在細(xì)胞培養(yǎng),尤其是生物制藥與細(xì)胞治療等高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中,保持培養(yǎng)液輸送全過程的無菌性至關(guān)重要。蠕動(dòng)泵作為一種非接觸式傳輸設(shè)備,雖天生具備防止回流污染的優(yōu)勢(shì),但實(shí)現(xiàn)并維持全程無菌,仍需通過系統(tǒng)性的工程設(shè)計(jì)與嚴(yán)格的實(shí)踐規(guī)范。
核心實(shí)踐一:構(gòu)建完整的無菌流路屏障
關(guān)鍵在于確保從儲(chǔ)液袋到生物反應(yīng)器的整個(gè)流體路徑,在安裝和運(yùn)行中均處于密閉、無菌狀態(tài)。這依賴三大要素:
一次性無菌管路:使用預(yù)滅菌、無熱原的鉑金硫化硅膠或Pharmed®等生物兼容性軟管,通過無菌焊接或快接接頭與儲(chǔ)液袋、反應(yīng)器連接,在層流罩或隔離器內(nèi)完成無菌組裝。
泵頭的無菌設(shè)計(jì):選擇易清潔、可在線滅菌的泵頭。理想方案是采用與管路一同預(yù)滅菌的一次性泵頭,或可原位高壓蒸汽滅菌的泵頭。若反復(fù)使用,則需建立嚴(yán)格的清潔滅菌SOP。
對(duì)泵本身的屏障管理:泵的驅(qū)動(dòng)部分雖在流路外,但其產(chǎn)生的微粒和微生物需被隔絕。將泵置于潔凈區(qū)或隔離器內(nèi),是防止環(huán)境微生物污染管路外表面的有效手段。
核心實(shí)踐二:實(shí)施過程控制與動(dòng)態(tài)無菌保障
壓力監(jiān)控與防泄漏:在泵的進(jìn)出口設(shè)置壓力傳感器。出口壓力異常升高可能預(yù)示過濾器堵塞或下游堵塞;進(jìn)口壓力異常降低可能提示儲(chǔ)液袋排空或管路彎折。實(shí)時(shí)監(jiān)控能及時(shí)預(yù)警,防止因管路破裂或連接松動(dòng)導(dǎo)致的無菌屏障失效。
低剪切與低脈動(dòng)輸送:培養(yǎng)液中的細(xì)胞、蛋白質(zhì)和微載體對(duì)剪切力敏感。選用多滾輪、特殊流道設(shè)計(jì)的低脈動(dòng)泵頭,并優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)(如轉(zhuǎn)速),能一定程度減少流體擾動(dòng),保護(hù)細(xì)胞活性和產(chǎn)品質(zhì)量,避免因剪切破壞產(chǎn)生的微顆粒增加污染風(fēng)險(xiǎn)。
規(guī)范操作與驗(yàn)證:建立從泵與管路安裝、預(yù)運(yùn)行沖洗、參數(shù)設(shè)置到運(yùn)行結(jié)束拆卸的全套SOP。定期進(jìn)行培養(yǎng)基無菌灌流模擬試驗(yàn),驗(yàn)證整個(gè)輸送系統(tǒng)在最長(zhǎng)培養(yǎng)周期內(nèi)維持無菌狀態(tài)的能力。
實(shí)踐總結(jié):集成與智能化趨勢(shì)
當(dāng)前最佳實(shí)踐是采用集成化的一次性流體管理系統(tǒng),將預(yù)無菌的泵、管路、傳感器和儲(chǔ)液袋整合在一個(gè)即插即用的模塊中,極大降低了人為操作失誤。結(jié)合在線微生物檢測(cè)傳感器與預(yù)測(cè)性維護(hù)算法,蠕動(dòng)泵系統(tǒng)正從被動(dòng)的無菌屏障,進(jìn)化為可實(shí)時(shí)監(jiān)控、主動(dòng)預(yù)警的智能無菌保障核心,為高價(jià)值細(xì)胞培養(yǎng)提供從始至終的可靠守護(hù)。