Optimize Cell Culture Conditions and Maximize Production with Peristaltic Pump Technology

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

Tid: 35 minuters presentation, 25 minuter frågestund: 60 minuter sammanlagd tid

Detta webbinarium handlar om:

• Hur vätskeskjuvning påverkar cellivskraften och produktionskostnaderna
• Hur pumpteknologi kan förbättra ditt jäsningsresultat
• Hur automatisering kan användas för att förbättra produktiviteten

Bioläkemedelsbranschen har lyckats leverera avancerade behandlingar för sällsynta sjukdomar som en gång ansågs obotliga, genom att stärka gentekniken och använda de inneboende biokemiska mekanismerna hos bakterie- och däggdjursceller. Men under produktionsprocessen går dessa värdefulla celler förlorade genom apoptos, autofagi och mekanisk skjuvning, vilket i slutänden minskar avkastningen.

Branschen för bioläkemedel har upplevt en extrem expansion de senaste åren och med samhälleliga förändringar, t.ex. en åldrande befolkning och introduktion av sofistikerade diagnostekniker, fortsätter behovet av bioläkemedel att växa. En större terapivolym behöver produceras globalt för att uppfylla dessa växande behov. Ett effektivt sätt att öka produktivitet och avkastning är att förbättra cellöverlevnaden genom arbetsflödet.

De som arbetar med produktion av bioläkemedel och terapi känner säkert igen den otroliga verkan som cellivsdugligheten har på slutprodukten, och hur ökande cellöverlevnadstal kan både förbättra effektiviteten och minska de totala kostnaderna.

Masterflex^® har utvecklat en serie verktyg och lösningar som stöd i hela arbetsflödet med biologiska läkemedel, vilket resulterar i bättre cellhälsa och -överlevnad genom produktionsprocessen.

Presenteras av:

Gregg Johnson – Senior Global Product Manager
Gregg har mer än 40 års erfarenhet från marknaden med vätskehanteringspumpar. Han har en omfattande bakgrund med pumptillämpningar och -utveckling, för centrifugal och positiv undanträngning. Hans 30-åriga erfarenheter omfattar tillämpningar, marknadsföring och produktutveckling av teknologi med peristaltiska pumpar, Masterflex® och Ismatec®. I arbetet med produktutveckling ingår lansering av de första Masterflex digitala drivenheter och de första pumphuvudena Easy-Load®.

Philip Nyren – Global Product Manager – Masterflex® & vätskehantering
Phil har 23 års erfarenheter och är idag chef för system och utrustning med peristaltiska pumpar, Masterflex® och Ismatec®. Ansvarsområdena och erfarenheterna sträcker sig från produktkoncept och utveckling – i nära samarbete med design- och teknikteam – till teknisk support och felsökning, i direkt samverkan med kund.

Mike Knapp – Global Product Manager – Fluidics
Mike är ansvarig för den kommersiella utvecklingen av engångsinstrument och -utrustning. Nu senast arbetade Mike med att utvidga Masterflex® produktlinje med Masterflex gammabestrålade montage med provtagningsflaskor för engångsbruk. Han har bl.a. 15 års erfarenhet med produktstyrning inom trådlös bredbandsteknik och 7 års erfarenhet med kärnkraftsframdrivning och kraftalstring.

Webbinarium, frågor och svar

För cellodlingsprocessen uppströms rekommenderas pumpar med låg skjuvkraft. Finns det några typer av peristaltiska pumpar som orsakar mindre skjuvkraft än centrifugal- eller diafragmpumpar?

Peristaltiska pumpar har av naturen låg skjuvkraft. Den viktigaste faktorn i cellyseringsreduktion och minskning av skada på stora molekyler är att sänka hastigheten (varv/min) hos pumpen. Genom att överdimensionera slangen — genom att använda ett rör med större ID än tillämpningen kanske kräver — kan man sänka pumphastigheten, samtidigt som en rimlig flödeshastighet upprätthålls.

Masterflex^® Cytoflow^® pumphuvuden (tillgängliga för både pumpserie L/S® och I/P®) är designade med unika, konvexa rullar och en stor rotordiameter. Dessa samverkar för att sänka driftshastigheten och tillåta ett område med ”slirning” där cellerna kan ”tryckas” ut ur rullvägen innan röret är helt inneslutet.

Skulle ni rekommendera peristaltiska pumpar för perfusionsodling under lång tid med höga tvärflödeshastigheter som sträcker sig över 60 dagar?

Ja. Använd en TPE (thermoplastic elastomer) slangformel såsom Masterflex PharMed® BPT eller Masterflex PharmaPure®. Vi skulle också rekommendera att man använder en större slangdimension så att pumpen kan köras på lägre hastighet (varv/min). Slanglivslängden är omvänt proportionell till pumphastigheten.

En kommentar om gaspermeabilitet och förhållandet mot slangarnas konstruktionsmaterial?

Vi publicerar gaspermeabilitetsdata på vår webbplats under specifikationerna för var och en av våra pumpslangsformler. Normalt tenderar TPE- och PVC-baserade formler mindre permeabla, medan silikon brukar uppvisa högre gaspermeabilitet.

Kan jag använda Masterflex ultraljudssensor och kontroll för att förbättra doseringsnoggrannheten?

Ja, Masterflex ultraljudssensorer och kontroller kan förbättra doseringsnoggrannheten genom att introducera ett avkänningselement i mediets faktiska flöde, i stället för pumpens beräknade flödeseffekt. Ultraljudsteknologin är mycket exakt, så detta förbättrar de flesta system – i synnerhet sådana som helt saknar avkänningselement. Men om man redan använder denna teknologi för att kontrollera sitt doseringssystem så kan det eventuellt inte finnnas fler fördelar.

Vi använder C-Flex^® och silikonslang idag inom olika produktionsområden. Finns det någon slang som passar för både pumpning/svetsning/försegling i slangstorlek 10x16 mm?

Vi rekommenderar vår Masterflex Puri-Flex™ formel. Den har visat sig vara en briljant ersättning för C-Flex i tillämpningar där förseglingsbarhet och svetsbarhet krävs. Dessutom har Puri-Flex överlägsen pumplivslängd, samt mindre spjälkning.

Jag har redan ett antal Masterflex drifter. Kan MasterflexLive^® funktionalitet läggas till mina befintliga pumpar?

Tyvärr kan MasterflexLive inte läggas till bland befintliga pumpar. MasterflexLIVE kommunikations- och anslutningsfunktion är inbyggd i pumpens maskinvara, och kan inte eftermonteras. Vi har många olika alternativ för MasterflexLIVE-kompatibla pumpar i Masterflex Ismatec^®, L/S^®, och I/P^® pumpfamiljer, så med största sannolikhet hittar man det som passar de specifika behoven.

Behövs det någon prenumeration på MasterflexLive, och vad kostar den?

Du hittar aktuell information på MasterflexLive pumpövervakning på fjärrbasis

Uppfyller MasterflexLive myndighetskraven/överensstämmelsekrav, t.ex. 21 CFR Part 11?

Premium-prenumerationsnivån som ger åtkomst till pumpens driftshistorik hjälper till att uppfylla 21 CFR Part 11 och efterlevnad av EU Annex 11.

Hur vet jag om min slang har spruckit, och/eller om jag har läckage i min vätskeväg vid fjärrdrift?

För aviseringar i fjärrdrift rekommenderar vi att man använder en MasterflexLive-kompatibel pump och en läckdetektor som tillbehör. Masterflex läckdetektor kan placeras direkt nedanför pumphuvudet eller nedanför ett filter eller annan vätskevägsanslutning som kan utgöra en möjlig risk. När läckdetektorsensorn känner av ett vätskeläckage utlöser den omedelbart ett stopp av pumpen. Detta är också en av de saker som kan utlösa en avisering via appen MasterflexLive. Som vi har nämnt ovan kan man välja att få dessa aviseringar via e-post, sms eller push.

Finns det några inneboende problem med att använda enkel- resp. dubbelhuvuden?

Nej. Bland de tydliga fördelarna med dubbelhuvuden kan jag nämna:

• Ökad flödeshastighet — Genom att lägga till kanaler och ”grenrör” eller använda dubbel-Y-slang-set, ökar man flödesintervallet; sedan kan man sakta ned pumpen för att förlänga slangens livslängd.
• Minskad pulsering — Den unika designen hos Masterflex-pumpar har förskjutna rullar i angränsande huvuden när de staplas. Detta, i kombination med ett dubbel-Y-rör-set ger en dramatiskt reducerad pulsering.
• Förbättrad noggrannhet — Doserings-/dispenseringsnoggrannheten förbättras när huvudena är staplade och utmatningskanalerna förenade med hjälp av ett dubbel-Y-rör-set. Detta tack vare den effektiva fördubblingen av antalet rullar kopplat till den reducerade pulseringen.

En fråga för pumpning av volymer från olika höjder: hur tillräcklig är pumpkraften för att trycka upp vätska ovanför en reaktor? Vi säger att pumpen står på marken. Den skulle behöva röra sig ca 10 fot för att nå porten.

Det är en hydraulikfråga på basnivå. Vi antar att suget är på pumpens tömningssida. Grovt räknat: för varje 2.3 fot vertikal stigning (lyft) ökar man trycket med 1 psi (med en specifik vätskevikt om 1). En peristaltisk pump med 3 bar (45 psi-g) tryckkapacitet kan lyfta (trycka) en vertikal vattenpelare över 100 ft.

Hur får jag mer information om de tjänster som erbjuds av Masterflex inom processdesign och komponentspecifikation/-urval?

Första stället att besöka är Masterflex.com. Sedan kan du kontakta vårt tekniksupportteam.

Finns det programvara till flödes-/trycksensorerna som tar fram en logg med processen att dokumentera ändringar av flöde och tryck?

Flödes- och trycksensorerna är inte i sig några dataloggningsinstrument. Tack vare anslutningen med dataloggningsutrustning kan de leverera data över tid. PendoTech® trycksensorer har dataloggningsprogramvara som används tillsammans med sensorerna och PMAT monitorer för att leverera data till en dator. Masterflex ultraljudskontroll kunde spara CSV-formaterade flödesdata på ett 32G datakort som medger transfer av data till en dator.

Hur vet jag vilken storlek på flödesmätare som passar bäst för mig om det finns två som klarar flödesintervallet?

Det finns flera parametrar att ta hänsyn till förutom flödeshastigheten, t.ex. tryck och skalbarhet. Vi rekommenderar kontakt med branschexperter/din leverantör, för att hitta den bästa lösningen.

Behöver ultraljudsklämmor (sensorer) myndighetsgodkännanden?

Nej. De kommer inte i kontakt med vätskevägen, så myndighetsgodkännanden krävs inte.

Vad gör flödeskontrollen som inte pumpen kan ta hand själv?

Manuell pumpkontroll åstadkoms genom att man ställer in ett varvtal som har kalibrerats för den önskade flödeshastigheten. Med tiden förändras slang och flödesvägsförhållanden och därför måste pumpvarvtalet justeras för att bibehålla en konstant flödeshastighet. Normalt sker detta genom att man gör en återkommande kalibrering av pumpen och systemet för att bestämma det nya pumpvarvtalet så att samma flödeshastighet kan uppnås. Med ultraljudssensorkontrollen behöver den önskade flödeshastigheten matas in via kontrollens pekskärm endast en gång. Kontrollen ökar eller minskar pumpens varvtal efter behov för att upprätthålla önskad flödeshastighet när systemvillkoren förändras.

Vilka är övervägandena för invasiva gentemot non-invasiva lösningar?

Non-invasiva lösningar har normalt högre startkostnader men lägre driftskostnader än invasiva lösningar för engångsbruk. Ofta är engångsalternativen mindre sofistikerade och enklare att tillämpa i en ny användning. Varje tillämpning behöver därför utvärderas utifrån den förutsedda långtidsanvändningen.