十年前，一次性生物反应器 （SUB） 容器的尺寸有限，因此仅适用于实验室设置。然而，Thermo Scientific 正在推出 5,000 L 一次性生物反应器，而 BioInno 已经在使用 6,000 L 反应器。这些反应器的滴度甚至比十年前的多用途设备高得多，因此可以切换到专为在可扩展环境中实现高滴度而设计的一次性设备。一次性传感器与反应器同时得到改进，使一次性撬块更加可行。

一次性技术在灵活性和可扩展性方面具有重要优势，并在很大程度上消除了纯度问题。然而，如果需要定制设计或批量非常大（容量可能比 SUB 高 10 倍），不锈钢通常仍然具有优势。

以下是在确定一次性生物反应器是否适合您的工艺时需要考虑的一系列问题。我们交替使用“不锈钢”和“可重复使用”来描述必须在批次之间进行 CIP/SIP 的多用途生物工艺设备。

该进程是否已存在？

大多数情况下，将 GMP 制造工艺（为商业市场生产大量产品）从不锈钢过渡到一次性设备是不可行的。然而，对于尚未明确表征的处于开发早期阶段的工艺，比较一次性和可重复使用的设备是值得的。继续询问这些问题以确定哪个更有利。

您将运行什么大小的批次？

大多数一次性生物反应器的最大容量约为 2,000 L（尽管如上例所示，在增加该批次大小方面取得了重大进展）。由于细胞密度和滴度方面的最新进展，较小的生物反应器通常能够实现与 10 年历史的大型反应器相同的产量。最近对单克隆抗体 （mAb） 生产的计算表明，如果您希望每年生产超过 2 吨的抗体，则不锈钢容器更可取（更经济）。对于较小的体积，一次性系统可能更有利。

您生产什么类型的药物？

许多现代生物药物是为比脊髓灰质炎疫苗小得多的市场而设计的。治疗孤儿病的药物、用于个性化药物的靶向药物、细胞或基因疗法以及只需要低剂量的强效药物——这些情况都不需要 10,000 L 批次。药物的类型及其商业用途和市场将直接影响适当的批次大小，这将决定使用一次性设备还是可重复使用的设备更有意义（见上一个问题）。

您正在设计什么类型的设施？

实验室、试验设施和商业生产环境都有不同的需求。在中试设施（GMP 或非 GMP）中，放大和缩小规模至关重要。虽然一次性设备的可扩展性明显优于不锈钢，但重要的是要考虑它是否能适当地模拟您的更大规模作条件。在实验室中，短期可扩展性和避免交叉污染风险通常使一次性使用成为可取的。确保您能够在小型系统中对关键过程参数进行适当的建模。

该工厂会生产单一药物，还是在各种类型之间切换？

即使在可重复使用的设备上，在同一药物的批次之间切换也只需要 6 到 10 小时。然而，在生产不同类型药物的设施中，可重复使用设备的正常运行时间会急剧下降：不锈钢设备从一个批次到下一个批次的完全周转可能需要长达三周的时间。使用一次性上游设备和不锈钢下游设备的混合设施可以将这一时间缩短到两周。相比之下，配备一次性设备的设施可以在短短 48 小时内完成产品之间的周转。

您的流程需要多少定制？

一次性预制件具有快速开发和扩展生物制剂生产的强大能力，与许多制造商习惯的高度定制的不锈钢撬块形成鲜明对比。这些预制件的最大缺点是，有时需要自定义才能从区域性中获得最佳结果。好处是，一次性预制件提供了非常高的灵活性，允许您将设施用于各种用途。虽然使用不锈钢设备通常会迫使您设计具有固定基础设施的高度定制设施（限制了可以在那里生产的药物类型），但预制件并不高度专业化于单一流程。

过程强化是重中之重吗？

如果是，一次性设施要好得多。一次性设备可以获得更高的滴度，并且可能能够通过横向扩展达到与大型、可重复使用设备相同的总产量。一次性系统也可以实现连续生产，从而进一步减少整体设施占地面积。

您的作员培训计划有多强大？

过渡到一次性系统需要对作员进行再培训，特别是安装容器和传感器。虽然这不是一个陡峭的学习曲线，但这是一个重大变化。此外，SUB 通常需要更多的人工作，给作员带来风险，必须通过全面培训来减轻这些风险。或者，如果您因设备灭菌不当而遇到纯度问题，那么一次性设备的新培训计划可能能够解决培训的缺点和纯度问题。

您的运营瓶颈是什么？

如果您一直在等待清洁过程的验证和鉴定（或者您的实验室团队一直在等待高压灭菌器周期完成），那么一次性设备提供了一个简单的解决方案。如果您经常等待设备到达，一次性使用也是更可取的：定制的不锈钢反应器通常交货时间超过一年，然后需要几个月的时间才能进行认证。但是，如果您无法满足生产需求，并且需要扩大规模并生产更大批量，请不要改用一次性使用，因为不锈钢生物反应器可能仍然是您工艺的最佳解决方案。