製造スケールにおける膜貫通圧力の変調接線流量ろ過N-1灌流種子培養

哺乳類細胞は、接線流量ろ過モードで動作する中空繊維を使用した灌流を使用して、3,000 L培養で高密度に成長しました。高密度培養は、バイオ製​​造プロセスの生産段階を接種するために使用されました。一定の透過流束操作では、製造バッチの最終日に膜貫通圧（TMP）の増加が観察されました。小規模な研究では、フィルターは不可逆的にファウルされていないが、中空繊維の接線方向の掃除によって緩和される可能性のある膜濃度偏光にさらされていることが示唆されました。中空繊維内の流体力学的プロファイルに影響を与えるパラメーターを分析するために研究が行われました。フィルター面積、細胞密度、再循環流量、透過流量を含む。結果は、透過流量がTMPの調節に最大の影響を与えることを示しています。さらなる評価により、透過流が減少した場合、TMPの有意な減少が示され、これは細胞の成長や生存率に悪影響を与えることなく発生しました。したがって、透過流量の30％の減少が製造規模で実装されました。灌流バイオリアクターのパフォーマンスのためのすべての重要な要因を維持しながら、TMPが75％減少したため、安定した手術が達成されました。

Mammalian cells were grown to high density in a 3,000 L culture using perfusion with hollow fibers operated in a tangential flow filtration mode. The high-density culture was used to inoculate the production stage of a biomanufacturing process. At constant permeate flux operation, increased transmembrane pressures (TMPs) were observed on the final day of the manufacturing batches. Small scale studies suggested that the filters were not irreversibly fouled, but rather exposed to membrane concentration polarization that could be relieved by tangential sweeping of the hollow fibers. Studies were undertaken to analyze parameters that influence the hydrodynamic profile within hollow fibers; including filter area, cell density, recirculation flow rate, and permeate flow rate. Results indicated that permeate flow rate had the greatest influence on modulating TMP. Further evaluation showed a significant decrease in TMP when permeate flow was reduced, and this occurred without any negative effect on cell growth or viability. Hence, a 30% reduction of permeate flow rate was implemented at manufacturing scale. A stable operation was achieved as TMP was successfully reduced by 75% while preserving all critical factors for performance in the perfusion bioreactor.