フラットシートカセットは安全に使用できますか？
皆さん、バイオ医薬品の製造、食品および飲料の加工、またはろ過技術を使用する分野で働いている場合は、おそらくある時点でフラットシートカセットろ過に出会ったことがあるでしょう。多くの人にとって、これは昔ながらのタンジェンシャル フロー フィルトレーション (TFF) セットアップからの大きな進歩ですが、私が他の質問よりもよく受ける質問が 1 つあります。それは、「フラット シート カセットは安全に使用できますか?」というものです。
フラットシートカセットのサプライヤーとして、何百人ものバイオプロセスエンジニア、研究室マネージャー、オペレーションリーダーと長年にわたって話をしてきた私には、その疑問がいつまでも残る理由がわかります。高価な製品、厳しい規制規則、製品の汚染やバッチの失敗のリスクに対処する場合、手を抜くわけにはいきません。それでは、専門用語を使わずに、10 年以上カセットを販売してきた中で見てきたことと、カセットの製造に使用されている科学に裏付けられた、安全性についての本当の話をしてみましょう。
まず、フラット シート カセットが実際に何であるかを明確にしましょう。ここでの混乱は多くの無用な心配につながるためです。チューブがしっかりと詰め込まれた中空糸カートリッジとは異なり、フラットシートカセットは 2 つの剛性フレームの間に密封された薄くて平らな膜シートであり、ろ過液と残留液が簡単に詰まることなく流れるスペースがあります。限外濾過（UF）カセットの一種ですよね？そのため、サイズに基づいて分子を分離するように設計されています。小さなものは膜を通過し、大きなものは留まります。そのシンプルさが人気の理由の 1 つですが、人々が安全性について疑問を抱く理由でもあります。「そんなにシンプルだと、壊れたり、バッチが汚染されたりするのではないか?」
まず、人々が通常抱く最大の安全上の懸念、つまり製品の汚染から始めましょう。カセットの膜が漏れたり、カセット自体から粒子が剥がれ落ちてプロセスに混入したりすると、問題になります。では、当社や他の評判の良いメーカーはどのようにしてそれを防ぐのでしょうか?まず第一に、膜の選択は交渉の余地がありません。当社のフラット シート カセットには、バイオ医薬品や食品用途で標準的なポリエーテルスルホン (PES) や再生セルロースなど、FDA および USP 準拠の素材のみを使用しています。これらの材料は浸出物および抽出物 (L&E) のしきい値に対してテストされており、有害な化学物質が製品に放出されないことを意味します。当社は販売するすべてのカセット モデルの完全な L&E データを公開しているため、お客様は必要に応じて推測に頼らずに独自のテストを実行できます。
ちょっと待って、実際のカセットアセンブリはどうなるのでしょうか？メンブレンが正しく密閉されていないと、使用中に亀裂が入り、漏れが発生する可能性があります。これは、製品が濾液の流れと混合したり、その逆になったりするため、安全上のリスクとなります。そのため、当社の製造プロセスではフレームシールに接着剤ではなくレーザー溶接を使用しており、より信頼性が高くなります。接着剤も浸出する可能性があり、高圧下では破損することもあります。接着剤で密封されたカセットがプロセスの途中で破裂し、50 万ドルのバッチが台無しになったという恐ろしい話をお客様から聞いたことがあります。レーザー溶接はそれを解消します。また、すべてのカセットが倉庫から出荷される前に、例外なく 100% の完全性テストを行っています。つまり、圧力保持テストとバブルポイントテストを実行して、膜が無傷で、穴や隙間がないことを確認します。カセットに障害が発生した場合、カセットは出荷されずに廃棄されます。これが、お客様が戻ってくる理由の大きな部分を占めています。お客様は、直前のバッチの失敗について心配する必要がありません。
もう 1 つの一般的な懸念は、プロセスの安全性です。 TFF ではフラット シート カセットが使用されますが、高圧で動作することがありますよね。カセットが薄すぎると、カセットが変形したり、メンブレンが圧縮したりする可能性があり、その結果、濾過効率が損なわれ、さらには構造的欠陥を引き起こす可能性があります。当社のカセットは、最大 60 psi まで対応できる硬質ポリプロピレン フレームを使用して設計されており、これはほとんどのバイオプロセスおよび食品用途には十分以上です。また、膜を平らに保持するためにカセット内にサポートグリッドを追加し、圧力下でも膜が垂れないようになっています。顧客が、30 psi で変形する安価なコピー品のフラットシート カセットを使用しているのを見てきました。彼らは作業全体をやり直す必要があり、最初から高品質のカセットを購入するよりもはるかに高価でした。
安全性はカセットの使用目的によって異なるため、具体的な用途について説明します。モノクローナル抗体 (mAbs) や遺伝子治療を処理している場合、リスクは非常に高くなります。汚染があった場合、FDA などの規制機関は容赦しません。当社のフラットシートカセットは、製薬製造のゴールドスタンダードである ICH Q7 ガイドラインを満たしています。カスタム細孔サイズも提供しているため、製品に必要な正確なサイズをお選びいただけます。たとえば、より小さな不純物を除去する場合は 10kd の限外濾過カセットが機能しますが、大きなタンパク質を濃縮する場合は 300kd の限外濾過カセットが適しています。仕様を確認したい場合は、当社のサイトにこれらすべてのページがあります。当社の Web サイトでフラット シート カセット、UF カセット、または限外濾過フィルターとデバイスを検索すると、詳細が表示されます。
ちょっと待って、食べ物や飲み物はどうですか？ジュース、ビール、乳製品を製造する人にも安全な濾過が必要ですよね?当社のカセットは FDA の食品接触基準に準拠しているため、食料品店の棚に並ぶ処理中のあらゆるものに対して安全です。オレンジジュースに奇妙な化学物質が浸入したり、ビールにプラスチックの破片が混入したりすることはありません。当社ではすべての材料をテストしています。
もちろん、100%リスクのない製品はありません。それは事実です。ただし、信頼できるサプライヤーを使用し、基本的な取り扱いと保管のルールに従っている場合、フラット シート カセットのリスクはほぼ完全に回避できます。これらのベスト プラクティスについて話しましょう。安全性の問題の多くは、製品自体ではなくユーザーのエラーに起因するためです。
まずは収納。カセットを直射日光の当たる場所や高温多湿の倉庫に放置しないでください。 PES 膜は、極端な温度に長時間さらされると壊れる可能性があります。当社のカセットは緩衝液とともに滅菌バッグに密封されているため、使用するまで涼しく乾燥した場所に保管してください。袋が破れたら、カセットは使用しないでください。それだけのことです。汚染物が侵入する可能性があります。
2つ目は、使用前の取り扱いです。カセットを落としたり、硬い表面にぶつけたりしないでください。膜は薄いため、目に見えない小さな亀裂が後々漏れの原因となる可能性があります。 TFF システムに取り付ける場合は、システムの製造元の指示に従い、ガスケットが正しく取り付けられていることを確認してください。カセット自体ではなく、カセットとシステムの間のシール不良も漏れの一般的な原因です。
3つ目は、使用後の洗浄です。カセットを適切に清掃しないと、カセットが詰まり、高圧が発生し、メンブレンが損傷する可能性があります。 40 ～ 50°C の穏やかな苛性溶液 (0.1 M NaOH など) を使用し、使用後は毎回カセットに 30 分間通して使用することをお勧めします。精製水で十分に洗い流し、メンブレンの水分を保つために少量の緩衝液に入れて保存します。このステップを省略すると、膜が乾燥して脆くなり、次回使用時にひび割れが発生しやすくなります。
これらの簡単な手順に従わなかったために、非常に多くの顧客がフラット シート カセットを「安全ではない」とみなしてしまうのを見てきました。数年前、ある顧客は走行中にカセットが破裂したと私に話し、製品のせいだと言いました。私たちが彼らのメモを見ると、彼らは使用前にカセットを 90°F の倉庫に 2 週間保管し、最後の実行後のクリーニングを省略していました。明らかに膜が劣化していました。それはカセットのせいではなく、ユーザーのミスです。
ここで、物事を大局的に理解するために、フラット シート カセットを他の UF オプションと比較してみましょう。中空ファイバー カートリッジも一般的な UF 製品ですが、独自の安全性の問題があります。ファイバーが破損した場合、検出するのが難しく、破損した場合はカートリッジ全体を廃棄する必要があります。バブルポイント テストの実行が簡単であるため、フラット シート カセットは完全性テストが容易です。フラット シート カセットは 5 分でチェックでき、特別な機器は必要ありません。これは、多くの運用チームにとって安全性に大きなメリットとなります。
もう 1 つのポイントは、スケーラビリティです。多くの人は、研究室規模から商業規模にスケールアップすると、安全性が失われるのではないかと心配しています。当社のフラット シート カセットは、10 cm² のラボ サイズから 10 m² の商用サイズまで用意されており、すべてのサイズで同じ製造プロセス (同じレーザー溶接、同じ完全性テスト、同じ材料) を使用しています。したがって、ラボで得られる安全性は、本番環境で得られるものと同じです。スケールアップしても驚くことはありません。
ちょっと待って、規制遵守についてはどうですか?製品を海外に発送する場合は、EU GMP を満たすカセットも必要です。当社のフラットシートカセットは、無菌製造に関する最新のガイダンスである EU GMP Annex 1 に準拠しています。また、バッチ記録、L&E データ、コンプライアンス証明書、販売するすべてのカセットのトレーサビリティなど、監査に必要なすべての文書も提供します。これは、FDA または EU の査察の時期になったときに、肩の荷を大きく下ろすことになります。
お忙しいとは思いますので、これで終わりにさせていただきます。では、フラットシートカセットは安全に使用できるのでしょうか?はい、信頼できるサプライヤーから購入し、基本的な取り扱いと保管規則に従い、使用前にすべてのカセットをテストしている場合は可能です。リスクは管理可能であり、正しく行えば、他の多くの濾過オプションよりもはるかに低くなります。
それでも不明な場合、またはどのサイズまたは細孔サイズがアプリケーションに適しているかについて質問がある場合は、当社のチームにお問い合わせください。当社はカセットを販売するだけではありません。低分子用の 10kd 限外濾過カセット、大きなタンパク質用の 300kd 限外濾過カセット、またはお客様のニーズに合ったその他の UF カセットなど、お客様がプロセスに適した濾過ソリューションを見つけるお手伝いをします。当社では、フラット シート カセットの仕様をご案内し、安全性に関するご質問にお答えしたり、お客様と同じ分野で当社のカセットを使用しているお客様をご紹介したりすることもできます。
誤った情報によって、古い方法よりも効率的で柔軟で安全な濾過設定を妨げないようにしてください。私たちのチームに連絡して、プロジェクトについて話し合ってください。プレッシャーやセールストークはなく、率直な答えだけで大丈夫です。
参考文献
- FDA。 （2023年）。業界向けのガイダンス: ヒト用医薬品および生物製剤を包装するための容器および密閉システム。米国食品医薬品局。
- USP<661>。 （2022年）。医療機器の生物学的評価。米国薬局方条約。
- ICH Q7. （2020年）。医薬品有効成分の適正製造基準ガイド。人間用医薬品の技術要件調和に関する国際評議会。
- GEヘルスケア。 （2021年）。タンジェンシャルフローろ過: メンブレン取り扱いの安全性とベストプラクティス。バイオプロセスインターナショナル。
- 欧州医薬品庁。 （2022年）。附属書 1 無菌医薬品の製造。 EMA/CHMP/QWP/158081/2012 Rev. 1。