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生物制药企业:寻求创新 解决持续性难题
作者:BioPlan Associates公司 Eric S. Langer
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研究显示,生物制药企业日益需要高效的技术,提升生物制药加工过程的效率和生产率,同时降低成本。

生物药物行业的创新是一个缓慢的周期,这样的说法不为过。但是,这忽略了过去5-10年中生物制造业中的许多转变:更优的表达系统、创新的一次性技术的广泛运用、灌注技术的再度运用、灵活的模块化新设备,以及更出色的传感器、控制系统和下游技术。

该行业目前非常重视新型技术对于优化、有时甚至是彻底改变现有工艺所具有的重要意义。我们针对238家生物制造企业,完成了“生物制药生产商第十届年度报告和调查”(1),结果显示,终端用户仍然希望利用各种新技术来解决各种持续性的难题。

事半功倍

我们的研究发现,目前生物加工创新中的推动因素包括了改善效率和生产力。这意味着投入较少的资金,从现有的工艺中获得更大的产出。例如,业内大约有三分之二的企业认为生产绩效的改善得益于一次性系统及应用。大部分公认的益处都涉及到效率的改善,尤其是临床级别的程序中。一次性器械缩短了设备的准备和运行时间,并且减少了新设备的资金投入。新的装置可以提供更大的灵活性,还能提供“模块化”的方式,并且周转时间更快,而年度维护成本则更低。
该行业同时还需要更出色的下游工艺——这些需求通常主要针对更便宜,但是同等有效的色谱、蛋白A和纯化步骤。此外,需要针对成本效益进行创新。因此当创新企业和供应商开发新产品之时,他们需要证实其提供的技术确实优于现有的方法。

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生产力的创新

Bioplan Associate公司在去年年末进行了一项单独调查,针对的是全球450多名专家以及生物技术行业委员会的资深参与者,(2)此研究发现,生产力的改善一直受到关注。此外,下游加工和一次性技术位列2013技术趋势的前三名之内,紧随其后的是对更出色分析方法的需求。更优良的工艺监控以及工艺改善需要新的分析技术。另外,为了开发生物仿制药,业内需要更出色的表征技术和工艺。否则,即使与参比生物制剂“相似”,生产新的生物仿制药的成本也不会比原研药更低;这将显著地降低任何一种高成本的仿制产品的吸引力。

对于一次性技术的优势,我们在年度调查中发现,目前的受访者估计他们有35%的上游临床产品操作使用的是一次性技术。相比之下,有25%的受访者表示他们有超过80%的下游临床生产步骤目前使用的是一次性技术。下游商业化生产的比例则是16%。这个数值最低并不意外,因为其中大部分仍然使用固定的不锈钢设备。而下游临床生产中的运用比例最高,这也毫不奇怪,可能因为更广泛地使用了一次性管材、过滤器以及缓冲容器等。

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重视供应商

研究人员让受访者对供应商提供的新产品和服务进行考量,并且让受访者列出他们希望供应商着重开发的最重要的领域。在该研究列出的21个领域中,往年的重要领域以及其他研究今年继续占据前列。尤其是:

◆一次性产品,包括袋子、连接器以及其他器械
◆更优质的探针和传感器
◆工艺开发服务(上游和下游)
◆色谱产品

终端用户指出,这并非说明药品的生产必须借助于这些技术进步才能实现,而应该说,这些领域反映了用户对提高效率和降低成本的需求。重心向生产的转移是一个在过去十年间逐渐发展的过程。

未来趋势

观察过去四年的反应,研究表明,对更加新颖的生物加工方法的关注再次集中于工艺的改善。例如,在过去四年中,对更出色的上游工艺开发(PD)服务的需求已经增长了5个百分点,而针对下游PD的关注已经从2008年35%的高点降低至今年的26%。新色谱产品所受到的关注也有类似的显著下滑。这表明,下游操作造成的严重瓶颈已经得到缓解,而针对生产力改善的长期需求则不然。

更优质的一次性器械,包括各种袋子和连接器,自2008年已经增长了5%。对一次性探针和传感器的需求大约增加了10个百分点,但是在同期针对新型生物反应器和纯化产品的关注度依然保持不变。

可以预见,在不同的行业模式中,各种新技术的关注度也有所变化,甚至地理学也是如此,从此项研究的结果可以了解业内不同领域是如何看待创新的。例如,在比较生物制造开发企业与合同制造服务供应商(CMO)时,研究发现虽然前者更加关注一次性探针和传感器(41.3% : 27.8%),但是后者对一次性纯化产品的重视程度是前者的两倍(61.1% : 30.2%)。此外,这可能是因为CMO需要效率以保持竞争力。

创新的改变

虽然生物加工行业并不像半导体行业(摩尔定律认为每隔18个月芯片上的晶体管数量就会增加一倍)那样有着突飞猛进的发展,但是在新产品开发的过程中,突破瓶颈再次受阻之时,对效率改善的需求都是相同的。今年可以明显地发现,一次性产品的运用是备受瞩目的创新主题;其他技术领域在此前,并且今后也有可能,有所反弹。例如下游纯化、更出色的新型分析工具以及经过改善的服务就可能成为迫切需要解决的问题,因为整个行业需要解决当前的更为棘手的难题。

例如,我们在研究中分别询问了受访者,在21种不同的新型下游纯化(DSP)技术中,哪些是受访者认为很有可能解决生物加工难题的技术。通过这些回答,可以了解将来可能得到运用的技术,其中已经使用了这些技术的受访者、或者正在了解但是并未积极推崇这些技术的受访者并未被纳入考虑范围之内。

今年受到关注的新型下游加工解决方案中,位列首位的是高交换容量树脂,54%的受访者选择了此项技术。其后是一次性过滤器(44.4%)、缓冲稀释系统/滑道(38.1%)、内置式缓冲稀释系统(36.5%)以及一次性TFF膜(34.9%)。

与此前相比,我们发现高交换容量树脂(从2010年的41%上升至今年的54%)和一次性过滤器(从2010年的28.7%上升至44.4%)受到的关注显著提升。一些下游领域受到的关注正在呈下降趋势。例如,积极考虑使用内置式缓冲稀释系统的比例已经从几年前的48%下降至36%。这些下降也可能提示,在过去几年中这些技术得到了更为广泛的运用,较少的依然选择“积极考虑”这一项的受访者是因为一直在考虑这些技术。其他原因可能在于,加工的不断改善、纯化步骤的消除、对现有技术的替换方法的关注降低(例如蛋白A的替换技术),这些因素缓解了对新型解决方案的迫切程度。

我们的分析发现,对于下游加工新技术的替换运用,CMO会成为前沿指示者。通过研究结果可以了解哪些市场在今后数月和数年中可能有所拓展。例如,CMO非常有可能运用一次性TFF膜(50% : 32%)和一次性UF系统(40% : 28%)。

我们还发现地区之间存在显著的差异,美国受访者通常比西欧的受访者更有可能选择各种技术。例如,高交换容量树脂(美国71% : 西欧33%)就存在37.3个百分点的差异;而内置式缓冲过滤系统(美国53% : 西欧11%)也是如此。另一方面,西欧的受访者更加明显地关注膜技术、色谱和沉淀的替换技术。

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新技术的前景

生物制药行业针对各种生产操作正在积极地考虑并运用一系列的新技术。一次性器械经常出现在各种关于新技术的谈论中,未来的生物制药会趋向于运用更简洁、更灵活并且“模块化”的系统。

还值得一提的是,在这个行业中引入创新技术并非易事,新技术的运用会面对许多障碍。生物制药企业为了应对监管方面的难题,从一开始就要让生物加工系统保持稳定,这样在药品的生产周期之内各种工艺都能最大程度的保持恒定状态。这样的状况让制造商对于各种改进会有所迟疑。因此,对于创新技术的引入,生产战略方面会从长计议。

另一方面,供应商,尤其是较大的供应商,在研发和产品线方面的投入非常显著。将来哪些领域需要新的运用,以及经过多少时间会得到运用,供应商对这些方面进行评估会有所受益。

经济状况也会带来影响。虽然预算再次增加,但是更加紧张的经济形势一直对这个市场中较小的供应商的财务带来负面影响,减少了可能有助于创新的资金。即使如此,生物制造企业再次表现出了改善生产力、降低成本、提升质量的迫切需要。得出这个观点是因为,在过去四年中为生产效率方面的项目提供支持的预算有所增加。

鉴于复杂性以及产品开发周期长,确保工艺高效的唯一方法就是业内供应商不断地发现并满足终端用户的需求。这将进一步推动对新技术开发的投资。为了对此提供支持,我们发现供应商在新产品开发中的研发预算已经在过去四年中有所增加。

制造商和卖方两方面对提升效率的创新技术的预算和关注度都有所增加,显而易见,整个行业的将来会是稳定发展的。面对成本压力的增加以及生物仿制药的发展,那些真正推动创新并保持竞争力的生物制造商,以后还将需要更出色的评估新技术的方法,以减少停机时间,并精简整个测试程序。
调查方法:

2013“生物制药能力和生产第十届调查和报告”对30个国家中的238家负责任的生物制药企业以及合同制造机构(CMO)进行了调查,得出了一份综合的结论和趋势分析。方法学还涉及了158家以上的针对此行业的材料、服务以及设备的供应商。该年度研究涉及的问题包括:新产品需求、设备预算的变化、现有产能、将来的产能限制、拓展、一次性技术的使用、一次性技术的趋势和预算、下游纯化的趋势、质量管理和控制、聘用问题以及雇员。根据定量趋势分析,可以了解细节,并且可以对生物治疗开发企业以及CMO的生产进行比较。调查还评估了趋势的动向,并且还评估了美国和欧洲全球重要市场的差异。

关于作者:

Eric S. Langer是BioPlan Associates公司的总裁,该公司于1989年在马里兰州的Rockville建立,是一家生物技术和生命科学营销研究和出版公司。他是数个研究(包括“中国的生物制药技术”、“大规模生物药品生产的进展”)以及多个行业报告的编辑。如需了解更多,请访问:www.bioplanassociates.com.

参考文献
1 .“10th Annual Report and Survey of Biopharmaceutical Manufacturing Capacity and Production: A Survey of Biotherapeutic Developers and Contract Manufacturing Organizations,” BioPlan Associates, April 2013.
2. BioPlan Associates'“2013 Biotechnology Industry CouncilTM Trends Analysis Study”(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (2/27/2014)
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