大规模抗体原液车间布局分析

大规模抗体原液车间布局分析

韩文婷

中国医药集团联合工程有限公司上海分公司  200235

摘要：抗体类生物产品是如今药品市场上非常重要的一类产品。在抗体类产品的生产车间中，原液生产车间的设计是核心关键，分析原液车间的布局设计具有重要的实践意义。本文分析了多种不同类型的大规模生物制剂原液车间的布局方式，对比其优势与劣势，以供参考。

关键词：抗体车间，原液车间

一、研究背景及意义

随着生物技术的不断发展，生物制剂逐渐在药品中占据重要地位，诞生了大量的生物制剂，抗体类生物产品是其中重要的一类产品。它是机体在抗原性物质刺激下，由B细胞分泌的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。抗体类药物具有高度的特异性和亲和力，能够与病原体、毒素或其他物质结合，从而中和它们的活性或将其从体内清除，具有广泛的应用前景。目前已被应用于医学诊断、免疫治疗、肿瘤治疗等领域，未来将成为生物医药领域的重要发展方向之一。目前，抗体类生物产品的生产技术也日趋成熟完善。

由于抗体类产品的特点——大部分采用注射的方式以及生产中涉及病毒活性和生物活性，抗体类产品的生产要求较高，一般由两部分完成，一是设备，一是环境，设备与环境共同作用保障生产。抗体类产品的生产一般分为两步，原液生产和制剂生产。在抗体类产品的生产车间中，原液生产车间占据了主要生产面积，原液车间的设计相对制剂车间的设计也更加复杂多变。因此，原液车间的设计是抗体车间以及发酵类生物制剂车间设计的重点，分析原液车间的布局设计是一个具有重要实践意义的课题。本文旨在对不同类型的大规模生物制剂原液车间的布局进行分析，对比其优势与劣势，以供参考。

二、一次性生产线与不锈钢生产线

目前，抗体类产品的生产主要有两种方式：一次性生产线和不锈钢生产线。

一次性生产线，是指生产过程中使用的所有设备和零部件均为一次性使用，无需经过清洗、消毒和验证的过程。因此，一次性生产线灵活性强，可根据生产需求快速调整，而无需复杂的设备清洗和验证过程；减少了设备清洗和验证的时间，生产效率随之提高；节省了设备在线清洗站的面积，车间的面积使用率也随之提高；同时，一次性系统避免了设备重复使用带来的交叉污染风险。

一次性生产线的缺点在于一次性系统的设备和部件均为一次性使用，导致生产成本增加；当规模继续扩大时，一次性生产线会受到设备和部件的限制，难以满足生产需求。由于目前抗体类产品的价值较高，一般单条生产线规模在2000L～6000L左右的生产线选择一次性生产线的企业较多。

不锈钢生产线是指生产过程中使用的设备和部件主要由不锈钢材料制成，可以重复使用，因此在生产中需要做好清洗、消毒和验证。不锈钢生产线具有较高的稳定性和耐用性，适用于长期生产；其设备和部件可重复使用，生产成本较低；不锈钢生产线的设备可以做到更大尺寸，满足更大规模的生产需求，此时，不锈钢生产线的生产效率更高。

不锈钢生产线需要在定期进行清洗、消毒和验证，操作复杂，过程繁琐，需要占据大量生产时间；同时各生产设备需要配备在线清洗站等，占据不小的面积。因此当规模较小时，不锈钢生产线效率较低，不适用于该情况。由于设备重复使用，不锈钢生产线存在较高的交叉污染风险。

一次性生产线与不锈钢生产线各有利弊，制药企业可选择适合自身发展的生产线开展设计。两种生产线的总体设计思路是一致的，不锈钢生产线需要考虑设备在线清洗站的位置。

三、单生产线抗体原液车间常见布局模式

抗体的生产通常分为上游和下游两个阶段，上游包括接种、细胞培养和收获，下游包括粗纯和精纯；上游需要培养液配制间供给培养液，下游需要缓冲液配制间供给缓冲液。

当抗体试生产车间内仅设置一条生产线时，通常采用在同一楼层内布局。

1、L形布局

    L形布局是以培养液配制和缓冲液配制这两个功能间为核心，在两个接触面上依次设置生产核心功能间：接种间、细胞培养间、收获间、粗纯间、精纯间。L形布局的接触面较大，因此培养液配制和缓冲液配制这两个功能间的面积也会较大，此时可将配制好的培养液和缓冲液储存在相应功能间。

2、U型布局

U形布局与L形布局类似，同是以培养液配制和缓冲液配制这两个功能间为核心，在三个接触面上依次设置生产核心功能间：接种间、细胞培养间、收获间、粗纯间、精纯间，形成半包围状。U形布局的接触面较大，但由于周围生产功能间的连接，此时培养液配制和缓冲液配制这两个功能间的面积可能会被压缩，面积较小，此时可将配制好的培养液和缓冲液储存在即将使用的生产功能间内。

在U形布局的基础上，可以考虑将培养液配制和缓冲液配制分别设置在上游的外侧和下游的外侧，也可以满足生产流线的连续和培养液、缓冲液的供给。

3、S形布局

S形布局是上游以培养液配制为核心，逆时针或顺时针依次设置：接种间、细胞培养间和收获间，下游以缓冲液配制为核心，顺时针或逆时针依次设置：粗纯间、精纯间。S形布局的培养液配制和缓冲液配制均被半包围，与U形布局同理，这两个功能间的面积可能会被压缩，面积较小，此时可将配制好的培养液和缓冲液储存在即将使用的生产功能间内。

四、多生产线抗体原液车间常见布局模式

当抗体试生产车间内设置多条生产线时，培养液配制和缓冲液配制既可以共用也可以独立专用。独立使用培养液配制和缓冲液配制的生产线和单生产线抗体原液车间布局模式相同。多条生产线既可在同一楼层内布局，也可考虑立体布局。

    由于生产线规模的限制，一条一次性生产线的面积大约在800～1000平方左右，一般的建筑物同层内只能容纳两条生产线。

1、平面布局

   平面布局的两条生产线可以是以培养液配制和缓冲液配制为中心左右对称的形式，两侧的生产线“一”字排列，此时培养液配制和缓冲液配制这两个功能间的面积会较大，形状会偏向扁长。也可以是两条L形布局或U形布局的单生产线合并使用培养液配制和缓冲液配制，形成包围状，这就要求培养液配制和缓冲液配制的面积于生产功能间的面积相匹配，若培养液配制和缓冲液配制的面积过小，则无法形成足够的接触面与生产功能间传递物料。

2、立体布局

立体布局主要是将培养液配制和缓冲液配制设置在生产线的楼上，利用重力可将培养液和缓冲液输送至楼下生产线。配好的培养液和缓冲液既可以储存在楼上功能间内，也可以在楼下生产区设置接收间储存，还可以直接储存在即将使用的生产功能间内。两条生产线仍可采用“一”字排列、L形布局或U形布局，在平面布局中设置培养液配制和缓冲液配制的位置可以设置公用辅助功能，如：一次性生产线可以在此次设置缓冲液接收供两条生产线使用，不锈钢生产线可以在此设置洗消区为两条生产线服务。

五、研究结论与展望

综合来看，一次性系统和不锈钢系统各有千秋，可以根据不同生产阶段和需求灵活选择。生物制药行业未来的生产线选择将受到多种因素的影响，比如法规政策、生产成本、市场需求等，同时，随着技术的进步新型的生产线也可能会涌现，为生物制药行业提供更多选择。

通过对单生产线和多生产线的布局分析，结合一次性生产线和不锈钢生产线的优缺点对比，生物制药企业可以根据自身实际情况和需求选取适合自己的方案进行详细设计，在设计时，也可预留一定的调整空间，以适应未来可能的变化和需求。