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从生物制造相关释义看赛动智造与自动化设备的不同

鉴于大家对于将赛动智造系统与一般自动化设备进行比较的盎然兴趣,我们基于行业法规对生物医药领域中与合格生物制剂合规生产的一些专有名词进行释义,以厘清赛动智造系统与一般自动化设备的不同,供参考。


几个名词



   


生物制剂(Biologics):又被称为生物医药(Biopharmaceuticals)或生物药产品(Biologic medical products),来源于活的生物体,主要有单克隆抗体,酶,核酸,疫苗,Car-T细胞疗法,基因治疗等。


因此首先明确,赛动智造系统是能独立完成合格的生物制剂所需的完整生产处理操作的智能生产系统,并不是一个单一的自动化设备。


生物制造(Bio-manufacturing)生物处理(Bio-processing)。前者为合格生物制剂的生产全过程,通过产品生成和精炼等工艺有利于实现生物制剂的流通和实施治疗。虽然,在日常交流中,生物制造和生物处理通常会相互替换使用,但生物处理(Bio-process)指的是生物制剂从原料到终产品的全过程。


而生物制造(Bio-manufacturing)强调的是产品的全流程,包含生物处理(Bio-process)和生物制剂良好流通、患者使用。因此,赛动智造供药厂用的细胞智造生产线实现的是生物处理(Bio-process);而赛动智造的床边智造系统则是生物制造(Bio-manufacturing),将生物处理延展到患者使用。


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赛动智造供药厂用的细胞智造生产线:实现生物处理


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赛动智造的床边智造系统:为生物制造,将生物处理延展到患者使



一次性技术(Single-use Tech,也称为丢弃型(Disposable)。在操作中应用一次性袋子,消除了过程中、批次间许多繁琐清洁操作的必要性和人员参与数量。赛动智造全过程密闭,并采用一次性传输管道和一次性袋子,消除了生产过程中的维护操作,使得批次清场和下次生产准备非常便捷,一人轻松完成


生产链条中的上游操作与下游操作




一般,生物处理包括2个部分,生产和纯化,上游操作是形成产品,也就是能促进产品形成的每一个操作,主要为细胞系开发,细胞生长与扩增,生产处理过程中目标产品的表达。对于细胞产品来讲,就是传代和培养。


因此,优化上游操作的关键点就是,更短的培养时间获得更多的产品数量,就是要么提高亩产,要么缩短种植时间,或者既提高亩产又缩短时间等。


赛动智造的“白+黑”不间断无人操作和智能监控首先就能实现“提高亩产”这一目标,其天然地就没有人工生产过程“需要定时休息和补给”的需求,能连续作战而不需要人员的班次轮换。而赛动智造下一阶段的迭代,必然就是通过其在线监测实现“每一秒都有效”从而最终达成“既提高亩产又缩短种植时间”。


下游操作就是利用不同的色谱仪和病毒过滤系统对产品进行纯化处理,而下游操作优化的重点,就是最大化产品的活性与纯度的同时减少操作过程中的损失。具体到细胞产品的生产就是“细胞收获”。赛动智造系统能精准地分配和识别目标细胞并“任劳任怨”地替代人工完成“劳动密集、繁杂”的收获工序。


连续(Continuous)生产与连接(Connected)生产




什么是连续(Continuous)生产与连接(Connected)生产?两者是一回事儿吗?能相互替换吗?


显而易见,这2种生物处理方式是无法相互替换应用的,因为这涉及2种不同技术路线支撑的解决方案的实现。


连接生产(Connected Process指的是将承担不同功能的设备以物理连接的方式,实现生产物料在多个生物反应器或多个操作,或总体生产线上不同的部件中的流动与交换。因此,连接处理通常需要有能够区分不同批次的增压装置和暂存罐,并能基于不同处理阶段对流量差异的需求进行调整,以完成任务。因此,一般自动化设备需要通过物理连接的方式与其他自动化设备组装,需人员操作衔接方能实现生物制剂完整生产过程。是组装线上的一个部分(a part of a processing chain)。


连续生产(Continuous Process,是一种不需要连接多个设备的连续操作,就是生产过程从起始到结束的直通完成,也就是全自动功能集成(Integrating system)。这样的生产方式能极大地优化空间需求和提升生产效率,其核心技术在于对产品关键属性理解(CQA),并将产品CQA以关键过程参数分解到具体的操作过程中,以实现连续不间断的生产。因此其中嵌入了大量的关键核心技术,比如过程监督、人工智能和动态监控技术。而连续生产将是生物制造的发展方向,让生物制剂包括细胞产品的生产、供应与流通变得非常的“轻盈、整洁”。


因此,赛动智造系统实现的是细胞产品的连续生产,从上游扩增、传代培养到下游收获、分装的直通连续操作。


对于细胞产品的生产来讲,少的操作轮次、操作衔接就能获得足够细胞数量更为关键,因此,能聚焦于单一、受控的封闭空间自主完成操作非常必要。多的轮次和步骤衔接意味着高的风险和不可控。


什么是过程强化(Process Intensification)?




过程强化可以泛指任何能实现效率提升和成本降低的生物制造创新技术。比如,通过精简不必要操作工序实现成本降低和过程优化的工艺强化创新,或者,提高得率的技术创新等。因此,连续生产就是一种生物制造创新,赛动智造提供的就是实现细胞产品连续生产的解决方案。


因此,某种程度上,过程强化就意味着产业技术升级,也就是新动能的提质增效,比如上游处理阶段对生物反应器等设备类型、数量的减少,以及将不锈钢的罐子转成一次性技术,或类似赛动智造的全自动化智能生产,下游处理阶段中色谱系统的优化、收获阶段简单重复工序的无人化等。这些或小改进,或革命性创新等都是过程强化。


为什么是生物制造4.0,而不是3.5 or 3.0?





目前,生命科学领域的科学家、生物医药行业经济分析师普遍认为生物制造领域即将发生的大事儿就是工业自动化在生物医药领域中的全面应用。


因为其他行业的经济分析师将工业自动化看作是第四次工业革命,也就是我们通常说的“工业4.0”,也因此将生物制造的自动化类推为“生物制造4.0”。但,因为生物医药行业的“高监管、高复杂”等行业特有特性,生物医药行业的自动化远落后于其他行业,更不用说智能生产(Smart Manufacturing)。


不过,现在已经有生物医药公司开始主动拥抱数字监控系统和数字模拟过程分析工具。也因此,我们可以相信,当我们现今再探讨生物医药产业发展的未来时,自动化会是绝对的讨论议题,而赛动智造也将不可避免地进入议题中。