Modelagem Mecanística de Filtração de Fluxo Tangencial para Orientar o Desenvolvimento de Processos

A ultrafiltração (UF) e a diafiltração (DF) são operações unitárias essenciais para o desenvolvimento de bioprocessos que usam filtração de fluxo tangencial (TFF) para fornecer um meio rápido, eficiente e econômico de concentrar e trocar proteínas em buffer. Cada proteína que passa pelo desenvolvimento do processo de TFF tem propriedades biofísicas dependentes do tampão que requerem condições operacionais únicas para um desempenho eficiente do TFF. Além disso, a aplicação de TFF pode ser limitada pela viscosidade por ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) que requerem formulações de alta concentração (> 150 g/L), levando ao desenvolvimento adicional do processo.

Aqui, apresentamos um fluxo de trabalho de modelagem, realizado no desenvolvimento em estágio inicial de operações unitárias de UF e DF, que nos permite conectar os componentes físicos e as propriedades da solução da substância medicamentosa (por exemplo, composição do tampão e viscosidade da solução) aos pontos de ajuste operacionais do experimento. Usando o fluxo de trabalho, podemos executar um número mínimo de experimentos e usar esses resultados para simular como a filtragem funcionará sob uma variedade de pontos de ajuste.

Os resultados das simulações são então realimentados no projeto experimental para orientar o desenvolvimento do processo. Conectar a biofísica de proteínas com a operação TFF não apenas permite identificar rapidamente pontos de ajuste operacionais específicos da molécula, mas também minimiza o uso de material, garante o rendimento do produto e a robustez do processo e pode informar outras decisões de desenvolvimento, como a seleção de membranas.