处理生物工艺中的有害化学品

一次性技术 （SUT） 为药品制造商提供了更大的灵活性，但生物药物的下游加工通常需要使用会损坏 SUT 成分的刺激性化学品。在过滤和色谱分析过程中，氢氧化钠、二甲基亚砜 （DMSO）、苯甲醇等化学物质可能会损害 SUT 管路和连接器的结构完整性，导致泄漏和溢出，并增加浸出物污染制剂的可能性。

对于已确定并表征其首选 SUT 设备和方法的制造商，当新药项目与现有系统和材料不兼容时，可能会令人沮丧。寻找能够承受刺激性化学品的新连接器会增加项目的时间、成本和不确定性。公司可能会发现他们正在寻找什么，但牺牲供应链安全的保证或熟悉和易用的舒适。

当客户就需要更坚固连接器的项目向 CPC 求助时，设计师研究了新型材料，并确定了一种聚合物，使我们能够复制我们的 AseptiQuik 连接器来处理粗糙的下游化学品。结果确保了客户仍然拥有市场中立的供应链和他们习惯的连接器功能。

无菌和封闭系统：任何情况下的挑战

生物药物开发需要无菌性才能取得成功和安全性。众所周知，生物制剂的制造成本也很高。他们在制造过程中取得的进展越大，价值就越高，当它们到达色谱法等下游过程时，一批失去污染的财务后果可能会达到数百万美元。

涉及洁净室和层流罩的传统无菌保证方法给公司带来了巨大的时间和成本负担。在过去的几十年里，SUT系统已经基本上取代或至少增强了这些过程，但随着行业发现可用产品和实践带来的挑战和缺点，SUT组件的开发也在不断发展。例如，管道焊接是固定封闭无菌SUT流路的最常见方法之一，仍然存在泄漏、溢出和浸出物污染的可能性，并且在时间和设备、组件和维护的成本方面可能非常苛刻。当 SUT 系统出现故障，发生泄漏或溢出时，公司不仅会损失数百万美元的产品。他们在分析程序、材料、供应商和正在使用的化学品时会失去时间和动力。如果化学品无法更改，则公司必须在其他地方进行更改，这可能会导致不可预见的延误。

无菌连接器是 SUT 的巨大进步之一。CPC 的 AseptiQuik 连接器产品组合旨在解决市售连接器的尺寸、功能、兼容性、质量和可持续性方面的不一致。除了旨在解决管道焊接和不可靠的SUT组件问题的其他新颖设计外，CPC还开发了无性别连接器的AseptiQuik系列，以确保快速，简单，安全的连接和快速组装。

这些聚碳酸酯连接器在市场上取得了巨大的成功，在很大程度上已经承受了下游加工中使用的许多最常见的化学品。它们形成快速、无菌的连接，以确保流路的内部永远不会暴露在外部环境中。然而，一位客户最近就一个要求使用至少八种发酵或纯化化学品的项目与 CPC 联系，这些化学品将测试或超过我们的连接器可以耐受的极限。由聚醚砜（PESU）制成的其他市售连接器 - 一种比聚碳酸酯更耐化学性但机械强度不高的材料 - 仍然不足以满足项目的需求。随着 AQG 产品线成为其 SUT 系统不可分割的一部分，他们担心失去熟悉度和可靠的供应链。

需要的是一种塑料材料，像聚碳酸酯一样，足够坚固，可以抵御处理，加工和运输，但也具有化学惰性，以便它可以处理会流过它的腐蚀性物质。该材料还必须满足塑料纯度的监管标准。

识别和测试是否适合

该客户特别需要一种化学兼容性更高的连接器，用于缓冲液制备、色谱工艺和色谱柱储存中的液体转移以及冻融应用。因此，CPC 试图使用能够实现更广泛兼容性的聚合物材料来复制 AseptiQuik G 连接器。CPC 与聚合物供应商合作，确定了几种不含 BPA 的生物聚合物，这些聚合物符合机械稳定性和化学惯性标准，可浸提物含量低。对 15 个候选材料进行了评估，并对具有 10 个不同特征的材料矩阵进行了评分，包括其物理属性、法规遵从性和供应链可靠性。根据该审查，CPC将该领域缩小到两名决赛选手 - PESU和聚苯砜（PPSU）。然后，开发人员采用蠕变破裂、水爆裂、侧负荷和拉伸测试。

对于蠕变破裂测试，将由两种材料制成的AseptiQuik G（AQG）连接器组在40摄氏度下在75 psi下调节七天。当所有 PESU 集在 24 小时内失败时，所有 PPSU 集均通过。

然后，将候选材料和聚碳酸酯连接器的组加盖并用水加压，直到爆破失效，呈原始和伽马后两种形式。表 1 显示了 PPSU 与 PESU 在水爆破方面的结果。故障模式还表明，PPSU 连接器的故障功能优于 PESU。当PPSU连接器最终屈服于压力时，它们的闩锁在底座上脱离，但从未断裂，而PESU连接器上的闩锁在底座上断裂。

在侧负载-断路测试中，两种材料在软管倒钩端接处暴露于侧负载，再次以原始和伽马后两种形式。PPSU 的性能优于聚醚砜，而 PESU 则低于其他两种材料。CPC 在拉伸-断裂测试中观察到的结局大体相似：发现PPSU比PESU更优。侧载荷和拉伸断裂试验的结果可以

一旦确认PPSU是针对PESU的机械最佳材料，下一步就是验证其在动态测试情况下的化学相容性。为了实现这一目标，进行了测试，以判断 PPSU 材料旁边的 AseptiQuik 聚碳酸酯。五组相连的 AQG 聚碳酸酯与五组 AseptiQuik G PPSU 连接器串联连接。然后将化学溶液以约1.0-1.2 GPM泵送通过所有十组，并且观察组是否有任何泄漏。根据行业对常见化学品应用浓度和持续时间的反馈，选择试验持续时间以及试验化学品。化学暴露后，对连接器进行静水静压和水爆破测试，以测试暴露后的机械强度。AQG PPSU 通过了所有化学暴露，平均爆破强度高于混合结果的 AQG 聚碳酸酯。下图显示了测试设置的模型，表 4 显示了测试的化学品。