочтительными являются большие объемы уплотненного слоя непористых шариков, например, объемы пустот по меньшей мере 10 мл, предпочтительно по меньшей мере 40 мл, более предпочтительно по меньшей мере 150 мл, еще более предпочтительно по меньшей мере 470 мл и еще более предпочтительно по меньшей мере 700 мл.

Непористые шарики, образующие уплотненный слой непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению, могут иметь разные средние диаметры частиц. Должно быть понятно, что диаметр непористых шариков можно легко выбирать таким образом, чтобы взаимосвязанные каналы, образованные промежутками между шариками, подходили для прохождения компонентов (например, биофармацевтических лекарственных препаратов) жидкости (например, смесей, используемых согласно настоящему изобретению) через уплотненный слой непористых шариков. С другой стороны, авторы изобретения неожиданно обнаружили, что чем меньше средний диаметр частиц шариков, образующих уплотненный слой непористых шариков согласно настоящему изобретению, тем уже распределение времени пребывания жидкости, которую пропускают через уплотненный слой. Таким образом, шарики, подлежащие использованию согласно настоящему изобретению, предпочтительно находятся в диапазоне от 0,05 мм до 1 мм, более предпочтительно в диапазоне от 0,05 мм до 0,6 мм, еще более предпочтительно в диапазоне от 0,05 мм до 0,5 мм и наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,05 мм до 0,3 мм. Кроме того, авторы изобретения неожиданно обнаружили, что чем более однородный средний диаметр частиц шариков, подлежащих использованию согласно настоящему изобретению, тем уже распределение времени пребывания жидкости, которую пропускают через уплотненный слой непористых шариков. Таким образом, шарики, подлежащие использованию согласно настоящему изобретению, предпочтительно отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, более предпочтительно не более чем на 35%, наиболее предпочтительно не более чем на 20%.

Предпочтительно, непористые шарики, образующие уплотненный слой непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению, являются инертными.

Предпочтительно, непористые шарики, образующие уплотненный слой непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению, являются сферическими.

Непористые шарики можно уплотнять с помощью разных средств с образованием уплотненного слоя непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению. Авторы изобретения обнаружили, что разница качества уплотнения влияет на пути прохождения жидкостей, которые пропускают через уплотненный слой непористых шариков, и, таким образом, на распределение времени пребывания.

Иллюстративным средством уплотнения непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению являются сухое уплотнение или мокрое уплотнение с вибрационной обработкой и без нее. Уплотнение жидкости может быть под действием силы тяжести или в потоке. Предпочтительным средством уплотнения непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению является уплотняющая вибрационная обработка. Также предпочтительным является мокрое уплотнение, более предпочтительно в комбинации с вибрационной обработкой. Качество уплотнения можно определить, например, путем определения распределения времени пребывания жидкости, которую пропускают через уплотненный слой непористых шариков. Узкое распределение времени пребывания является показателем хорошего качества уплотнения, широкое распределение времени пребывания является показателем плохого качества уплотнения.

Способ инкубации смеси по меньшей мере двух жидкостей согласно настоящему изобретению включает перемешивание указанных по меньшей мере двух смесей с получением смеси и прохождение указанной смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, инкубируя за счет этого указанную смесь. Предпочтительно, указанное перемешивание и прохождение выполняют непрерывно. Неожиданно, авторы изобретения обнаружили, что при прохождении жидкости, такой как смесь по меньшей мере двух жидкостей согласно изобретению, через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, для того, чтобы инкубировать указанную жидкость (например, указанную смесь), инкубация происходит с особенно узким распределением времени пребывания. Такое узкое распределение времени пребывания является предпочтительным для всех типов способов непрерывного действия, причем жидкости следует перемешивать и инкубировать в течение определенных периодов времени, потому что это позволяет более точно выбирать время инкубации.

В способе инкубации согласно изобретению поверхностная линейная скорость смеси, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных пор, отдельно не ограничена, и ее можно выбирать на основании необходимой производительности. Авторы изобретения обнаружили, что более низкие поверхностные линейные скорости жидкости согласно изобретению (например, смеси, используемой согласно изобретению), которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, обеспечивают более узкое распределение времени пребывания, чем более высокие поверхностные линейные скорости. Таким образом, поверхностная линейная скорость в способе инкубации согласно настоящему изобретению предпочтительно равна или ниже чем 600 см/ч, или равна или ниже чем 300 см/ч, или равна или ниже чем 200 см/ч, или равна или ниже чем 100 см/ч, или равна или ниже чем 50 см/ч, или равна или ниже чем 20 см/ч. Наиболее предпочтительно, поверхностная линейная скорость равна или ниже чем 50 см/ч.

Как будет известно специалисту в данной области, число Боденштейна можно использовать в качестве показателя распределения времени пребывания. Маленькое число Боденштейна является показателем широкого распределения времени пребывания, а большое число Боденштейна является показателем узкого распределения времени пребывания. Как описано выше, в способе инкубации согласно настоящему изобретению очень предпочтительно, что смесь, проходящая через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, имеет узкое распределение времени пребывания. Соответственно, в способе инкубации согласно настоящему изобретению предпочтительно, что число Боденштейна смеси, проходящей через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, равно или выше чем 50, более предпочтительно равно или выше чем 300, еще более предпочтительно равно или выше чем 400, еще более предпочтительно равно или выше чем 500, еще более предпочтительно равно или выше чем 600, наиболее предпочтительно равно или выше чем 800.

Одним примером процесса, в котором жидкости (например, смеси по меньшей мере двух жидкостей) инкубируют в течение определенного периода времени, пропуская в то же время через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, является непрерывная инактивация вируса. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ инкубации согласно настоящему изобретению предназначен для непрерывной инактивации вируса. В этом предпочтительном варианте осуществления первой жидкостью из указанных по меньшей мере двух жидкостей является жидкость, потенциально содержащая вирус, а вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит инактивирующее вирус средство. При инкубации смеси жидкости, потенциально содержащей вирус, и жидкости, содержащей инактивирующее вирус средство, время инкубации можно выбирать таким образом, чтобы оно было достаточно длительным для достижения достаточного значения уменьшения Log10 (LRV) для данного вируса. С другой стороны, время инкубации предпочтительно также выбирают таким образом, чтобы оно было достаточно небольшим, чтобы обеспечить, чтобы инактивирующее вирус средство не повредило другие компоненты, которые могут содержаться в жидкостях (например, биофармацевтических). Если для всех (или по меньшей мере для большинства) частей жидкости (например, смеси по меньшей мере двух жидкостей) время инкубации аналогично, то можно более легко добиться, чтобы подходящее время инкубации не было ни слишком коротким, ни слишком длинным. Таким образом, узкое распределение времени пребывания, которое получают согласно изобретению, является предпочтительным в том, что оно, например, позволяет выбрать такое подходящее время инкубации.

В процессах производства биофармацевтических препаратов вирусы в смеси, содержащей биофармацевтический лекарственный препарат, обычно инактивируют, чтобы обеспечить, что после введения биофармацевтического лекарственного препарата в фармацевтическую композицию, фармацевтическая композиция не представляет никакого вреда для пациентов. Таким образом, способ или процесс инактивации вируса согласно настоящему изобретению особенно полезен в процессе производства биофармацевтических препаратов. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления способа или процесса инактивации вируса согласно настоящему изобретению первая жидкость смеси по меньшей мере двух жидкостей, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, содержит биофармацевтический лекарственный препарат. Соответственно, настоящее изобретение также относится к способу получения биофармацевтического лекарственного препарата, причем указанный биофармацевтический лекарственный препарат извлекают после выполнения способа инкубации согласно настоящему изобретению.

Способы извлечения биофармацевтического лекарственного препарата, которые можно должным образом использовать после выполнения способа инкубации согласно настоящему изобретению, хорошо известны специалисту в данной области. Например, для извлечения биофармацевтического лекарственного препарата можно использовать разные способы хроматографии. Такие способы специалист в данной области может выбирать, учитывая свойства биофармацевтического лекарственного препарата, источник, из которого его получают (например, рекомбинантно или из других источников, например, из плазмы человека) и необходимое биофармацевтическое применение (например, будут ли его вводить подкожно или внутривенно и т.д.).

Биофармацевтические лекарственные препараты согласно изобретению отдельно не ограничены. Они включают как рекомбинантные биофармацевтические лекарственные препараты, так и биофармацевтические лекарственные препараты из других источников, например, биофармацевтические лекарственные препараты, полученные из плазмы человека. Биофармацевтические лекарственные препараты согласно изобретению включают, без ограничения, факторы крови, иммуноглобулины, заместительные ферменты, вакцины, генотерапевтические векторы, факторы роста и их рецепторы. Предпочтительные факторы крови включают в себя фактор I (фибриноген), фактор II (протромбин), тканевый фактор, фактор V, фактор VII и фактор VIIa, фактор VIII, фактор IX, фактор X, фактор XI, фактор XII, фактор XIII, фактор фон Виллебранда (VWF), прекалликреин, высокомолекулярный кининоген (HMWK), фибронектин, антитромбин III, кофактор гепарина II, белок C, белок S, белок Z, плазминоген, альфа 2-антиплазмин, тканевой активатор плазминогена (tPA), урокиназу, ингибитор активатора плазминогена 1 (PAI1) и ингибитор активатора плазминогена 2 (PAI2). Предполагается, что факторы крови, которые можно использовать согласно настоящему изобретению, включают в себя функциональные варианты полипептидов и полинуклеотиды, которые кодируют факторы крови или кодируют такие функциональные вариантные полипептиды. Предпочтительные иммуноглобулины включают в себя иммуноглобулины из плазмы человека, моноклональные антитела и рекомбинантные антитела. Биофармацевтические лекарственные препараты согласно изобретению предпочтительно представляют собой соответствующие человеческие или рекомбинантные человеческие белки или их функциональные варианты.

После извлечения биофармацевтического лекарственного препарата, полученного с помощью способа получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению, биофармацевтический лекарственный препарат можно ввести в фармацевтическую композицию. Такую фармацевтическую композицию можно получить в соответствии с известными стандартами получения фармацевтических композиций. Например, композицию можно получить таким образом, чтобы ее можно было надлежащим образом хранить и вводить, например, путем использования фармацевтически приемлемых компонентов, таких как носители, эксципиенты или стабилизаторы. Такие фармацевтически приемлемые компоненты являются нетоксичными в количествах, используемых при введении фармацевтической композиции пациенту.

В связи со всеми вариантами осуществления способа или процесса инактивации вируса согласно настоящему изобретению указанный способ или процесс предпочтительно представляет собой способ или процесс непрерывной инактивации вируса.

В частности в способе или процессе инактивации вируса согласно настоящему изобретению можно предпочтительно отслеживать время пребывания жидкости в конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, и распределение времени ее пребывания. Такой контроль позволил бы определить, не проводит ли любая данная часть жидкости смеси, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, достаточное время в конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. В способе непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению может быть полезно узнать, не проводит ли любая данная часть жидкости смеси, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, достаточное время в конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, потому что в таком случае первая жидкость (например, содержащая биофармацевтический лекарственный препарат) может не подвергаться достаточно длительному воздействию инактивирующего вирус средства для достижения необходимого значение уменьшения Log10 для данного вируса. В таком случае специалист может модифицировать способ или процесс инактивации вируса согласно изобретению, например, путем увеличения длины конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, и/или путем уменьшения поверхностной линейной скорости.

В способе или процессе инактивации вируса согласно настоящему изобретению для того, чтобы отслеживать время пребывания жидкости в конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, и распределение времени ее пребывания, индикаторный образец можно периодически добавлять при входе в конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов. Например, индикаторный образец можно периодически добавлять в первую жидкость, которую после этого смешивают со второй жидкостью и необязательно дополнительными жидкостями. Альтернативно, индикаторный образец можно периодически добавлять в смесь по меньшей мере двух жидкостей и смешивать с указанной смесью. Впоследствии, когда смесь, содержащую индикатор, пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов согласно настоящему изобретению, концентрацию индикатора в смеси можно отслеживать на входе и на выходе конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. Этот контроль можно осуществлять с помощью любого подходящего способа. Подходящие аналитические способы известны специалисту в данной области. Такие способы могут быть основаны, например, на обнаружении флуоресценции, обнаружении поглощения или ядерном магнитном резонансе (ЯМР). Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления способ или процесс инактивации вируса согласно настоящему изобретению включает стадию контроля времени пребывания и распределения времени пребывания жидкости (например, смеси по меньшей мере двух жидкостей, используемых согласно изобретению) в конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, причем указанная стадия включает периодическое добавление индикаторного образца в указанную жидкость (например, в указанную смесь по меньшей мере двух жидкостей, используемых согласно изобретению) и контроль концентрации указанного индикатора в указанной жидкости (например, в указанной смеси по меньшей мере двух жидкостей, используемых согласно изобретению) на входе и на выходе конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов. Эта стадия является предпочтительной в том, что это позволяет отслеживать качество конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, во время непрерывного производственного процесса, например, для того, чтобы выявить возможное засорение или другие нарушения конструкции. Кроме того, эта стадия также предпочтительна в том, что она позволяет отслеживать, остается ли распределение времени пребывания конструкции, имеющей множество взаимосвязанных каналов, достаточно узким для того, чтобы обеспечить необходимое LRV, например, LRV, равное 4.

В способе или процессе инактивации вируса согласно настоящему изобретению предпочтительно, что инактивирующим вирусы средством является смесь растворитель/детергент, подходящая для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом. Смесь растворитель/детергент согласно изобретению отдельно не ограничена. Например, смесь растворитель/детергент может содержать один органический растворитель и множество поверхностно-активных веществ, множество органических растворителей и одно поверхностно-активное вещество или множество органических растворителей и множество поверхностно-активных веществ. Понятно, что тип детергента и/или растворителя и их соответствующие концентрации специалист может подходящим образом выбирать, учитывая, например, возможные вирусы, присутствующие в жидкости, необходимое LRV, свойства биофармацевтического лекарственного препарата и характеристики способа изготовления биофармацевтического лекарственного препарата (например, при какой температуре будут проводить инактивацию). Обычно, итоговые концентрации органического растворителя и одного поверхностно-активного вещества во время инкубации согласно изобретению составляет от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 5% (о/о) органического растворителя и от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 10% (о/о) поверхностно-активного вещества. При использовании множества поверхностно-активных веществ итоговая концентрация органического растворителя составляет от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 5% (о/о), итоговая концентрация одного поверхностно-активного вещества составляет от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 10% (о/о), от приблизительно 0,5% (о/о) до приблизительно 5% (о/о) или от приблизительно 0,5% (о/о) до приблизительно 1,0% (о/о), а итоговая концентрация остальных поверхностно-активных веществ составляет от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 5% (о/о), от приблизительно 0,1% (о/о) до приблизительно 1,0% (о/о) или от приблизительно 0,2% (о/о) до приблизительно 4% (о/о).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения смесь растворитель/детергент содержит три(n-бутил) фосфат и полиоксиэтилен октил фенил эфир (также известный как, например, TRITON® X-100). В другом варианте осуществления смесь растворитель/детергент содержит три(n-бутил)фосфат и полиоксиэтилен (80) сорбитан моноолеат (также известный как, например, полисорбат 80 или TWEEN® 80).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения смесь растворитель/детергент содержит три(n-бутил)фосфат, полиоксиэтилен октил фенил эфир (TRITON® X-100) и полиоксиэтилен (80) сорбитан моноолеат (также известный как, например, полисорбат 80 или TWEEN® 80).

В предпочтительном варианте осуществления способа или процесса инактивации вируса согласно настоящему изобретению первую жидкость, содержащую биофармацевтический лекарственный препарат, и вторую жидкость, содержащую смесь растворитель/детергент, подходящую для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, перемешивают, и смесь впоследствии пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов. Как будет понятно специалисту в данной области, концентрации одного или более компонентов смеси для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом можно отслеживать в смеси, которую пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, например, при входе в конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных пор, или на выходе из конструкции, имеющей множество взаимосвязанных пор. Например, один или более компонентов смеси, которую пропускают через конструкцию с множеством взаимосвязанных каналов, можно отслеживать с использованием УФ и видимой спектроскопии и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), которые хорошо известны специалисту в данной области.

Альтернативно, в способе непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению инактивирующим вирус средством может быть кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH. Кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH, может содержать любую неорганическую или органическую кислоту, подходящую для инактивирующей вирус обработки с низким pH.

В способе или процессе инактивации вируса согласно настоящему изобретению предпочтительно, что в способе достигается значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 1 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 2 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 3 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 4 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 5 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 6 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 7 по меньшей мере для одного вируса, или значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 8 по меньшей мере для одного вируса, наиболее предпочтительно значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 4 по меньшей мере для одного вируса. Конечно, специалисту в данной области ясно, что любое значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере для одного вируса выгодно, потому что это улучшает безопасность, например, процесса производства биофармацевтических препаратов. LRV, упоминаемыми согласно изобретению, являются предпочтительно LRV вируса с оболочкой.

Значение уменьшения Log10 (LRV), которое достигается с помощью способа непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению, определяют, как известно специалисту в данной области. Например, LRV можно определять путем определения концентрации инфекционных вирусных частиц в жидкости перед и после воздействия на жидкость в способе непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению. Более конкретно, LRV можно определять путем определения концентрации инфекционных вирусных частиц в первой жидкости, перемешивания первой жидкости со второй жидкостью, содержащей инактивирующее вирус средство, для того, чтобы воздействовать на первую жидкость в способе непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению, и определения концентрации инфекционных вирусных частиц в смеси первой жидкости и второй жидкости после выполнения способа непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению. После определения концентраций инфекционных вирусных частиц перед и после инактивации вируса LRV для любого данного вируса можно определять путем вычисления логарифма (основание 10) отношения инфекционных вирусных частиц перед инактивацией вируса (=концентрация инфекционных вирусных частиц перед инактивацией вируса * объем перед инактивацией вируса, например, объем первой жидкости) к инфекционным вирусным частицам после инактивации вируса (=концентрация инфекционных вирусных частиц после инактивации вируса, например, в смеси первой и второй жидкости * (объем после инактивации вируса, например, объем первой жидкости+объем второй жидкости)).

Специалисту известно множество способов определения концентраций инфекционных вирусных частиц в жидкости. Например, и без ограничения, концентрации инфекционных вирусных частиц в жидкости предпочтительно можно измерять путем анализа бляшек или путем анализа TCID50, более предпочтительно путем анализа TCID50.

Как будет известно специалисту в данной области, инактивация вируса путем смешивания жидкости со смесью растворитель/детергент, подходящей для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, и инактивация вируса путем смешивания жидкости с кислым раствором, подходящим для инактивирующей вирус обработки с низким pH, особенно эффективны для вирусной инактивации с оболочкой. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления способ или процесс инактивации вируса согласно настоящему изобретению предназначен для непрерывной вирусной инактивации с оболочкой.

В настоящем изобретении также раскрыто устройство для получения биофармацевтического лекарственного препарата в соответствии со способами согласно настоящему изобретению. Указанное устройство содержит уплотненный слой непористых шариков. Поскольку устройство, содержащее уплотненный слой непористых шариков, предпочтительно используют в способе согласно настоящему изобретению, уплотненный слой шариков, содержащийся в устройстве, предпочтительно имеет те же варианты осуществления, что и уплотненный слой непористых шариков для применения согласно настоящему изобретению, как описано выше.

В способе получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению первую жидкость, содержащую биофармацевтический лекарственный препарат, и вторую жидкость, содержащую инактивирующее вирус средство, перемешивают, и смесь впоследствии пропускают через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов. В необязательном варианте осуществления настоящего изобретения перед пропусканием смеси через конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, для перемешивания по меньшей мере двух жидкостей можно использовать статичный смеситель. Таким образом, в одном варианте осуществления изобретения устройство для получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению содержит статичный смеситель. В предпочтительном аспекте этого варианта осуществления указанный статичный смеситель расположен перед уплотненным слоем непористых шариков. В дополнительном предпочтительном аспекте этого варианта осуществления указанным статичным смесителем является T-образный смеситель.

В способе получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению смесь по меньшей мере двух жидкостей может содержать мусор, например, клеточный мусор, или другие нерастворимые компоненты из предшествующего процесса производства биофармацевтических препаратов. Таким образом, может быть необходимо удалить указанные нерастворимые компоненты из смеси, например, путем фильтрации. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения устройство для получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению содержит фильтр. В предпочтительном аспекте этого варианта осуществления указанный фильтр расположен перед уплотненным слоем непористых шариков. В еще более предпочтительном аспекте этого варианта осуществления фильтр расположен перед уплотненным слоем непористых шариков и на выходе из смесителя, такого как T-образный смеситель или динамичный смеситель. Размер пор фильтра отдельно не ограничен, и его будет выбирать специалист в данной области, например, учитывая размер биофармацевтического лекарственного препарата, который нужно пропустить через фильтр, и размер компонентов (например, клеточного мусора или других нерастворимых компонентов в результате предшествующего процесса производства биофармацевтических препаратов), которые следует извлечь из процесса. В предпочтительном варианте осуществления фильтр имеет размер пор 0,2 мкм.

В другом варианте осуществления в соответствии с приведенными выше вариантами осуществления устройством для получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению является непрерывный проточный реактор, который содержит уплотненный слой непористых шариков. Как будет понятно специалисту в данной области, реактор согласно настоящему изобретению можно объединить со всеми другими вариантами осуществления устройства для получения биофармацевтического лекарственного препарата согласно настоящему изобретению. Например, реактор может содержать перед уплотненным слоем непористых шариков смеситель, такой как T-образный смеситель. Альтернативно, реактор может содержать перед уплотненным слоем непористых шариков фильтр, например, фильтр с размером пор 0,2 мкм. В качестве еще одной альтернативы реактор может содержать перед уплотненным слоем непористых шариков фильтр, например, фильтр с размером пор 0,2 мкм, а перед фильтром смеситель, такой как T-образный смеситель. В предпочтительном аспекте этого варианта осуществления реактором является колонка, которая содержит перед уплотненным слоем непористых шариков фильтр, например, фильтр с размером пор 0,2 мкм, а перед фильтром статичный смеситель, такой как T-образный смеситель.

В варианте осуществления в соответствии со всеми другими вариантами осуществления изобретения непрерывный проточный реактор подходит для непрерывной инактивации вируса. Непрерывный проточный реактор для непрерывной инактивации вируса изобретения предпочтительно содержит смесители для двух жидкостей, трех жидкостей или четырех или более жидкостей, которые соединены с уплотненным слоем непористых шариков. Эти смесители находятся перед уплотненным слоем непористых шариков таким образом, чтобы жидкости можно было смешивать перед поступлением в уплотненный слой непористых шариков. Неограничивающие примеры таких конфигураций перемешивания приведены на фиг. 17. Порядок перемешивания отдельно не ограничен. Например, три жидкости можно смешивать таким образом, когда две жидкости перемешивают перед перемешиванием третьей жидкости с полученной смесью, или любое число жидкостей можно смешивать перед подмешиванием дополнительных жидкостей. Неограничивающие примеры таких конфигураций перемешивания приведены на фиг. 18.

Непрерывный проточный реактор для непрерывной инактивации вируса изобретения предпочтительно содержит перед уплотненным слоем непористых шариков дополнительные блоки, которые могут включать в себя уравнительный резервуар. В неограничивающих вариантах осуществления уравнительный резервуар можно соединить с устройством для периодической хроматографии перед уравнительным резервуаром, или с устройством для хроматографии с противоточной загрузкой перед уравнительным резервуаром, или с устройством для хроматографии с псевдодвижущимся слоем перед уравнительным резервуаром. Неограничивающие примеры таких блоков перед уплотненным слоем непористых шариков показаны на фиг. 19 A. Альтернативно, непрерывный проточный реактор для непрерывной инактивации вируса изобретения предпочтительно содержит перед уплотненным слоем непористых шариков дополнительные блоки, которые включают в себя блок для бесперебойной сквозной обработки без уравнительного резервуара. В неограничивающих вариантах осуществления блок для бесперебойной сквозной обработки может представлять собой устройство для периодической хроматографии, устройство для хроматографии с противоточной загрузкой или устройство для хроматографии с псевдодвижущимся слоем. Неограничивающие примеры таких блоков перед уплотненным слоем непористых шариков показаны на фиг. 19 B.

Непрерывный проточный реактор для непрерывной инактивации вируса изобретения предпочтительно содержит на выходе из уплотненного слоя непористых шариков дополнительные блоки, включающие в себя, но без ограничения, устройство для экстракции растворителем-детергентом в режиме противотока, устройство для экстракции растворителем-детергентом в режиме прямотока, устройство для периодической хроматографии, устройство для хроматографии с противоточной загрузкой и устройство для хроматографии с псевдодвижущимся слоем. Неограничивающие примеры таких блоков на выходе из уплотненного слоя непористых шариков показаны на фиг. 20.

Должно быть понятно, что описанные выше блоки реактора для непрерывной инактивации вируса изобретения также можно использовать в связи со способами и процессами изобретения.

Далее, настоящее изобретение будет проиллюстрировано с помощью примеров, без ограничения ими.

ПРИМЕРЫ

Пример 1: Общая структура экспериментов по прохождению

Совокупное распределение времени пребывания в колонке, заполненной непористыми шариками можно получить с помощью так называемых экспериментов по прохождению. В качестве примеров настоящего изобретения эксперименты по прохождению проводили в следующих трех стадиях:

1. Промывка колонки уравновешивающим буфером

В экспериментах согласно настоящему изобретению для уравновешивания использовали воду.

2. Промывка экстраколоночной трубки буфером, содержащим ацетон для анализа (с клапаном колонки на перепуске)

Если не указано иное, в примерах настоящего изобретения использовали 2% ацетон. Было показано, что 2% ацетон является подходящей модельной системой для смеси, содержащей смесь растворитель/детергент, подходящую для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом согласно настоящему изобретению (см. Пример 2). Использование ацетоновой системы вместо смеси, содержащей смесь растворитель/детергент, обеспечивало более удобную лабораторную работу. Когда указано, дополнительные эксперименты проводили с 10% ацетоном для более высокой чувствительности.

3. Начало измерения прохождения путем переключения клапана колонки на выбранную колонку

УФ реакцию определяли на выходе из колонки, заполненной непористыми шариками, с использованием УФ детектора. Нормированная УФ реакция отображает совокупное распределение времени пребывания (Фиг. 1A).

В примерах настоящего изобретения УФ детектор настраивали на длину волны 280 нм, если только не использовали смесь, содержащую смесь растворитель/детергент, подходящую для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом согласно настоящему изобретению. Если использовали смесь, содержащую смесь растворитель/детергент, УФ детектор настраивали на длину волны 300 нм, потому что при длине волны с максимальным УФ сигналом (то есть при 280 нм) УФ детектор был насыщен. Эксперименты по прохождению проводили на хроматографической системе Aekta Avant от GE Healthcare с разными поверхностными линейными скоростями, варьирующими от 2 см/ч до 300 см/ч. В качестве примеров настоящего изобретения УФ спектры обрабатывали с помощью собственных сценариев обработки в среде программирования Matlab®. УФ реакцию нормировали в диапазоне от 0% до 100%. Объем элюирования (EV) выражен в объемах колонки (CV). Рассчитывали объемы элюирования с разными концентрациями потока через раствор (ацетон в воде) (например, объем элюирования при 5% и объем элюирования при 50%, см. Фиг. 1A).

При использовании заполненных колонок ожидается, что задний край пика низкой интенсивности будет длиннее, чем передний край пика низкой интенсивности. Однако в способе непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению задний край пика не так важен, как передний край пика, потому что вирусная инактивация увеличивается с течением времени. Таким образом, узость полученных УФ профилей предпочтительно может быть описана с помощью следующего параметра:

EV50% представляет среднее распределение времени пребывания, тогда как EVx обычно отображает объем элюирования, когда сигнал достигает самого низкого достоверного порога обнаружения («порог обнаружения», LOD). В примерах настоящего изобретения EV1% и EV5% являются общеиспользуемыми. Понятно, что независимо от присутствующих примеров EV1% и EV5% в целом можно использовать в соответствии со всеми вариантами осуществления изобретения. Используя настройку этих примеров можно выявить объемы элюирования до EV0,03% при использовании 10% раствора ацетона. Если Ɵx приближается к 1, RTD очень узкое, то есть поток жидкости через колонку, заполненную непористыми шариками, приближается к идеальному поршневому потоку. В противоположность этому, если Ɵx приближается к 0, RTD очень широкое, то есть RTD показывает крутой передний край пика. Вообще говоря, чем ближе Ɵx к 1, тем круче кривая RTD.

Кроме того, для каждой кривой прохождения число Боденштейна рассчитывали путем подбора функции F к нормированному УФ сигналу, где F(EV) отображает интеграл гауссовского пика, а Bo отображает число Боденштейна, EV отображает объем элюирования в данный момент времени, а EV50% отображает объем элюирования при среднем значении RTD:

Как известно специалисту в данной области, число Боденштейна также можно использовать в качестве показателя распределения времени пребывания. Маленькое число Боденштейна является показателем широкого RTD, тогда как большое число Боденштейна является показателем узкого RTD.

Пример 2: Сравнение эффективности между ацетоном и смесью, содержащей растворители/детергенты

Работа со смесями растворителей/детергентов может быть опасной, что создает неудобства для лабораторной работы. Таким образом, для того, чтобы обеспечить более удобную лабораторную работу, проверили, является ли раствор ацетона подходящей модельной системой для смеси, содержащей смесь растворитель/детергент, подходящую для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом согласно настоящему изобретению.

Разные колонки заполнили стеклянными шариками. Эксперименты по прохождению проводили, как описано выше (см. Пример 1) с использованием 2% смеси ацетона в воде или комбинации технологического жидкого буфера и технологического жидкого буфера с добавлением химических реагентов растворитель/детергент. Для каждого эксперимента рассчитывали отношение EV5% к EV50% (Ɵ5%) и числа Боденштейна.

Как можно видеть на фиг. 2 и 3, Ɵ5% и числа Боденштейна были очень похожи для экспериментов, которые отличались тем, использовали ли 2% смесь ацетона в воде или комбинацию технологического жидкого буфера и технологического жидкого буфера с химическими реагентами растворитель/детергент. Таким образом, если только не указано иное, в дальнейших экспериментах использовали только комбинацию воды и 2% ацетона.

Пример 3: Влияние параметров колонки на распределение времени пребывания

Для того, чтобы исследовать влияние разных параметров колонок, заполненных непористыми шариками, на распределение времени пребывания, данные, обобщенные на фиг. 2, проанализировали в отношении высот колонок, диаметров колонок, линейных скоростей, диаметров шариков и диапазонов диаметров шариков. В общем, согласно настоящему изобретению термины «высота» и «длина» используют взаимозаменяемо, и они всегда означают высоту конструкции, например, высоту уплотненного слоя.

Конкретно, анализ частичных наименьших квадратов (PLS) провели на данных, обобщенных на фиг. 2, для входных параметров (высота колонки, объем колонки, линейная скорость, средний диаметр шариков, распределение диаметров шариков) и для двух выходных параметров (число Боденштейна и Ɵ1%). Для отображения влияния отдельных входных параметров на выходные данные использовали ортогональную регрессию PLS (OPLS).

В нашем случае OPLS такая же, как PLS с системой координат, повернутой для более наглядного представления (Ссылка 7). Более конкретно, влияние отдельных параметров на выходные данные можно видеть из 1 компонента OPLS. Параметры с положительным значением увеличивают выходные данные, если они увеличиваются. Параметры с отрицательным значением уменьшают выходные данные, если они уменьшаются. Если абсолютное значение 1 компонента OPLC определенного параметра - высокое, то параметр оказывает большое влияние на выходные данные. (2 компонент OPLS в этом случае не имеет значения - в упрощенном объяснении это можно интерпретировать таким образом, что он относится к изменчивости параметра.)

Построение на графике первых двух принципиальных компонентов показало, что влияние размеров частиц шариков является наиболее значимым параметром в исследуемом диапазоне (Фиг. 4). Чем шарики меньше и равномернее, теи уже RTD. Другим значимым фактором была длина колонки. Более длинные колонки обеспечивали более узкое RTD. Наименее важными факторами были объем колонки и линейная скорость. Последнее означает, что для масштабирования можно изменять диаметр колонки и/или можно увеличивать время пребывания за счет использования уменьшающихся линейных скоростей с небольшим влиянием на RTD в тестируемом диапазоне. Однако было отмечено, что как более низкие линейные скорости, так и большие объемы колонки приводили к несколько лучшему RTD. Вышеуказанные соображения были согласованными для обоих параметров, описывающих RTD, то есть числа Боденштейна и Ɵ1%.

Другой эксперимент провели, чтобы подтвердить влияние длины колонки на RTD. Колонки разных размеров заполнили керамическими шариками одной и той же партии, и эксперименты по прохождению проводили с разными линейными скоростями. Также в этом эксперименте обнаружили, что более короткие колонки имеют более низкий Ɵ1%, то есть широкое RTD (Фиг. 5).

Другой эксперимент провели, чтобы подтвердить влияние линейной скорости потока на RTD. Колонку, подходящую для способа непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению («MP_7_PMMA_HS_16/13,2_0,2-0,4 мм; материал: PMMA пластмасса; диаметр: 16 мм; высота: 13,2 см; размер шариков: 0,3 мкм ± 0,1 мкм), уплотняли с использованием станции вибрационного уплотнения колонки. Разное время прохождения потока должно приводить к разным скоростям потока и, таким образом, к разному RTD. Таким образом, RTD оценивали с использованием EV1%/EV50% (Ɵ1%) по всему диапазону потока в течение времени от 1 минуты до 30 минут. Принимая пористость 0,4 ± 0,05, поверхностная линейная скорость потока будет в диапазоне между 5 см/ч и 180 см/ч. В таком диапазоне RTD становится шире, то есть Ɵ1% становится ниже, в направлении более высоких скоростей (Фиг. 6). Диапазон протестированных линейных скоростей, производительность колонки в показателях Ɵ1% падает на 4%. Примечательно, что колонка, используемая в этом эксперименте, является короткой по сравнению с ожидаемой для использования в процессе производства биофармацевтических препаратов. Так как более длинные колонки дают более узкое RTD (см. выше), в процессе производства биофармацевтических препаратов, ожидается еще более узкое RTD.

Пример 4: Прогноз влияния параметров колонки и линейной скорости потока на RTD

Возможность точного прогноза влияния параметров колонки и линейной скорости потока на RTD важна, например, при масштабировании колонок для интеграции в процесс производства биофармацевтических препаратов. Прогноз RTD PLS провели для всех 5 входных параметров (длина колонки, объем колонки, линейная скорость потока, средний диаметр шариков и диапазон диаметров шариков) и для тех же входных параметров за исключением линейной скорости. Как можно видеть на фиг. 5 и 6, соответственно, прогноз влияния входных параметров на RTD с использованием модели прогнозирования PLS хорошо коррелировал с наблюдаемыми экспериментальными данными, независимо от того, использовали ли для оценки RTD EV1%-EV50% (Ɵ1%) или числа Боденштейна. Однако Ɵ1% более линейно коррелировало с входными параметрами, чем число Боденштейна.

Пример 5: Влияние уплотнения колонки на RTD

Для оценки влияния уплотнения колонки на RTD колонки с одинаковым диаметром (1 см) и аналогичными длинами (от 28,5 см до 30,5 см) вручную уплотняли керамическими шариками. Одну из них (JS_07) нарочно уплотняли плохо, то есть после уплотнения она содержала множество воздушных пузырьков. При низких поверхностных линейных скоростях плохо уплотненная колонка работала аналогично хорошо уплотненным колонкам с шариками большего размера (Фиг. 7). Однако при более высоких поверхностных линейных скоростях плохо уплотненная колонка работала значительно хуже, то есть Ɵ1% был значительно ниже, указывая на широкое RTD. Эти результаты показывают, что качество уплотнения колонки влияет на RTD. Примечательно, что высококачественное уплотнение колонки можно провести с использованием, например, станции с подобранной вибрацией.

Пример 6: Снижение порога обнаружения

При использовании 2% ацетона порог обнаружения (LOD) в экспериментах по прохождению находится в диапазоне 1% объема элюирования (EV1%). Однако способ непрерывной инактивации вируса согласно настоящему изобретению предпочтительно достигает значения уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере 4. LRV 4 будет эквивалентен уменьшению со 100% инфекционных вирусных частиц до 0,01% инфекционных вирусных частиц. В связи с этим порог обнаружения EV1% относительно большой.

Для достижения более низкого LOD использовали 10% ацетон. В этом случае LOD можно установить на 0,03% при УФ 280 нм. Когда эксперименты по прохождению проводят с использованием 10% ацетона и колонок, уплотненных керамическими шариками, Ɵ0,03% (EV0,03%/EV50%) и Ɵ1% (EV1%/EV50%) коррелируют очень хорошо, особенно, при использовании хорошо уплотненных колонок (см. Фиг. 11). Таким образом, оправдано использование Ɵ1% для оценки влияния разных параметров на RTD. Примечательно, что для получения еще более низких порогов обнаружения можно использовать эксперименты с флуоресценцией.

Пример 7: Сравнение с известными способами

В известных способах для достижения узкого RTD используют спиральные проточные инверторы (CFI). Однако масштабируемость уплотненного слоя непористых шариков согласно настоящему изобретению значительно лучше, чем масштабируемость CFI, потому что для уплотненного слоя непористых шариков RTD становится более узким при использовании более длинных слоев, а слой не очень чувствителен к изменениям скоростей потока. В противоположность этому, как подтверждено, CFI работают только с диаметрами трубки 2-3 мм, а возможности увеличения масштаба сомнительны из-за неидеальной динамики текучих сред. Кроме того, CFI ограничены одной скоростью потока для каждой данной конструкции.

Для того, чтобы сравнить RTD CFI с RTD колонок, заполненных непористыми шариками, согласно настоящему изобретению числа Боденштейна, полученные с CFI, и опубликованные в Klutz et al. (Ссылка 2), сравнивали с числами Боденштейна, полученными с помощью заполненных колонок согласно настоящему изобретению. Поразительно, что числа Боденштейна колонок с диаметрами более чем 5 мм, длинами более чем 10 см и с шариками меньше чем 600 мкм в диаметре были выше, чем числа Боденштейна CFI, описанных в известных способах независимо от того, использовали ли стеклянные шарики (Фиг. 11), керамические шарики (Фиг. 12) или PMMA пластмассовые шарики (Фиг. 13).

Пример 8: Распределение времени пребывания для колонок согласно изобретению и Сравнительных колонок с разными Размерами колонок

Далее авторы изобретения исследовали влияние размера колонок на распределение времени пребывания, а также сравнивали колонки согласно изобретению с колонками со спиральными проточными инверторами (CFI). Результаты показаны на фиг. 21. На фиг. 21A каждая круг отображает эксперимент. Размер круга пропорционален числу Боденштейна. Таким образом, больший круг означает большее число Боденштейна, что означает, что система ближе к идеальному поршневому потоку. На оси x показано среднее время пребывания (или время прохождения потока), а на оси y - скорость потока. Пустые круги отображают эксперименты с заполненными колонками согласно изобретению, а полные круги отображают данные из сравнительного спирального проточного инвертора (CFI). Пунктирные линии отображают траекторию, которую можно получить при использовании одного реактора (или множества реакторов с одинаковыми объемами пустот) с разными скоростями потока. Цель этого графика - представить сравнение в перспективе в отношении используемой скорости потока и размера реактора, так как было бы неуместно сравнивать числа Боденштейна между двумя способами, проводимыми с очень разными скоростями потока или в ином масштабе.

Хотя авторы изобретения уже демонстрировали, что колонки согласно изобретению имеют меньшие объемы пустот, чем установки CFI, и что распределение времени пребывания (RTD) становится более узким с масштабированием колонки, авторы изобретения также провели дополнительное прямое сравнение в виде графика. На графике Фиг. 21A также показаны результаты из одной большой уплотненной колонки. Хотя другие колонки имели меньшие объемы пустот, чем большинство представленных установок CFI, эта большая колонка была больше, чем все установки CFI. Большая колонка существенно превосходит все меньшие (лабораторные) колонки, а также все установки CFI (следует заметить, что большие незакрашенные круги относятся к большой колонке).

Фиг. 21B такая же, как Фиг. 21A, за исключением того, что шкалы имеют логарифмическую форму. Таким образом, эксперименты с одинаковым объемом пустот (одинаковый реактор) лежат на прямой линии.

Эксперименты, которые проводили для большой колонки, более подробно изображены на фиг. 21C. В частности, колонку (GE Healthcare XK 50/100) с диаметром 5 см и длиной 89 см заполняли керамическими шариками с диаметром между 125 мкм и 250 мкм. Общий объем уплотненной колонки был 1,75 л, а объем пустот был 0,7 л. Колонку уплотняли с использованием вибрационной станции уплотнения колонки. Целью было подтверждение тренда более узкого распределения времени пребывания (RTD) при масштабировании колонки, а также демонстрация узкого RTD также для колонок, больших чем реакторы со сравнительными спиральными проточными инверторами (CFI).

Эксперименты проводили с поверхностной линейной скоростью 5 см/ч, 10 см/ч, 15 см/ч, 20 см/ч и 30 см/ч. Диапазон объемных скоростей потока был еще шире при верхнем и нижнем пороге, чем для скоростей потока, используемых в CFI реакторах.

В большой колонке получали очень узкое RTD, как ожидалось согласно изобретению (Фиг. 21C). Для сравнения в меньшей колонке (d=26 мм, l=19,5 см), заполненной такой же партией шариков, достигали показателя EV1%/EV50% в диапазоне 0,88-0,92 и числа Боденштейна в диапазоне 800-1800.

Пример 9: Иллюстративный вариант осуществления устройства для получения биофармацевтического лекарственного препарата

Иллюстративный вариант осуществления устройства для получения биофармацевтического лекарственного препарата показан на фиг. 14. Технологическую среду смешивают с маточными растворами отдельных химических реагентов растворитель/детергент. Уравновешивание обеспечивает регулирование с обратной связью, чтобы обеспечить правильные скорости потока всех компонентов для достижения необходимых итоговых концентраций. Встроенные смесители гомогенизируют растворы. Однородный раствор поступает в инактивирующую колонку после прохождения через абсолютный фильтр (например, фильтр 0,2 мкм) для удаления частиц.

Пример 10: Математический подход для оценки инактивации вируса

Klutz et al предложили два подхода к заявленной вирусной инактивации для непрерывных установок. (Ссылка 3). Первый подход основан на обнаружении начала пика (с порогом обнаружения, установленным на 0,5% прохождения), где время элюции до начала пика должно быть таким же, как время вирусной инактивации в соответствующем периодическом реакторе. 99,5% технологической среды должно иметь более длительное время инкубации, чем в периодическом процессе и, таким образом ожидается, что, логарифмическое значение уменьшения (LRV) в непрерывной установке будет выше, чем при периодической операции.

Второй подход предполагает экспоненциальный характер вирусной инактивации (что подтверждается экспериментальными результатами кинетики периодической инактивации). Эффективный LRV для второго подхода определяют, как средний LRV, взвешенный по распределению времени пребывания (RTD). Тогда этот подход обеспечивает более короткое время пребывания в реакторе, потому что целью является достижение того же LRV, как при периодической операции. Однако предположения не сопровождались расчетами.

Начало пика RTD является критической частью, так как вирусы, рано элюирующие в самом начале пика, имеют относительно короткое время инкубации. Исследование наступления пика не рассматривалось в методах, известных в данной области.

Поэтому в способе, основанном на уплотнении колонок, согласно настоящему изобретению предложено разделение профиля прохождения на две части - до и после возможности обнаружения самого начала кривой прохождения. Это происходит после того, как сигнал превышает нижний порог обнаружения (LOD). Профиль перед обнаружение не известен. Профиль прохождения отображает совокупное распределение времени пребывания, тогда как профиль импульсного впрыска будет отображать нормальное распределение времени пребывания. Таким образом, время элюции, при котором кривая прохождения поднимается выше LOD (время LOD, tinit) представляет время элюирования части φinit пика RTD:

φinit=LOD(УФ сигнал)/макс(УФ сигнал)

Если предположить, что в начальной части до порога обнаружения (φinit) вирусной инактивации нет, то порог обнаружения должен быть очень низким для достижения необходимого LRV.

В колонке согласно изобретению нет связывания и нет пор в частицах, таким образом ожидается, что RTD имеет только один пик. Если имеется только один пик, в наихудшем теоретическом сценарии с самым низким средним временем пребывания, при условии профиля с одним пиком, будет постоянная концентрация образца перед элюцией с обнаруживаемым пиком элюции, то есть экстремальный передний край пика (Фиг. 15).

Предполагая экспоненциальную природу вирусной инактивации и описанный выше сценарий переднего края пика в наихудшем случае, можно рассчитать соотношение уменьшения вирусов для φinit (обозначенное RVinit).:

Коэффициент экспоненциального затухания вирусной инактивации (k) можно рассчитать по требуемому времени инкубации периодической вирусной инактивации (t0) и соответствующему нижнему пределу вирусной инактивации (RVmin=значение уменьшения).

Время инкубации материала, элюированного после LOD, устанавливают на время LOD. Объединенное значение уменьшения (RVtotal) рассчитывают по обоим составляющим, и оно должно быть равно RVmin.

Из верхнего уравнения можно рассчитать необходимое время LOD для необходимого RVmin и для данного LOD (Фиг. 16).

Пошаговый пример:

1) выше было показано, что LOD < 0,03% можно достигнуть за счет использования 10% ацетона и УФ детектора. Таким образом, в этом примере авторы изобретения использовали φinit=0,03%, необходимое LRV 4 logs и время периодической инкубации (t0) 1 час. Необходимое время LOD можно оценить по графику на фиг. 16. Точное значение можно получить путем числового решения последнего уравнения. Значение, оцениваемое по графику, составляет 1,05. tinit=1,05; t0=1,05*60=63 мин.

2) Авторы изобретения также показали выше, что для LOD < 0,03% достижимо соотношение между временем LOD и средним временем пребывания выше 0,8 (EV0,03%)/(EV50%)=0,8). Таким образом среднее время пребывания (tmean) составляет: tmean=tLOD/0,8=79 мин

3) Обычная пористость составляет ≈0,4. Она зависит от распределения размера частиц. Для этого примера можно принять пористость =0,4 и необходимый способ Ɵ_throughput =1 л/час. В этом случае общий объем колонки (CV) должен быть:

Пример 11: Инактивация вируса

Иллюстративную инактивацию вируса согласно изобретению можно выполнять следующим образом. В примере ниже вся установка, а также все растворы находятся при комнатной температуре. Весь способ инактивации проходит непрерывно.

Забуференный раствор, содержащий белковый продукт (20 мм MES, 10 мм CaCl₂, 0,1% полисорбат 80, 500 мм NaCl, pH 6,35), непрерывно смешивают с маточным раствором химических реагентов растворитель-детергент: Три-n-бутил-фосфат, Triton X-100 и полисорбат 80 (массовые доли трех химических реагентов в маточном растворе: 17,47%:63,25%:19,28%). Для перемешивания двух растворов используют динамичный встроенные смеситель. Объемные скорости потока двух потоков составляют 0,161 мл/мин и 10,0 мл/мин для маточного раствора растворитель-детергент и для содержащего продукт потока, соответственно. Полученная гомогенная смесь проходит встроенный фильтр для удаления любых частиц. Затем раствор подают прямо в инактивирующую колонку, заполненную непористыми шариками, и с объемом колонки 2134 мл. Высота колонки составляет 27,2 см, а диаметр колонки составляет 10 см. Колонка представляет собой колонку, уравновешенную буфером (20 мм MES, 10 мм CaCl₂, 0,1% полисорбат 80, 500 мм NaCl, pH 6,35) с такой же концентрацией SD, которая имеется в смеси раствора продуктов и химического маточного раствора SD.

Выход из инактивирующей вирусы колонки пропускают через фильтр, последовательно разбавляют 1:4,5 раствором буфера (50 мм Tris, 5 мм CaCl₂, 0,1% полисорбат 80) и загружают в анионообменную колонку большого диаметра.

Пример 12: Инактивация вируса (X-MuLV при 5% S/D)

Ниже описан экспериментальный пример непрерывной вирусной инактивации (CVI), причем использовали способ с растворителем/детергентом (S/D), и при этом непрерывную вирусную инактивацию сравнивали с промышленной стандартной периодической инкубацией S/D.

Эксперименты проводили согласно принятым промышленным рекомендациям, таким как, но без ограничения, руководство ICH Q5A(R1) 1999, руководство ICH CPMP/BWP/268/95 1996 и руководство EMEA CHMP/BWP/398498/2005 2009.

Титр вируса определяли методом 50% инфекционной дозы для тканевой культуры (TCID₅₀). Специалист в данной области оценивал для TCID₅₀ порог обнаружения (LOD) и отсутствие взаимного влияния образцов.

Для вирусной инактивации в режиме непрерывной работы использовали реактор непрерывной вирусной инактивации (CVIR). Объем реактора (V_R) эквивалентен EV_1%, и его оценивали с помощью анализа времени пребывания. Реактор разрабатывали и задействовали для осуществления времени инкубации 30 и 60 мин. Объем предварительного CVIR - небольшой по сравнение с объемом CVIR и не учитывался в анализе распределения времени пребывания.

Установка, используемая для непрерывной инактивации вируса, изображена на фиг. 24. В этом примере два насоса использовали для накачивания исследуемого образца (суррогата для промежуточного процесса) и реагента S/D, два потока соединялись во встроенном смесителе, где они гомогенизировались. После гомогенизации единый поток нагнетали дальше через CVIR, где непрерывно проходила инактивация вируса.

CVIR представлял собой цилиндрическую трубку, заполненную поли(метилметакрилатными) (PMMA) сферическими непористыми шариками с диаметрами, варьирующими от 200 до 400 мкм со средним диаметром 300 мкм. Реактор уплотняли с использованием изготовленной на заказ вибрационной станции уплотнения. Уплотнение приводило к реактору с высотой уплотнения 132 мм и объему пустот 10,66±0,06 мл. Число Боденштейна при 10 см/ч было >875. EV1/EV50 при 10 см/ч было 0,882, следовательно, расчетный объем CVIR составлял 9,40±0,15 мл.

Скорость потока во впуске и выпуске CVIR была такой, чтобы время инкубации было 30 и 60 мин, что приводило к линейным скоростям внутри CVIR 4,68 и 9,35 см/ч, соответственно.

Процесс достигал устойчивого состояния перед 2 V_R работы и при 2 V_R, когда система уже была в устойчивом состоянии. Как только концентрация компонентов S/D на выходе достигала такой же концентрации, как на входе, система достигала устойчивого состояния, как показано на фиг. 25. Способ CVI продемонстрировал скрытую фазу и отсроченное наступление устойчивого состояния из-за вытеснения жидкой фазы внутри CVIR, который не содержал никаких компонентов S/D, следовательно, инактивация вируса не проходила или проходила ограниченно.

Исследуемый образец состоял из принятого в промышленности буфера с альбумином сыворотки человека в качестве примера биофармацевтического лекарственного препарата. Исследуемый образец согласно настоящему примеру воспроизводит ключевые свойства (pH, проводимость, общий белок) промежуточного процесса в способе получения биофармацевтического лекарственного препарата. Специалист в данной области предварительно добавлял в исследуемый образец X-MuLV согласно соответствующим рекомендациям.

Реагентом S/D в этом неограничивающем примере была смесь растворителя и детергентов с инактивирующим вирус действием. Согласно настоящему примеру использовали Triton X-100 (TX-100), полисорбат 80 (PS80) и Три-n-бутил-фосфат (TnBP). Реагент S/D разводили в смесителе для достижения намеченной концентрации 0,0473% (м/м) TX-100, 0,0144% (м/м) PS80 и 0,0131% (м/м) TnBP во время CVI инкубации.

Пробу образца, тестируемого методом добавок, брали перед началом эксперимента CVI для определения начального титра вируса. Из потока в выпуске CVIR брали образец при 1, 2, 3, 4 и 5 V_R. Образцы из выпуска немедленно разводили в 20 раз для остановки процесса инактивации вируса и немедленно титровали для титрования вируса для того, чтобы определить титр после процесса CVI. Пробу образца, тестируемого методом добавок, брали после завершения эксперимента CVI в качестве контроля удерживания (HC).

Инактивацию вируса измеряли путем вычисления логарифмического значение уменьшения (LRV) как в уравнении 1 ниже. Уравнение 1 отражает конкретную природу непрерывной работы и то, что в этом примере имеется два потока, нагнетаемых через CVIR, и только один, выходящий из CVIR. Вследствие этого, вход вируса за единицу времени перед инактивацией вируса и выход вируса за единицу времени после инактивации вируса рассчитывают на основании титра вируса потока и его соответствующей объемной скорости потока. Титр_{выпуска} корректировали на разбавление для остановки инактивации вируса.

На фиг. 26 изображен профиль титра X-MuLV после 30- и 60-мин процесса инкубации CVI. Как только работа достигала устойчивого состояния, X-MuLV уменьшался с ≥6,3E+5 TCID₅₀/мл на входе CVIR до ≤4,0E+2 TCID₅₀/мл на выходе CVIR за 30 мин времени инкубации и уменьшался до ≤8,0E+1 TCID₅₀/мл за 60 мин времени инкубации. Перед достижением устойчивого состояния, то есть при 1 V_R, титр X-MuLV 2,5E+2 TCID₅₀/мл был выше, чем показатель, достигаемый в фазе устойчивого состояния. Эту разницу можно объяснить концентрацией компонентов S/D ниже намеченной концентрации при 1 V_R, как описано выше.

В устойчивом состоянии (со 2 V_R и далее) LRV ≥3,5 наблюдали в течение 30 мин времени инкубации, LRV >3,9 - в течение 60 мин времени инкубации (Фиг. 27). Для инкубации 30- и 60-мин контроль удерживания продемонстрировал потерю вируса ниже 1 log₁₀ - минимальное значение разницы, которое должно быть признано специалистом в данной области значимым и принято в отраслевом руководстве.

Для сравнения специалисты в данной области проводили эксперименты по периодичности в соответствии с отраслевыми рекомендациями. Данные, обусловленные традиционной периодичностью (показанные на фиг. 28), продемонстрировали LRV ≥ 3,8, который сопоставим с данными, полученными в CVIR в режиме непрерывной работы. Это прямое сравнение продемонстрировало, что непрерывная инактивация вируса с использованием CVIR также эффективна, как традиционная периодическая работа.

Это указывает, что непрерывная инактивация вируса согласно изобретению очень предпочтительна, потому что она также эффективна, как идеальные условия инактивации при вирусной инактивации в периодическом режиме (например, по существу равное время пребывания для всех частей смеси из-за узкого распределения времени пребывания, что приводит к эффективной вирусной инактивации во всех частях смеси), в то же время обеспечивая дополнительные преимущество, что ее можно проводить непрерывно.

Специалисту в данной области будет понятно, что условия, используемые в примере вирусной инактивации, не ограничивают объем изобретения. Например, хотя в качестве примера использовали поли(метилметакрилатные) (PMMA) сферические непористые шарики с диаметрами, варьирующими от 200 до 400 мкм, со средним диаметром 300 мкм, согласно изобретению можно использовать любую конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, например, любую колонку, заполненную непористыми шариками. Аналогично, хотя в качестве CVIR, имеющего высоту уплотнения 132 мм, объем пустот 10,66±0,06 мл и объем CVIR 9,40±0,15 мл, использовали цилиндрическую трубку, уплотненную с использованием изготовленной на заказ вибрационной станции уплотнения, можно использовать любой другой CVIR согласно настоящему изобретению.

Пример 13: Инактивация вируса (BVDV at 5% S/D)

Ниже описан экспериментальный пример непрерывной вирусной инактивации (CVI), причем использовали способ с растворителем/детергентом (S/D), и при этом непрерывную вирусную инактивацию сравнивали со стандартной промышленной периодической инкубацией S/D.

Эксперименты проводили согласно отраслевым инструкциям, таким как, но без ограничения, руководство ICH Q5A(R1) 1999, руководство ICH CPMP/BWP/268/95 1996 и руководство EMEA CHMP/BWP/398498/2005 2009.

Титр вируса определяли по методу 50% инфекционной дозы для тканевой культуры (TCID₅₀). Специалист в данной области оценивал для TCID₅₀ порог обнаружения (LOD) и отсутствие взаимного влияния образцов.

Реактор непрерывной вирусной инактивации (CVIR) использовали для вирусной инактивации в режиме непрерывной работы. Объем реактора (V_R) эквивалентен EV_1%, и его оценивали с помощью анализа времени пребывания. Реактор разрабатывали и задействовали для обеспечения времени инкубации 30 и 60 мин. Объем предварительного CVIR - небольшой по сравнению с объемом CVIR, и не учитывался в анализе распределения времени пребывания.

Установка, используемая для непрерывной инактивации вируса, изображена на фиг. 24 предыдущего примера. В этом примере два насоса использовали для накачивания исследуемого образца (суррогата для промежуточного процесса) и реагента S/D, два потока соединяются во встроенном смесителе, где они гомогенизируются. После гомогенизации один поток нагнетали дальше через CVIR, где инактивация вируса проходила непрерывно.

CVIR была цилиндрическая трубка, заполненная поли(метилметакрилатные) (PMMA) сферическими непористыми шариками с диаметрами, варьирующими от 200 до 400 мкм, со средним диаметром 300 мкм. Реактор уплотняли с использованием изготовленной на заказ вибрационной станции уплотнения. Уплотнение приводило к реактору с высотой уплотнения 132 мм и объемом пустот 10,66±0,06 мл. Число Боденштейна при 10 см/ч было >875. EV1/EV50 при 10 см/ч было 0,882, следовательно, рассчитывали, что объем CVIR будет 9,40±0,15 мл.

Скорость потока во впуске и выпуске CVIR был такой, чтобы время инкубации было 30 и 60 мин, что приводило к линейным скоростям внутри CVIR 4,68 и 9,35 см/ч, соответственно.

В способе достигали устойчивого состояния перед 2 объемами реактора (V_R) работы и при 2 V_R, когда система была уже в устойчивом состоянии. Как только концентрация компонентов S/D на выходе достигала такой же концентрации, как на входе, система достигала устойчивого состояния, как показано на фиг. 25 предыдущего примера. Процесс CVI продемонстрировал скрытую фазу и отсроченное наступление устойчивого состояния из-за вытеснения жидкой фазы внутри CVIR, который не содержал никаких компонентов S/D, следовательно инактивация вируса не проходила или проходила ограничено.

Исследуемый образец, состоящий из принятого в промышленности буфера с альбумином сыворотки человека в качестве примера биофармацевтического лекарственного препарата. Исследуемый образец согласно настоящему примеру воспроизводит ключевые свойства (pH, проводимость, общий белок) промежуточного процесса в способе получения биофармацевтического лекарственного препарата. В образец, тестируемый методом добавок, специалист в данной области предварительно добавлял BVDV согласно соответствующим рекомендациям.

Реагентом S/D была смесь растворителя и детергентов с инактивирующим вирус действием. Согласно настоящему примеру использовали Triton X-100 (TX-100), полисорбат 80 (PS80) и Три-n-бутил-фосфат (TnBP). Во время CVI инкубации реагент S/D разводили в смесителе для достижения намеченной концентрации 0,0473% (м/м) TX-100, 0,0144% (м/м) PS80 и 0,0131% (м/м) TnBP.

Пробу образца, тестируемого методом добавок, брали перед началом эксперимента CVI для определения начального титра вируса. Из потока в выпуске CVIR брали образец при 1, 2, 3, 4 и 5 V_R. Образцы из выпуска немедленно разводили в 20 раз для остановки процесса инактивации вируса и немедленно титровали для титрования вируса для того, чтобы определить титр после процесса CVI. Пробу образца, тестируемого методом добавок, брали после завершения эксперимента CVI в качестве контроля удерживания (HC).

Инактивацию вируса измеряли путем вычисления логарифмического значение уменьшения (LRV) как в уравнении 1 предыдущего примера. Фактор разведения служит для подсчета разбавления потока образца, тестируемого методом добавок, потоком реагент S/D. Титр_{выпуска} корректировали на разбавление для остановки инактивации вируса.

На фиг. 29 изображен профиль титра BVDV после 30- и 60-мин процесса инкубации CVI. Как только работа достигала устойчивого состояния, BVDV уменьшался с ≥7,9E+5 TCID₅₀/мл на входе CVIR до ≤2,5E+2 TCID₅₀/мл на выходе CVIR независимо от времени инкубации. Перед достижением устойчивого состояния, то есть при 1 V_R титр BVDV ≤5,0E+2 TCID₅₀/мл был выше, чем титр, получаемый в фазе устойчивого состояния. Эту разницу можно объяснить концентрацией компонентов S/D ниже намеченной концентрации при 1 V_R, как описано выше.

В устойчивом состоянии (от 2 V_R и далее) LRV ≥4,5 наблюдали в течение 30 мин времени инкубации, а LRV ≥4,9 в течение 60 мин времени инкубации (Фиг. 30). Для инкубации 30 мин контроль удерживания продемонстрировал потерю вируса ниже 1 log₁₀ - минимальное значение разницы, которое должно быть признано значимым специалистом в данной области и принято в отраслевом руководстве). Для инкубации 60 мин контроль удерживания продемонстрировал вирус выше 1 log₁₀, однако это можно объяснить продолжительностью эксперимента. В то же время для эксперимента CVI 30 мин контроль удерживания получали приблизительно через 150 мин (5×30 мин) после получения образца, тестируемого методом добавок, для эксперимента CVI 60 мин контроль удерживания получали приблизительно через 300 мин (5×30 мин) после получения образца, тестируемого методом добавок. Вследствие этого, потерю вируса, наблюдаемую в образце контроля удерживания, можно объяснить длительным воздействием физико-химических условий (pH, соль, буфер, температура, …) на образец, тестируемый методом добавок. Несмотря на потерю вируса, наблюдаемую в HC для эксперимента 60 мин, ясно, что инактивация вируса была обусловлена контактом с компонентами S/D, что наблюдалось при 2 V_R, что происходило за 150 мин после получения образца, тестируемого методом добавок - время, отведенное для отбора проб HC в эксперименте CVI 30 мин.

Для сравнения специалисты в данной области проводили эксперименты по периодичности в соответствии с отраслевыми рекомендациями. Данные, обусловленные традиционной периодичностью (показанные на фиг. 31), показывают LRV 3,5-3,7 за время инкубации 60 мин, что сопоставимо с данными, полученными в CVIR в режиме непрерывной работы. Это прямое сравнение показывает, что непрерывная инактивация вируса с использованием CVIR также эффективна, как традиционная периодическая работа.

Это указывает, что непрерывная инактивация вируса согласно изобретению очень предпочтительна, потому что она также эффективна, как идеальные условия инактивации при вирусной инактивации в периодическом режиме (например, по существу равное время пребывания для всех частей смеси из-за узкого распределения времени пребывания, что приводит к эффективной вирусной инактивации во всех частях смеси), в то же время обеспечивая дополнительные преимущество, что ее можно проводить непрерывно.

Специалисту в данной области будет понятно, что условия, используемые в примере вирусной инактивации, не ограничивают объем изобретения. Например, хотя в качестве примера использовали поли(метилметакрилатные) (PMMA) сферические непористые шарики с диаметрами, варьирующими от 200 до 400 мкм, со средним диаметром 300 мкм, согласно изобретению можно использовать любую конструкцию, имеющую множество взаимосвязанных каналов, например, любую колонку, заполненную непористыми шариками. Аналогично, хотя в качестве CVIR, имеющего высоту уплотнения 132 мм, объем пустот 10,66±0,06 мл и объем CVIR 9,40±0,15 мл, использовали цилиндрическую трубку, уплотненную с использованием изготовленной на заказ вибрационной станции уплотнения, можно использовать любой другой CVIR согласно настоящему изобретению.

Промышленная Применимость:

Способы, процессы и продукты согласно изобретению полезны для инкубации веществ в промышленных способах изготовления. Например, изобретение можно использовать для промышленного производства биофармацевтических препаратов. Таким образом, изобретение имеет промышленную применимость.

ССЫЛКИ

(1) WO 2015 158776 A1.

(2) Klutz S, Kurt SK, Lobedann M, Kockmann N. Narrow residence time distribution in tubular reactor concept for Reynolds number range of 10-100. Chem Eng Res Des 2015; 95:22-33.

(3) Klutz S, Lobedann M, Bramsiepe C, Schembecker G. Continuous viral inactivation at low pH value in antibody manufacturing. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 2016; 102:88-101.

(4) WO 2015135844 A1.

(5) Kateja N, Agarwal H, Saraswat A, Bhat M, Rathore AS. Continuous precipitation of process related impurities from clarified cell culture supernatant using a novel coiled flow inversion reactor (CFlR). Biotechnology Journal 2016.

(6) EP 3 088 006 A1.

(7) Wold, S. Wold, S. Sjöström, M. Eriksson, L. PLS-regression: a basic tool of chemometrics. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 2001, 58, 109-130.

(8) Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, 3rd ed. John Wiley & Sons, 1999.

Группа изобретений относится к области фармацевтики и может быть использована для получения биофармацевтического лекарственного препарата. Способ инкубации смеси по меньшей мере двух жидкостей включает перемешивание указанных по меньшей мере двух жидкостей с получением смеси и пропускание указанной смеси через уплотненный слой из непористых шариков, инкубируя за счет этого указанную смесь, причем средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм. При этом указанный способ предназначен для инактивации вируса, первая из указанных по меньшей мере двух жидкостей представляет собой жидкость, потенциально содержащую вирус, а вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит инактивирующий вирус агент. Предложены также способ получения биофармацевтического лекарственного препарата, способ модификации процесса непрерывной проточной инактивации вируса и применение устройства, представляющего собой непрерывный проточный реактор, содержащий уплотненный слой из непористых шариков со средним диаметром в диапазоне 0,05-1 мм, для непрерывной инактивации вируса. Обеспечивается высокая производительность и узкое распределение времени пребывания. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 31 ил., 13 пр.

1. Способ инкубации смеси по меньшей мере двух жидкостей, причем способ включает:

i) перемешивание указанных по меньшей мере двух жидкостей с получением смеси; и

ii) пропускание указанной смеси через уплотненный слой из непористых шариков, инкубируя за счет этого указанную смесь, где средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм,

где способ предназначен для инактивации вируса, где первая из указанных по меньшей мере двух жидкостей представляет собой жидкость, потенциально содержащую вирус, и при этом вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит инактивирующий вирус агент.

2. Способ по п. 1, причем способ представляет собой способ постоянного потока, и/или

где указанное перемешивание и прохождение выполняют непрерывно; и/или

где непористыми шариками являются инертные непористые шарики, причем непористыми шариками необязательно являются стеклянные шарики, или керамические шарики, или пластмассовые шарики, такие как PMMA шарики, или стальные шарики.

3. Способ по п. 1 или 2, где средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-0,6 мм, или 0,05-0,5 мм, или в диапазоне 0,05-0,3 мм; и/или

где 95% непористых шариков отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, или не более чем на 35%, или не более чем на 20%.

4. Способ по любому из пп. 1-3, где уплотненный слой из непористых шариков имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см.

5. Способ по любому из пп. 1-4, где способ характеризуется по меньшей мере одним из следующего:

(А) уплотненный слой из непористых шариков можно получать с помощью способа, который включает воздействие на указанные непористые шарики вибрационной обработкой;

(В) для уплотненного слоя из непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,2 до 0,45 или в диапазоне от 0,37 до 0,42;

(С) уплотненный слой из непористых шариков находится в колонке и/или реакторе, где колонка необязательно имеет диаметр более чем 5 мм или диаметр по меньшей мере 10 мм; и\или

(D) где объем пустот уплотненного слоя из непористых шариков составляет по меньшей мере 10 мл, или по меньшей мере 40 мл, или по меньшей мере 150 мл, или по меньшей мере 470 мл, или по меньшей мере 700 мл.

6. Способ по любому из пп. 1-5, где указанная первая жидкость содержит биофармацевтический лекарственный препарат, и/или

где способ предназначен для вирусной инактивации вирусов с оболочкой, и/или

где указанным вирусом является ретровирус и/или вирус семейства Flaviviridae, причем указанным ретровирусом необязательно является X-MuLV, и где указанным вирусом семейства Flaviviridae необязательно является BVDV.

7. Способ по п.6, где инактивирующим вирусы средством является смесь растворитель/детергент, подходящая для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, или кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH, и/или

где инактивирующим вирусы средством является смесь растворитель/детергент для обработки растворителем/детергентом, и/или

где в способе достигается значение уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 1, по меньшей мере на 2 LRV, по меньшей мере на 4 LRV или по меньшей мере на 6 LRV по меньшей мере для одного вируса, и

где указанным по меньшей мере одним вирусом необязательно является ретровирус и/или вирус семейства Flaviviridae,

где указанный ретровирус необязательно является X-MuLV, и

где указанный вирус семейства Flaviviridae необязательно является BVDV.

8. Способ по любому из пп. 1-7, где поверхностная линейная скорость указанной смеси через указанный уплотненный слой из непористых шариков равна или ниже чем 600 см/ч, или равна или ниже чем 300 см/ч, или равна или ниже чем 200 см/ч, или равна или ниже чем 100 см/ч, или равна или ниже чем 50 см/ч, или равна или ниже чем 20 см/ч, и/или

где число Боденштейна указанной смеси при прохождении через указанный уплотненный слой из непористых шариков равно или выше чем 50, или равно или выше чем 300, или равно или выше чем 400, или равно или выше чем 500, или равно или выше чем 600, или равно или выше чем 800.

9. Способ получения биофармацевтического лекарственного препарата, причем способ включает выполнение способа по любому из пп. 6-8, где указанная первая жидкость содержит биофармацевтический препарат, и извлечение указанного биофармацевтического лекарственного препарата.

10. Применение устройства для непрерывной инактивации вируса, где устройство представляет собой устройство для получения биофармацевтического лекарственного препарата, причем устройство содержит уплотненный слой из непористых шариков, где средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм, и где устройство представляет собой непрерывный проточный реактор для непрерывной инактивации вируса.

11. Применение по п.10, где устройство характеризуется по меньшей мере одним из следующих:

(а) непористыми шариками являются инертные непористые шарики,

(b) непористыми шариками являются стеклянные шарики, или керамические шарики, или пластмассовые шарики, такие как PMMA шарики, или стальные шарики,

(c) средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-0,6 мм, или в диапазоне 0,05-0,5 мм, или в диапазоне 0,05-0,3 мм,

(d) непористые шарики отклоняются от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, или не более чем на 35%, или не более чем на 20%,

(е) уплотненный слой непористых шариков имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см,

(f) уплотненный слой непористых шариков можно получать с помощью способа, который включает воздействие на указанные непористые шарики вибрационной обработкой,

(g) для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,2 до 0,45 или в диапазоне от 0,37 до 0,42,

(h) уплотненный слой непористых шариков находится в колонке и/или реакторе, и колонка необязательно имеет диаметр более чем 5 мм или диаметр по меньшей мере 10 мм,

(i) объем пустот уплотненного слоя непористых шариков составляет по меньшей мере 10 мл или по меньшей мере 40 мл, или по меньшей мере 150 мл, или по меньшей мере 470, мл или меньшей мере 700 мл,

(j) устройство дополнительно содержит один или множество смесителей, которые соединены с уплотненным слоем непористых шариков, и смеситель необязательно представляет собой статичный смеситель, такой как T-образный смеситель, или смеситель необязательно представляет собой динамичный смеситель, такой как динамичная мешалка, и/или

(k) устройство дополнительно содержит фильтр, и фильтр необязательно расположен между уплотненным слоем непористых шариков и статичным смесителем, таким как T-образный смеситель, и

где фильтр необязательно имеет размер пор 0,2 мкм.

12. Способ модификации процесса непрерывной проточной инактивации вируса, причем модификация включает использование уплотненного слоя из непористых шариков для непрерывной проточной инактивации вируса и прохождение смеси по меньшей мере двух жидкостей через указанный уплотненный слой из непористых шариков, инкубируя за счет этого указанную смесь для инактивации вируса, где средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-1 мм,

где в указанном процессе инактивации вируса используется вирус - инактивирующий агент для инактивации вируса, где первая из указанных по меньшей мере двух жидкостей представляет собой жидкость, потенциально содержащую вирус, и при этом вторая жидкость из указанных по меньшей мере двух жидкостей содержит агент, инактивирующий вирус.

13. Способ по п.12, где указанным процессом непрерывной проточной инактивации вируса является процесс получения биофармацевтического лекарственного препарата.

14. Способ по п.12 или 13, где указанный процесс инактивации вируса предназначен для вирусной инактивации вирусов с оболочкой, и/или

инактивирующим вирус средством, используемым в указанном процессе инактивации вируса, является смесь растворитель/детергент, подходящая для инактивирующей вирус обработки растворителем/детергентом, или кислый раствор, подходящий для инактивирующей вирус обработки с низким pH, и

инактивирующим вирус средством, используемым в указанном процессе инактивации вируса, необязательно является смесь растворитель/детергент для обработки растворителем/детергентом.

15. Способ по любому из пп. 12-14, который характеризуется по меньшей мере одной из следующих модификаций:

(1) модификация включает модификацию процесса инактивации вируса для достижения значения уменьшения Log10 (LRV) по меньшей мере на 1 LRV, по меньшей мере на 2 LRV, по меньшей мере на 4 LRV или по меньшей мере на 6 LRV по меньшей мере для одного вируса,

(2) модификация включает модификацию процесса инактивации вируса таким образом, чтобы число Боденштейна смеси, проходящей через указанный уплотненный слой из непористых шариков, было равно или выше чем 50, или равно или выше чем 300, или равно или выше чем 400, или равно или выше чем 500, или равно или выше чем 600, или равно или выше чем 800,

(3) модификация включает модификацию процесса инактивации вируса таким образом, чтобы поверхностная линейная скорость смеси через указанный уплотненный слой из непористых шариков была равна или ниже чем 600 см/ч, или равна или ниже чем 300 см/ч, или равна или ниже чем 200 см/ч, или равна или ниже чем 100 см/ч, или равна или ниже чем 50 см/ч, или равна или ниже чем 20 см/ч, и/или

(4) модификация включает использование уплотненного слоя из непористых шариков, где:

(а) непористыми шариками являются инертные непористые шарики; и/или

(b) непористыми шариками являются стеклянные шарики, или керамические шарики, или пластмассовые шарики, такие как PMMA шарики, или стальные шарики; и/или

(c) средний диаметр частиц непористых шариков находится в диапазоне 0,05-0,6 мм, предпочтительно 0,05-0,5 мм, или более предпочтительно в диапазоне 0,05-0,3 мм; и/или

(d) 95% непористых шариков отклоняется от среднего диаметра частиц не более чем на 50%, предпочтительно не более чем на 35%, более предпочтительно не более чем на 20%; и/или

(е) уплотненный слой непористых шариков имеет длину по меньшей мере 5 см, или по меньшей мере 10 см, или по меньшей мере 20 см, или по меньшей мере 30 см, или по меньшей мере 50 см, или по меньшей мере 70 см, или по меньшей мере 100 см; и/или

(f) уплотненный слой непористых шариков имеет длину по меньшей мере 20 см; и/или

(g) уплотненный слой непористых шариков можно получать с помощью способа, который включает воздействие на указанные непористые шарики вибрационной обработкой; и/или

(h) для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,2 до 0,45; и/или

(i) для уплотненного слоя непористых шариков доля объема пустот в общем объеме находится в диапазоне от 0,37 до 0,42; и/или

(j) уплотненный слой непористых шариков находится в колонке и/или реакторе, где колонка необязательно имеет диаметр более чем 5 мм, предпочтительно диаметр по меньшей мере 10 мм; и/или

(k) объем пустот уплотненного слоя непористых шариков составляет по меньшей мере 10 мл, предпочтительно по меньшей мере 40 мл, более предпочтительно по меньшей мере 150 мл, более предпочтительно по меньшей мере 470 мл и еще более предпочтительно меньшей мере 700 мл.

16. Способ по п.15, где модификация включает регулирование времени прохождения потока указанной смеси в указанном уплотненном слое из непористых шариков для достижения указанного значения уменьшения Log10 (LRV), и при этом время прохождения потока регулируют путем регулирования поверхностной линейной скорости смеси и/или объема пустот указанного уплотненного слоя из непористых шариков.