Mélange et broyage de milieux de culture cellulaire

Au cours des 20 dernières années, Hosokawa a développé une expertise pour fournir des solutions intégrées pour la production de poudres sèches dans les milieux de culture cellulaire, à partir d'un système inerté en boucle fermée qui commence par le pré-mélange, le broyage, le post-mélange et se termine par l'emballage sans contamination, incluant des systèmes d'alimentation gravitaire et de réduction de la taille finale.

La culture cellulaire est le processus par lequel les cellules sont cultivées dans des conditions contrôlées, généralement en dehors de leur environnement naturel. La base pour une activité cellulaire optimale et des courbes de croissance réside dans la recette et la formulation correcte du contenu.

Lorsque le bon mélange est trouvé, une ligne de production validée avec des supports reproductibles et de haute qualité joue un rôle déterminant. Le milieu sec doit être homogène, à la fois en granulométrie et en rapport de mélange, afin non seulement de se dissoudre rapidement mais également d'assurer une composition identique et correcte à chaque dose. Les systèmes de production utilisés doivent être flexibles et efficaces si de nouveaux lots, avec des recettes différentes, doivent être produits chaque jour. Un nettoyage et un séchage humides rapides, automatiques et validés de la ligne de production sont essentiels pour la production de supports de haute qualité.

Production de milieux de culture cellulaire

Le défi pour la production de milieux de culture cellulaire réside dans le nombre presque illimité de recettes avec de nombreux composants différents, avec pour chacun différentes densités apparentes, tailles de particule, fluidités, etc. Cela nécessite un système universel dans lequel les étapes de processus suivantes sont reconnues :

Formulation » Pré-mélange » Broyage » Post-mélange » Emballage

Le système Hosokawa commence immédiatement après la formulation dans laquelle les technologies de base éprouvées de mélange et de broyage sont intégrées dans un processus transparent pour une qualité de support de haute qualité.

Après formulation, les matériaux sont chargés dans le pré-mélangeur. Ceux-ci sont mélangés et le produit homogénéisé est dosé dans le broyeur à impact fin UPZ, qui peut être monté sur le post-mélangeur. Le matériau broyé est collecté dans le post-mélangeur où, si nécessaire, des ingrédients supplémentaires peuvent être ajoutés. Après une autre étape d'homogénéisation, le produit final est conditionné dans l'unité d'emballage sans contamination.

Broyeur à impact fin UPZ, monté sur un mélangeur Nauta

Cette conception verticale offre une grande flexibilité pour une large gamme de formulations avec :

  • Un système inerte en boucle fermée
  • Broyage à température contrôlée (jusqu'à -40 ° C)
  • Haute précision de mélange
  • Emballage confiné
  • Nettoyage intégré

Mélange

Le mélangeur conique à vis Nauta® de Hosokawa Micron est un mélangeur à convection à haute efficacité de mélange. Il est doux et garantit le plus haut niveau de précision de mélange sans distorsion du produit. La vis de mélange en porte-à-faux est suspendue à un bras orbital, qui fait tourner la vis le long de la paroi intérieure conique du récipient, provoquant un mélange convectif de particules et un cisaillement.

Effet de mélange par convection d'un mélangeur Nauta

Pour éviter la contamination croisée entre les lots, ces mélangeurs sont conçus selon les normes sanitaires cGMP, avec un couvercle semi-ou entièrement bombé (soudé à la cuve en une seule pièce), des joints purgés et une finition interne spéciale. Des boules de pulvérisation amovibles ou fixes sont montées pour nettoyer l'intérieur du mélangeur. L'emplacement des pulvérisateurs est soigneusement choisi pour mouiller toutes les surfaces intérieures, y compris les buses.

Avantages décisifs du mélangeur Nauta :

  • Précision de mélange la plus élevée
  • Mélange doux sans distorsion du produit
  • Tailles de lots flexibles de 15 à 100%
  • Conception sanitaire pour un excellent nettoyage
  • Pas de ségrégation lors du déchargement

Broyage

Le broyeur à impact fin UPZ de Hosokawa Alpine est utilisé pour le broyage fin et ultrafin. Généralement, il couvre une plage d'environ 20 à 1500 μm. Une grande variété d'inserts de broyage est disponible pour ce type de broyeur, permettant une grande flexibilité en ce qui concerne les produits et les tailles de particules obtenues. L'effet de ventilation du rotor fournit un processus de broyage frais et un produit final pauvre en particules fines, avec une bonne fluidité.

Dans la préparation des milieux de culture cellulaire, le broyeur UPZ est généralement équipé de disques à broches pour des produits très fins et homogènes jusqu'à 90% <20 - 150 μm. Les produits broyés ont une distribution granulométrique « étroite » et peuvent être facilement mélangés. Pour la formulation de milieux de culture cellulaire spéciaux, le broyeur à broches Alpine Contraplex peut être utilisé, avec des disques à broches contrarotatifs et l'option de broyage cryogénique avec refroidissement LN2 (jusqu'à -40 ° C).

Broyeur à impact fin UPZ pour produire des milieux de culture cellulaire

Les broyeurs sont conçus selon les normes cGMP et sont conformes aux normes d'hygiène les plus strictes. Ils peuvent être équipés de systèmes de Lavage En Place automatisés. Les principales caractéristiques sont une récupération maximale du produit et une nettoyabilité optimale.

Avantages décisifs du broyeur à impact fin Alpine :

  • Distribution granulométrique étroite
  • Broyage à basse température
  • Conception sanitaire pour un excellent nettoyage

Nettoyage

Les systèmes de production de milieux de culture cellulaire doivent être flexibles et efficaces lorsque de nouveaux lots avec des recettes différentes doivent être produits chaque jour. La nettoyabilité est donc un aspect essentiel lors de la sélection du bon équipement de procédé.

Les mélangeurs et broyeurs Hosokawa sont conçus pour éviter la contamination. La conception aseptique verticale, avec une finition de surface de haute qualité et les cuves de mélangeur coniques avec la connexion fixe au broyeur offrent une récupération maximale du produit.

Cependant, même avec toutes les mesures prises, une certaine contamination ne peut être évitée. Pour le nettoyage humide de la ligne de production, les buses de pulvérisation sont positionnées sur des positions stratégiques pour mouiller tous les composants internes, garantissant un nettoyage complet de haut en bas.

Les buses de pulvérisation nettoient les surfaces par une combinaison d'impact et de solution. En commençant par nettoyer le pré-mélangeur, à travers le broyeur, le post-mélangeur et enfin l'unité d'emballage. Après le nettoyage humide, l'air chaud est utilisé pour sécher tous les éléments internes de bas en haut, en utilisant l'effet de cheminée.

Cette conception éprouvée de Hosokawa permet un nettoyage et un séchage humides rapides et validés d'une ligne de production de milieux de culture cellulaire.

Automatisation

La ligne de production est contrôlée par un système de contrôle entièrement automatisé, conforme aux normes pharmaceutiques les plus strictes, telles que FDA, cGMP et GAMP.

Principales caractéristiques

  • Processus de base de mélange et de broyage à partir d'une seule source
  • Broyage fin refroidi avec le broyeur à impact fin Alpine
  • Mélange doux mais simultanément intensif dans le mélangeur conique Nauta
  • Nettoyage du système intégré et automatique
  • Degré d'automatisation maximal