1. Ingeniería

USD2923
Biorreactor de tanque con agitación de un
solo uso AllegroTM STR 200
Una nueva dimensión en la metodología de un solo uso para
cultivos celulares
Cuando se trabaja con cultivos celulares se deben determinar muchos parámetros fundamentales:
selección del medio de cultivo, optimización de las condiciones del cultivo celular y, sobre todo, cómo
evitar su contaminación. Pall conoce estas necesidades de proceso y ha desarrollado un novedoso
sistema de biorreactor de un solo uso que permite que los usuarios se centren en optimizar la aplicación
y no en la mecánica de la instalación y el funcionamiento del biorreactor.
Aplicaciones
El biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 se ha desarrollado y
estudiado para el cultivo de células de mamíferos para
la producción de productos biofarmacéuticos y vacunas. Entre
las aplicaciones habituales están:
} Cultivo de células en suspensión
} Expansión mediante siembra para biorreactores a mayor
escala
} Producción a escala piloto
} Producción para ensayos clínicos
Como todas las superficies en contacto con el producto son
componentes de un solo uso, las necesidades de mantenimiento,
como limpieza y validación de la limpieza, son mínimas. Esto
hace que los biorreactores de un solo uso sean la primera
opción para centros de fabricación flexibles, como los que se
encuentran en el desarrollo de procesos, la producción de
vacunas y plantas de OCM.
Características y ventajas
Características
Beneficios
Biocontenedor y bandeja con deflector con diseño cuadrado y rotor
de gran formato fijo con conexión mecánica directa al motor.
Excelentes características de mezcla y transferencia másica, eficiente
para otras operaciones de flujo ascendente o descendente
El envase del biocontenedor integra tubuladuras, filtros y conectores
asépticos en insertos de espuma; conexiones con código de color
a las utilidades del sistema (líneas de aire, sensor y líquido)
El envase protege el biocontenedor durante su transporte y facilita
su instalación rápida
El biocontenedor está diseñado con 9 puertos para la alimentación
de líquidos, puertos libres para el cabezal y para la aplicación directa
de medios, hasta 4 puertos para sondas convencionales, 2 puertos
para obtención de muestras, 2 salidas de aireación con filtro integrado,
rociador anular, rociador de gases superior y rociador de tubo abierto
Biocontenedor totalmente configurado, adecuado para operaciones
de producción desde aplicaciones de lotes sencillos hasta
aplicaciones con lotes con nutrientes complejos
Controlador del proceso de funcionamiento completo con interfaz
de usuario gráfica, 4 controladores térmicos de flujo másico, 4
bombas, control PID para los principales parámetros del proceso
(temperatura, pH, oxígeno disuelto), admite software conforme
a la norma 21 CFR 11
Funcionamiento muy fácil en entornos de producción, totalmente
adecuado para funcionamiento en entorno de BPF y cumplimiento
sencillo de requisitos de registros de lotes y documentación
electrónica
Software controlado con funciones de OPC
Opción de funcionamiento independiente o integración en los
sistemas de supervisión y control del centro, con compatibilidad
completa con la norma 21 CFR 11 en ambos modos
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Rendimiento del sistema
El biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 está diseñado
para volúmenes de trabajo entre 60 y 200 L. El biocontenedor
está montado sobre celdas de carga para medir la cantidad
exacta de líquido que se añade al reactor y para automatizar
el llenado y la dosificación.
La temperatura del biorreactor se controla con un calentador.
Tiene suficiente capacidad de transferencia de calor para
calentar una carga completa de 200 L en 12 horas desde 4
°C hasta 37 °C. El controlador regulará automáticamente la
temperatura hasta el punto de ajuste predeterminado.
Instalación
Facilidad de instalación
En muchos de los diseños de biorreactor de un solo uso
actuales existe el riesgo de dañar la bolsa del biorreactor
durante su transporte e instalación. Por lo tanto, es muy
importante que la bolsa esté empaquetada adecuadamente
y que la interacción del operador con el equipo esté bien
definida. Pall ha realizado un estudio de diseño industrial para
optimizar el envasado y el montaje del biorreactor.
Pall ha optimizado los procedimientos para instalar el
biocontenedor en el biorreactor y realizar el cultivo celular.
En el interior de la puerta del biorreactor, una guía pictográfica
dirige al operador durante todos los pasos para el montaje
y la conexión del biocontenedor al controlador. Todas las
conexiones se identifican claramente con marcas y etiquetas
de colores y están numeradas en el orden de instalación,
lo que garantiza un montaje sencillo y rápido. Los componentes
que están montados en la parte superior del biocontenedor
continúan en su envase de espuma hasta que el biocontenedor
esté totalmente inflado para evitar daños en el sistema
del biorreactor. Los sensores verifican las operaciones
fundamentales y activan los bloqueos una vez que se alcanzan
determinados puntos de ajuste.
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Controlador
El biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 se presenta como
un sistema independiente. El controlador mantiene cuatro bombas
peristálticas para controlar la adición de líquido al biocontenedor
durante el funcionamiento del reactor. Se pueden conectar
sensores para monitorizar la realización del cultivo celular y
registrar los datos en un protocolo del lote. El controlador tiene
una interfaz de usuario bien estructurada y mantiene todos los
controles para realizar las operaciones de acuerdo con el código
estadounidense de regulaciones federales (US Code of Federal
Regulations; 21 CFR, Parte 11).
Interfaz de usuario
Todas las interacciones con el usuario se pueden realizar en la
pantalla táctil a color ergonómica, que está integrada en el
controlador. La interfaz está bien estructurada y ofrece un acceso
rápido a todas las funciones relevantes. Este eficaz diseño de la
interfaz de usuario es común a todos los sistemas automáticos
actuales de Pall.
Transferencia de datos y automatización
La interfaz de usuario tiene todas las funciones técnicas exigidas
en la norma 21 CFR 11. Se dispone de un documento por
separado que enumera todos los requisitos y explica cómo se
han resuelto en el biorreactor Allegro STR 200. Los datos del lote
obtenido se pueden transferir manualmente con una memoria
USB. Con el servidor OPC incorporado también se pueden
recoger automáticamente los datos del lote con cualquier
sistema SCADA durante el funcionamiento del reactor.
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Biocontenedor
Uno de los principales componentes del biorreactor de un
solo uso Allegro STR 200 es el biocontenedor Allegro STR
200. Está hecho de la misma película totalmente transparente
y con extraíbles muy bajos que todos los demás sistemas de
procesamiento Allegro. Se verifica al 100% la integridad de los
biocontenedores durante su fabricación. Debido al exclusivo
diseño autoexpandible del biocontenedor Allegro, no es
necesario que el operador ajuste manualmente la posición del
biocontenedor dentro del reactor durante su instalación, lo que
reduce aún más el riesgo de dañar el biocontenedor durante
su uso. Todos los conectores y conexiones están marcados
con etiquetas con códigos de colores, lo que guía sobre cómo
realizar el montaje y conectar el biocontenedor al hardware.
Montaje del rotor y el rociador
Como en la gama de mezcladoras de un solo uso Allegro,
la carcasa de cierre del rotor está fija en la parte inferior del
biocontenedor. Conecta el rotor de un solo uso al motor del
biorreactor. El rociador anular está montado a su alrededor. Hay
tres líneas de gas conectadas al montaje del rotor al rociador,
una que aporta gas estéril al rociador anular, otra que aporta
gas estéril al rociador de tubo abierto (opcional) y la tercera
que permite la realización de una prueba de fugas en los sellos
mecánicos de la carcasa de cierre del rotor.
Personalización
Todos los tubos y el equipo del biocontenedor Allegro STR
200 se pueden personalizar para adaptarlos a las necesidades
exactas de su proceso. El biocontenedor está equipado con
todos los puertos de conexión necesarios:
} 1 entrada para gases superior que habitualmente está
equipada con un filtro de gases de grado esterilizante
} 2 puertos de aireación que habitualmente están equipados
con filtros de aireación de grado esterilizante calentados
} 1 entrada de gas al rociador anular que habitualmente
está equipada con un filtro de grado esterilizante
} 1 entrada de gas al rociador de tubo abierto que
habitualmente está equipada con un filtro de grado
esterilizante
} 9 puertos para la adición de líquido al biocontenedor
} 1 puerto para el sensor de temperatura
} 4 puertos para la inserción aséptica de sensores
convencionales
} 2 puertos de obtención de muestras
} 1 puerto de drenaje inferior
El equipo de diseño de sistemas de un solo uso de Pall le
ayudará a diseñar el montaje de biocontenedor correcto que se
adapte a sus necesidades.
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Cualificación
El biocontenedor de un solo uso Allegro STR 200 ha sido
desarrollado según las últimas directrices de BPF y se fabrica
y estudia con el sistema de calidad de Pall. Ha sido diseñado
para la producción siguiendo BPF.
Certificados
El biorreactor Allegro STR 200 se entrega con la documentación
completa. La documentación contiene las descripciones
del hardware, las instrucciones de uso y un conjunto de
certificados para el trabajo de los estudios iniciales y la
calibración.
Validación
Se dispone de una guía para la validación del biorreactor
Allegro STR 200. La guía de validación cubre todo el trabajo
básico de validación que Pall ha realizado en el sistema del
biorreactor. También contiene orientaciones sobre cómo
conseguir la cualificación del biorreactor.
Pall también ofrece un servicio de cualificación sobre el terreno,
utilizando un conjunto preparado de documentos que permiten
una cualificación relativamente sencilla que cumpla por
completo la norma GAMP. Después de las recomendaciones
de la reciente directriz sobre BPF, se ha realizado una tanda
de cualificación completa (OQ1) en los primeros sistemas
fabricados. Los clientes recibirán copias de los procedimientos
y resultados de esta tanda de cualificación, lo que significa que
sólo deben repetir una cualificación más corta (OQ2)
en el biorreactor instalado.
Registros electrónicos (21 CFR 11)
El controlador del biorreactor Allegro STR 200 ofrece todas las
funciones técnicas que son necesarias para hacer funcionar
el sistema cumpliendo la norma 21 CFR 11. Un administrador
puede configurar usuarios y definir derechos de usuario y
contraseñas. La seguridad de las contraseñas cumple el
requisito de la norma 21 CFR 11 para firmas electrónicas.
Los registros electrónicos se almacenan en formato protegido,
y se dispone de opciones para la copia de seguridad en un
sistema externo. El controlador también ofrece una interfaz
OPC para controlar por completo el funcionamiento del
biorreactor desde un sistema SCADA externo.
Mantenimiento preventivo y ofertas de servicio
técnico
Los biorreactores de un solo uso Allegro STR 200 tienen un
buen apoyo con ofertas de servicio extensas. Pall dispone
de una red mundial de técnicos e ingenieros para ayudar a la
cualificación, instalación, formación y soporte técnico, hasta el
mantenimiento preventivo y las reparaciones sobre el terreno.
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Realización del cultivo celular
El biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 aporta una
nueva dimensión a los procesos de cultivo celular. Pall ha
tenido mucho cuidado durante el desarrollo del biorreactor
para optimizarlo para cultivos de células de mamíferos.
El diseño cúbico con deflectores permite tener una mezcla
excelente y hace un uso máximo de la superficie del
biorreactor para volúmenes de cultivo celular de 60 a 200 l.
El rotor inferior grande, montado de forma fija, permite
tiempos de mezcla rápidos con velocidades bajas del rotor.
Todo el diseño permite obtener valores muy elevados de
densidad y viabilidad celulares en cultivos celulares por lotes
y con nutrientes.
Mezcla
Una de las principales características de un biorreactor para
cultivos de células de mamíferos es una mezcla excelente con
velocidades de rotor relativamente bajas. El gran rotor de palas
inclinadas permite una mezcla excelente sin consecuencias
negativas sobre la viabilidad celular.
Transferencia másica
kLa (1/h)
Tiempo de mezcla (s)
El biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 ofrece adición
de gases tanto con un rociador como por recubrimiento.
Permite que los usuarios consigan valores muy elevados de k La
que son ideales para el cultivo de células de mamíferos.
Velocidad de agitación (rpm)
Sonda inferior
Sonda superior
Velocidad de agitación (rpm)
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Densidad y viabilidad celulares
Título de AcMo (g/l)
Viabilidad del cultivo (%)
Densidad de células viables (por ml)
El formato especial del biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 ofrece una mezcla y una transferencia de gases excelentes y
constituye un entorno ideal para células de mamíferos. Los valores de la velocidad de crecimiento y de viabilidad celular confirman
que el biorreactor Allegro STR 200 es una plataforma excelente para el cultivo de células de mamíferos en la industria farmacéutica.
La película Allegro cumple lo estipulado en la norma USP <87> Pruebas de reactividad biológica, in vitro (citotoxicidad MEM), y se
ha demostrado que carece de lixiviables citotóxicos conocidos, como bis(2,4-di-tert-butilfenil)fosfato (bDtBPP).
Tiempo de proceso (h)
Densidad de células viables
10 l
Densidad de células viables
200 l
Viabilidad 10 l
Viabilidad 200 l
Datos técnicos
Dimensiones
Altura, anchura, profundidad
2130 mm, 1620 mm, 1176 mm
Peso
Aproximadamente 420 kg
Volumen de trabajo
60 – 200 L
Sondas convencionales
12 mm de diámetro y de 220 a 225 mm de longitud
Datos eléctricos
Fuente de alimentación eléctrica
220-240 V, 50/60 Hz, 16 A
Tipo de enchufe
Clavija libre recta IP44 2P+E 16 A 230 V
Seguridad eléctrica
Marca CE
Conexiones neumáticas
Conexiones de entrada
Conexiones a presión de 6 mm de DE
Presión de entrada máxima
6 barg
Requisitos de calidad de los gases
Gases secos y sin aceite
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Tiempo de proceso (h)
Datos técnicos
Funciones
Velocidad del rotor
25 a 150 rpm
Dirección del rotor
Flujo ascendente o descendente
Rango de temperatura
30 a 40 °C
Regulación de temperatura
± 0,1 °C
Aireación con rociador anular
Máx 40 l estándar por minuto
Aireación por recubrimiento
Máx 20 l estándar por minuto
Rociador de tubo abierto/extracción de CO2
Máx 20 l estándar por minuto
Control del pH
pH 2-12, incremento de 0,01
Control de OD
Saturación de aire 0 – 200%, incremento del 0,1%
Bombas
Velocidad de bombas
0 – 100 rpm
Tamaño de los tubos
Máx 8 mm de DI
Grosor recomendado de la pared de los
tubos
1.6 mm
Condiciones medioambientales
Almacenamiento
4 °C a 40 °C, HR 80%, sin condensación
Funcionamiento
5 °C a 30 °C, HR 10% a 70%, sin condensación
Limpieza
Agua, etanol al 70%, AIP
Intervalo para mantenimiento
12 meses
Materiales de construcción
Hardware del biorreactor
Acero inoxidable 316
Almohadilla calentadora
Silicona
Capa de contacto con el biocontenedor
Polietileno de baja densidad
Rotor del biocontenedor
Polisulfona
Rociador anular
Polietileno de alta densidad
Sellos de la carcasa de cierre
Polietileno de peso molecular ultraelevado
Conectores del biocontenedor
Polietileno de baja densidad
Material de tubuladura estándar
C-flex
Carcasa de cierre (partes externas)
Polisulfona
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Información sobre pedidos
Hardware del biorreactor de un solo uso Allegro STR 200
STR200T
Biocontenedor de un solo uso Allegro STR 200 con rociador anular
609-60T
Montajes en fuelle, para insertar las sondas de pH y OD al biocontenedor de
200 L
639-80N
Sensor de temperatura
STR200-1217
Cable del sensor de OD
STR200-9X1
Cable del sensor de pH
STR200-9X2
Calentador del filtro de salida de gases
STR200-1203
Calentador de la base
STR200-1212
10
Información sobre pedidos
Cable del sensor de presión
STR200-9X3
Cable de alimentación
STR200-9X4
Bandeja de autoclave para sondas
STR200-1037
™
AllegroSystems
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Marzo de 2014, PDF, GN14.5941
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