一次性使用系统中的微粒污染水平

1、介绍

一次性系统（SUS）在制药和生物制药行业的使用继续增长。随着SUS产品的使用越来越多，对一次性组件的纯度问题及其对高价值最 终产品的生物制造，储存和运输的潜在影响给予了更多的关注。Aramus™一次性冻存袋组件由单层、高等级、gamma稳定的含氟聚合物制成，可提供高纯度、极低的可萃取和可浸出（E＆I）特性，卓 越的化学相容性以及提高关键工艺流体和最 终产品的安全性。并且在通过ISO标准的5级洁净室制造，进行严格质量控制（QC），采用AccusSizer液体颗粒计数器进行污染颗粒检测。

关注颗粒物含量的原因

可能引起微小血管阻塞给患者带来风险

干扰细胞生长

药品质量、毒性和安全性

干扰加工

出于这些原因，冻存袋的制造采用最 高的清洁度工艺，并进行了微粒污染测试。由于Entegris同时生产用聚酰胺含氟聚合物冻存袋组件和于质量控制测试的AccuSizer液体颗粒计数器，因此，通过严格的污染颗粒检测和质量把控，可以最 大限度地减少一次性组件系统颗粒污染。Aramus冻存袋的亚可见颗粒测试基于USP＜788＞标准2，并在其他Entegris应用说明中有详细记录3,4。这些测试的重 点是在于USP＜788＞标准规定值，即大于等于10µm的微粒含量小于25颗/mL，大于等于25µm的微粒含量小于3颗/mL。所有测试的冻存袋100%符合USP<788>标准。

2、mRNA包裹脂质纳米粒的吸附研究

Entegris 与 Precision Nanosystems Inc.（PNI）5合作使用 lipid nanoparticles（LNPs）进行了一项mRNA包封研究，以比较Aramus氟聚物袋与常用玻璃瓶和聚丙烯（PP）冷冻管在七天储存时间内对mRNA-encapsulated LNP的材料吸附。在不同条件下培养后，评估mRNA-encapsulated LNPs溶液的理化特性，以建立与这三种密封材料接触的mRNA-LNPs稳定性的初始数据。使用PNI专有的脂质混合物和制剂系统配制模型mRNA（EPO）并将其封装到LNP中，等分到室温下储存的外壳中，然后在不同的时间点，即配制后的时间零点（T0）、24小时后和168小时储存后分析mRNA-LNP浓度，如图1所示，mRNA浓度见图2，mRNA-LNP平均粒径见图3。

图1 LNP浓度与时间的关系

图2 mRNA浓度与时间的关系

图3 mRNA LNP平均粒径与时间的关系

如图1至图3所示，在室温下储存168小时后，在工业标准的玻璃瓶、PP冷冻管、PE袋容器中存放的mRNA包封的LNP模型保持了几乎相同的脂质纳米颗粒浓度、mRNA浓度、包封效率和平均粒径，这表明 Aramus氟聚合物袋适用于医药 用途。

然后将含有LNP悬浮液的冻存袋运送至加利福尼亚州 Entegris Goleta 工厂，使用Nicomp®DLS 和AccuSizer SPOS系统进行粒度的测试。Nicomp系统数据显示LNP尺寸从96nm增加到134nm，这很可能是由于随着时间的增加而发生的团聚。然后在AccuSizer SIS颗粒计数器测试袋子的颗粒数，检测0.5‒400µm范围的颗粒粒度。图4所示的结果绘制了T0和168小时后， Aramus含氟聚合物袋与聚乙烯（PE）袋的颗粒数/mL及其颗粒分布。

图4 不同一次性外壳中每毫升的颗粒浓度

图4中的结果表明在T0和168小时后PE袋中的大颗粒明显增多，这表明LNP可能存在大量团聚的现象，但是这些颗粒是不是PE袋中存在的污染物，由于SPOS无法分析其化学性质故无法确认。但是这里展现的颗粒浓度分布与内在蛋白聚集的展现较为一致6。

在审查这些结果时，Entegris决定调查Aramus冻存袋组件与其他SU冻存袋组件亚微米颗粒污染物含量。为了达到颗粒污染的最 高洁净度的检测能力，包括测量到10和25µm以下的尺寸。

3、冻存袋洁净度比较试验

购买了几种市售的SUS袋，并进行了颗粒污染比

较研究。

步骤：

测试Milli-Q超纯水以建立背景基线

用上述Milli-Q超纯水以SA/V=6 cm2/mL的表面积与体积比填充250 mL冻存袋组件（遵循BPOG指导）

在轨道振荡器上以40 RPM搅拌冻存袋2分钟

将水从冻存袋转移到干净的烧杯中

对烧杯中的水进行液体颗粒计数测试

AccuSizer SPOS系统设置：

传感器模式：summation

样品体积：5 mL

重复次数：4

流速：30 mL/min

图5显示了Aramus袋与品牌A的一种EVA袋的比较。

图5. 颗粒浓度/mL，Aramus袋与EVA袋

这些结果表明，Aramus聚酰胺含氟聚合物袋中的颗粒污染水平低于EVA材料袋。审查完这些数据后，在马萨诸塞州比勒里卡Entegris工厂继续进行额外的测试，将Aramus含氟聚合物与两种EVA型袋进行比较。在马萨诸塞州比勒里卡的研究中使用了与上述相同的设置和方案。

如图6所示，将两种类型的250 mL EVA冻存袋组件与250 mL Aramus冻存袋组件进行洁净度比较。Aramus组件始终符合USP＜788＞标准，而两种EVA袋有时超过USP＜788>规定的限值。

图6 Entegris（红色）、B品牌（蓝色）、C品牌（黄色）每毫升颗粒浓度（#/mL）与粒度（µm）。

图7 所示的结果还表明，与品牌B和品牌C的EVA冻存袋相比，Aramus冻存袋组件在>0.5µm范围内的颗粒污染水平最低，约为B品牌的一半和C品牌的三分之一。

图7. Entegris（红色）、B品牌（蓝色）、C品牌（黄色）每毫升颗粒浓度（#/mL）与粒度（µm）。

4、结论

这项研究表明，Aramus含氟聚合物袋组件比竞争对手的袋清洁得多。Aramus冻存袋组件始终符合USP＜788＞标准，而竞争对手的冻存袋有时不符合标准。Aramus冻存袋组件能提供更一致的性能，为客户提供质量保证。我们还观察到，与竞争对手的EVA冻存袋相比，Aramus冻存袋组件在亚微米颗粒范围内的洁净度是其两到三倍，这表明Aramus冻存袋组件是用于生物制药行业应用的一个很好的一次性使用系统。

参考资料

[1] Recommendations for Testing, Evaluation, and Control of Particulates from Single-Use Process Equipment, BPSA 2014 report

[2] USP <788>, Particulate Matter in Injections

[3] Entegris Application Note, Aramus Single-Use Bag Particle Testing, November 2018

[4] Entegris Application Note, Monitoring Particulate Contamination in Medical Devices, March 2021

[5] Precision Nanosystems, Inc.,www.precisionnanosystems.com

[6] Chou, K. and Bumiller, M., Opportunities and Pitfalls in the Analysis of Subvisible Particles during Biologics Product Development and Quality Control, American Pharmaceutical Review, August 2020