Opschalen met GEA-homogenisators om de concurrentie een stapje voor te blijven
De CDMO Biomay werkte nauw samen met GEA om het homogenisatorproces op te schalen van laboratorium- tot productiegrootte en dezelfde celfractionering te behalen in het productieproces van eiwitten en micro-organismen.
De in Wenen gevestigde contractfabrikant voor zowel productie als ontwikkeling (CDMO) Biomay produceert biomoleculen voor de wereldwijde biofarmaceutische industrie. Het bedrijf heeft specialistische kennis van GMP-productie van recombinante eiwitten, plasmide DNA en messenger-RNA. De firma, die beweert één van slechts een handjevol CDMO’s te zijn die elk van deze drie belangrijke types biomoleculen produceert, biedt een compleet aanbod GMP-services dat is afgestemd op de biofarma-pijpleiding, van celbanken tot procesontwikkeling, bulkproductie en de vrijgave van geneesmiddelen. Biomay werd in 1984 opgericht en werkt sinds 2009 als CDMO, met klanten uiteenlopend van biotech start-ups en MKB’s tot multionationals.
Biomay produceert eiwitten en andere biomoleculen met gebruik van fermentatieprocessen die het kweken van gemodificeerde cellen en micro-organismen, zoals de bacterie Escherichia coli, in bioreactors omvatten. Toen het tijd werd om de activiteiten uit te breiden en een nieuwe faciliteit te bouwen voor speciale en aangepaste productieprocessen, koos Biomay GEA als leverancier van hun homogenisatortechnologie voor de nieuwe locatie.
Met homogenisators kan de binnenste inhoud uit cellen worden vrijgegeven
Het basisproces voor de productie van eiwitten omvat eerst het kweken van gemodificeerde micro-organismen in fermentatiebioreactoren, waarmee in de microbiële cellen wordt voorzien met alle voedingsstoffen en andere factoren die ze nodig kunnen hebben om zich snel voort te planten. De bacteriën worden vervolgens geoogst uit de bioreactors en worden gehomogeniseerd, waardoor de cellen worden opengebroken (of gefractioneerd) om hun inhoud vrij te geven. De recombinante eiwitten die vrijkomen uit de bacteriën kunnen vervolgens voor de klant worden geïsoleerd en gezuiverd, zodat de klant ze bijvoorbeeld kan gebruiken als startmateriaal voor verdere productiestappen of als actieve farmaceutische ingrediënten die al op de markt worden aangeboden of nog in ontwikkeling zijn.
Hogedrukhomogenisatie wordt in de farma- en de biotech-sector hoofdzakelijk gebruikt voor celfractionering en GEA-homogenisators kunnen, afhankelijk van het product, meer dan 90% celfractionering behalen.-Annalisa Malchiodi, Product Manager Pharmaceutical, GEA Business Unit Homogenizer
-Annalisa Malchiodi, Product Manager Pharmaceutical, GEA Business Unit Homogenizer
Vanuit het standpunt van Biomay is een van de belangrijkste kenmerken van het GEA Ariete-systeem het VHP (Very High Pressure)-compressieblok, dat het product in de homogenisatieklep pompt, en een voor celfractionering aanbevolen druk van wel 1500 bar behaalt. Het compressieblok is bovendien geconfigureerd met keramische plunjers, het meest resistente materiaal tegen slijtage door hoge druk en wrijving. Het GEA-systeem is uiterst flexibel, ondersteunt een variabele doorvoer en kan door variatie van het motortoerental exact de juiste verhouding tussen druk en stroomsnelheid behouden.
De vereiste van Biomay om de homogenisator in twee aparte ruimtes te kunnen gebruiken, was voor het ontwerp van de eindoplossing op de nieuwe locatie van essentieel belang. Daarom configureerde het GEA-team een compacte, skid-gemonteerde oplossing die eenvoudig tussen de twee ruimtes kon worden verplaatst. Om de omvang van het systeem klein te houden, zodat het gemakkelijk kan worden verplaatst, zijn de homogenisator en de mens-machine interface (HMI) op dezelfde skid gemonteerd en kan de HMI 90 graden worden gedraaid.
Ik had het genoegen om deel uit te mogen maken van het inbedrijfstellingsproces van de homogenisator, van de aankoop, fabrieksacceptatietest en locatieacceptatietest tot de voltooiing van de functionele kwalificaties.
De homogenisator is ondergebracht in een cleanroom en is bovendien geconfigureerd in een aseptische uitvoering, om het risico op contaminatie van buitenaf te voorkomen. De homogenisator kan volledig afgedicht worden geleverd, naargelang de insluitingseisen van de klant. GEA’s kennis, technische expertise en procesinzicht hielden in dat het aangeboden eindsysteem exact het juiste maatwerk bevatte dat vereist was om te voldoen aan alle verwachtingen van Biomay.
En wat voor Biomay belangrijk was, was dat de fabrieksacceptatietest (FAT) van het nieuwe systeem op afstand kon worden verricht. Biomay kon niet naar Italië afreizen, dus organiseerde het team van GEA de FAT via online teams, zodat Biomay de machine en de test kon zien, terwijl deze werd verricht. Zodoende werden alle fasen van het FAT-proces live en in realtime gedocumenteerd en geregistreerd.
De samenwerking met de experts van GEA verliep tijdens het hele verloop feilloos. Technische vragen werden snel, behulpzaam en deskundig beantwoord. Voor wat betreft de procestechnologie voldoet de Ariete-homogenisator aan alle verwachtingen, waardoor we onze producten op een efficiënte en tijdbesparende manier kunnen verwerken.
Een aantal factoren heeft bijgedragen aan het succes van het project. Er was een wederzijds vertrouwen tussen de professionele teams van zowel Biomay als GEA, wat hielp om de uitdagingen aan te gaan die de covid-pandemie met zich meebracht, wat ervoor zorgde dat er een optimale technische uitleg was in de voorverkoopfase, en dat de goed ontworpen GEA-skid voldeed aan alle verwachtingen van de klant.-Dario Zappia, GEA CEE Sales Separation and Homogenizer Oostenrijk
-Dario Zappia, GEA CEE Sales Separation and Homogenizer Oostenrijk
Verschillende productieprocessen voor de hoogste productkwaliteit
Geen twee biomoleculen zijn gelijk en het is over het algemeen niet mogelijk om exact hetzelfde proces voor verschillende toepassingen te gebruiken. Daarom configureert Biomay het productieproces voor elk product afzonderlijk, om te helpen GMP met de hoogste productiekwaliteit, efficiëntie en reproduceerbaarheid voor haar klanten te garanderen.
Bij de eerste productielocatie van Biomay in Wenen, was een GEA PandaPlus Lab Homogenizer 2000 de perfecte oplossing voor de kleinschalige productie van recombinante eiwitten in bacteriën. Het bedrijf groeide echter en in het licht van de grote klantvraag naar zijn producten, was Biomay in 2021 genoodzaakt uit te breiden. Zodoende bouwden ze een grotere faciliteit, ook in de regio Wenen in Oostenrijk, om een grotere productie-installatie, R&D-labs en kantoren in onder te brengen.
Toen Biomay reeds bekend was met de homogenisatortechnologie van GEA, vereenden ze krachten met de experts van GEA om de beste homogenisatoroplossing te configureren om op te schalen op de nieuwe locatie. GEA was zelfs een van de weinige leveranciers die een systeem konden bieden dat met de vereiste drukken kon werken, dat de juiste verhouding van hoge druk tot stroomsnelheid kon bieden en dat bewezen prestaties kon bieden. Op grotere schaal is een hogere doorvoer nodig om de productie te stroomlijnen, en van de GEA Farma Skid Ariete Homogenisator 3015 met 3 zuigers wordt verwacht dat hij de procestijden zal inkorten en de productiekosten zal verlagen. De nieuwe farma skid maakt een batch-productie bij ca. 300-400 l/h en 1000-1200 bar mogelijk.
In GEA vonden we de juiste partner voor ons project. Tijdens de werkzaamheden om de gedetailleerde technische ontwikkeling van de homogenisator af te ronden, bood GEA ons altijd vakkundige antwoorden op onze specifieke vereisten. Het was vooral belangrijk voor ons dat de nieuwe homogenisator voldeed aan alle GMP-richtlijnen en -vereisten. Dit werd tot onze volle tevredenheid bereikt met de uiteindelijke Ariete-homogenisator.
Een ander speciaal kenmerk is dat de Ariete werd ontwikkeld om mobiel te zijn, zonder in te leveren aan zijn hoge prestaties. Dat houdt in dat de Ariete vrijwel moeiteloos op verschillende locaties in onze installatie kan worden gebruikt. Dat biedt ons extra flexibiliteit in onze processen. -Michael Wozonig, Biomay Team Leader Upstream 2
-Michael Wozonig, Biomay Team Leader Upstream 2
De vraag naar GMP-biomoleculen die worden ontwikkeld als potentiële geneesmiddeltherapieën, of die al zijn goedgekeurd en op de markt gebracht, neemt in rap tempo toe. Biomay zet zich in om deze uitdaging het hoofd te bieden door parallelle productielijnen in bioreactors van 50 l, 150 l en 750 l te bieden, zodat ze kunnen voorzien in de individuele wensen van alle klanten en ook de economische voordelen van opschaling kunnen bieden.
De nieuwe Biomay-productiefaciliteit werd in het laatste kwartaal van 2021 voltooid en in juni 2022 in gebruik genomen. In de tussentijd heeft het bedrijf de eerste, nog steeds gevalideerde faciliteit, niet verlaten. Daar wordt een kleinschaligere productie verricht en blijft de GEA PandaPlus-homogenisatortechnologie goed werk verrichten.
Tijdens de gehele projectfase handelde GEA onze zorgen op een klantgerichte manier af, zodat we allemaal een homogenisator konden configureren en kopen die voldoet aan onze vereisten. We kijken er al naar uit om in de toekomst weer met GEA samen te werken.Dipl. Ing Gottfried Stegfellner, Biomay Vice President/Manufacturing Upstream
Dipl. Ing Gottfried Stegfellner, Biomay Vice President/Manufacturing Upstream
