一次性使用技术在制药工艺中的应用

由于生物制品的特性并且整个生产过程步骤众多，使得控制产品质量以及控制污染的难度加大，而这些难度和风险始终贯穿于上下游生产中。一次性生物制药工艺之所以在全球范围内被迅速接受并且替代传统工艺，最重要的因素就是相比较传统的不锈钢厂房，一次性袋装工艺可以有效控制产品质量和生产过程中污染或交叉污染。另外，传统的不锈钢生产体系，灌装桶需要经过反复清洗、灭菌、消毒的过程，在这种情况下，一次性生产设备可以为制药企业节约了生产的时间和成本。

近年来，全球生物制药产业持续快速发展，市场规模不断扩大。生物制药的快速发展，行业企业对于提高生产效率，降低生产成本，缩短新产品上市时间，以及引进新技术并简化技术测试较为重视，对于一次性系统需求也持续增长。

一次性系统是生物制药制造（生物加工）设备，一次使用然后丢弃。通常一次性系统设备由塑料部件制成，这些部件已使用伽马射线进行灭菌和密封。经过业界近几年的深入研究和运用，最终建立了许多成熟的工艺流程（图1）。

图1 一次性工艺发展过程

经过三十年的发展，尤其是抗体药物应用的推动，一次性工艺已经涵盖了配液、储液、传液、细胞培养、纯化、制剂、灌装和包装的全流程（图2）。

图2 生物药行业一次性系统的应用

快速的更新迭代，需要在尽可能短的时间内，提供给国内外新冠疫苗生产企业，质量安全，价格合理，供货稳定的一次性使用系统产品，加快新冠疫苗的生产及上市，而经过疫情的考验，国内一次性系统厂家得到了快速的成长，相信一次性技术全面国产化即将到来。

2.2.一次性耗材的占比

实际上，我们估计，在临床或过程开发规模上，将近85％基本上使用了一次性设备。在图3中，我们看到一次性反应器、除菌滤器、混匀袋和储液袋是使用最多的。

图3 一次性系统组件的平均设施支出

与传统的不锈钢系统相比，一次性系统有无可比拟的优势：

★更快速：无需在线或原位清洁，省去了清洁验证步骤，减少了人力投入并提高了生产切换速度进而加快了产品转换效率；

★更安全：整个系统通过 Gamma 射线预灭菌，减少了交叉污染的可能性且整个系统保持密闭，提高了生产过程的无菌保障水平；

★更经济：与不锈钢系统相比，SUS 对生产场地的要求显著减少，且省去大量的水、公用设施和化学物质的投入，因此前期投入成本大大降低；而生产建设时间的大量减少还可以帮助企业缩短整个申报时间，让产品尽快推进市场，从而缩短了投资回报周期。 

★由于SUS（一次性系统）使用前供应商已预灭菌且只供一次使用，因此采用SUS工艺无需进行SIP（在线灭菌）和CIP（在线清洁）等方面的验证；

★几乎所有的SUS都是由聚合物组件装配而成的，考虑到使用过程中聚合物的引入以及聚合物与药物成分反应的风险，制药企业在生产使用前需要进行E/L（可提取物与浸出物，具体可参考生物制药SUS可提取物标准测试方案）、稳定性和相容性等方面的验证研究。美国药典USP<665>和USP<1665>。其内容可能包含风险评估指南、可提取物的实施方案指导以及浸出物的测试指南等；

★由于SUS具有“打开即用”的属性，因此拟使用SUS的制药企业，需要对SUS供应商的质量保证体系进行审核确认，以确保SUS的质量可靠性。

总结：一次性工艺有 其灵活性更高、固定资产投资更少、投产 速度更快等优势，但也面临规模限制、缺少注册/验证方面的指导原则等挑战。不论如何，一次性工艺在生物药物生产中的应用日益广泛，药企需要根据自身需要，确定选择何种工艺。