Molekylærfiltrering i livsvitenskap - en "game changer"

Created fredag 12. februar 2021

Livsvitenskap og farmasøytiske produksjonsprosesser utgjør en viktig global industri som fokuserer på å oppdage, behandle og ivareta liv. Ifølge Statista.com har legemiddelindustrien hatt en betydelig vekst i løpet av de to siste tiårene, og inntekter fra farmasøytiske produkter over hele verden utgjorde 1,25 billioner dollar i 2019.

Det er derfor nå, mer enn noensinne, viktig å sørge for at man har en sikker og jevn produksjon av vaksiner og medisiner som kan redde liv. Globale vaksinasjonsprogrammer og vaksineproduksjon skjer nå over hele verden i kampen mot Koronaviruset (nå SARS-CoV.2). Transporten i prosessen blir kompleks. Forskjellige vaksiner krever forskjellige transportmetoder ved varierende temperaturer - og krevende høy etterspørsel om å produsere nok vaksiner. 

Krevende prosesser

Livsvitenskap og farmasøytiske prosesser er avgjørende, ettersom kritiske molekyler på feil sted kan føre til svikt i produksjonsprosessen, noe som kan være ekstremt alvorlig for resultatet. Farmasøytisk industri og biovitenskap krever ofte rene rom og laboratorier. Når vi snakker om «rene rom» i denne forbindelsen – så inkluderer dette molekyler, ikke bare partikler. Vanlige molekyler i luften, som NOₓ eller ozon, har vist seg å forstyrre prosesser som for eksempel In Vitro Fertilization (IVF) – prøverørsbefruktning – noe som er avgjørende for om man lykkes med befruktningen. Heldigvis er det flere måter å løse disse problemene på med molekylær filtrering i farmasøytiske applikasjoner og livsvitenskaps (Life Science)-applikasjoner.

 

Hva er risikoen med molekylær forurensning i farmasøytiske prosesser?

Helse & sikkerhet
Noen stoffer som brukes til medisinsk produksjon eller i medisinske laboratorier, er i flytende form og kan nå et kritisk damptrykk. Dette betyr at væsken blir til varierende mengde damp ved romtemperatur eller under laboratorieeksperimenter. Eksempler på væsker som kan være skadelige for personell kan være svovelsyre (H2S04), formaldehyd (CH30) eller eter (C2H30). Å puste inn skadelige damp kan forårsake personskade og i verste fall føre til døden, avhengig av konsentrasjonen. Også smaker kan noen ganger være problematisk i høye konsentrasjoner - i likhet med aktive ingredienser, inkludert spesifikke molekyler med høyt luktnivå. Det finnes strenge nasjonale og globale regler og forskrifter med utslippsnivåer for disse kritiske forurensningene, laget for å beskytte mennesker og arbeidsforhold. 

Dekontaminering 
Hvis prosessen utsettes for forurensning, så er den rene prosessen blitt kompromittert, og sluttproduktet blir skadelidende. Dette er ekstremt alvorlig. Det er mange renromsprosesser farmasøytisk industri og biofarma, og medisiner til mennesker etc. blir derfor berørt. Hvis prosessen har blitt forurenset kan det være nødvendig å starte hele prosessen på nytt og rengjøre alt utstyr, noe som kan medføre kostnader og tap av tid. Dette kan bli en veldig dyrekjøpt erfaring. Når du rengjør et rent rom blir partiklene fjernet med normal rengjøring (partikkelfiltrering), men for å fjerne alle potensielle virus og bakterier må rommet desinfiseres. Dette gjøres vanligvis med et rengjøringsmiddel i gassform, slik som hydrogenperoksid (H203). Gasskonsentrasjonen må reduseres før rommet kan brukes igjen. Dette kan ta flere timer, men med molekylærfiltrering kan gassene absorberes mye raskere. Resultat? Tid og penger spares - og produksjonskapasiteten økes. Etylenoksyd (C₂H2O, EtO) brukes til å sterilisere materialer og instrumenter som ikke tåler varme, fuktighet eller slipende kjemikalier som for eksempel bandasjer, suturer, kirurgiske redskaper, sprøyter, endoskoper, enheter med integrert elektronikk, enheter med sensitiv optikk, etc

Lukt
I farmasøytisk produksjon brukes molekyer og kjemikaler - ofte også tilsatt smaksstoffer. Disse smaksstoffene kan forårsake sterke lukter. Noen biofarmaprosesser frigjør hydrogensulfid (H₂S) som har en veldig ubehagelig lukt som frigjøres ved svært lave konsentrasjone. Det er derfor, av hensyn til omkringliggende virksomheter og nabolag, nødvendig at man fjerner disse luktene. 

Korrosjon
Dekontamineringsmiddelet pereddiksyre (C2H203, PAA)  brukes ofte livsvitenskaps-applikasjoner, og kan være etsende for visse materialer. Hydrogendisulfidet (H₂S) som frigjøres fra enkelte prosesser er også en etsende gass som kan korrodere materialer, og spesielt elektronisk utstyr må beskyttes mot dette for å sikre en sikker og stabil produksjon.

 

Hvilken filtreringsløsning er ideell hvis man skal unngå molekylære forurensninger?

Molekylær filtrering er en vanlig metode som brukes til å fjerne uønskede molekyler, inkludert flyktige organiske forbindelser (VOC), ozon, aldehyder, formaldehyder, nitrogenodsid (NO2) og styren,

Tabellen viser kjemikaler og forurensningskilder innendørs/utendørs

Molekylærfiltrering vil bidra til å løse forurensnings- og produksjonsutfordringene, samt sikre at man overholder strenge nasjonale og globale regler og forskrifter for biovitenskap og farmasøytisk industri. Det er viktig å bruke korrekt og tilstrekkelig partikkelfiltrering i alle prosesser, inkludert molekylær filtrering. Det er også veldig høyt fokus på myndighetene på luftkvalitet og helse- og sikkerhetsstandarder.

Molekylære filter benytter en teknikk kjent som adsorpsjon. Enkelt sagt betyr dette at molekylene fester seg på materialer med ekstremt høye overflatearealer. Molekylære filter kan bruke aktivert karbon eller aktivert aluminiumoksid som aktiv ingrediens, og er noen ganger også impregnert for å tiltrekke seg bestemte molekyler. Molekylære filter kalles også noen ganger kjemiske filter eller gassfasefilter.

Det finnes en rekke forskjellige molekylære filtreringsprodukter som kan tilpasses til enhver prosess og ethvert bruk, avhengig av det spesifikke behovet. Noen ganger er det behov for flere molekylære filter for å fange forskjellige typer molekyler i samme applikasjon.

For eksempel kan vi si at, for å fange VOC fra den luften omkring, kan du tilpasse ventilasjonssystemet med CamCarb-sylindere med målrettet adsorpsjonsmedium for VOC-molekyler. CamCarb-sylindrene kan benytte forskjellige medier eller blandinger av medier. Den spesifikke utformingen av sylindere gir lavere trykkfall – noe som gjør energikostnadene lavere.

Dyp-senger som ProCarb-enheten for tilluft og ProCarb-enheten for avtrekksluft, er godt strukturerte og lekkasjefrie filterhus som er testet med ytelse og effektivitet i henhold til ISO 10121-standarden. ProCarb filterhusenhetene er fylt med dedikerte medier i ett eller flere trinn og kan også inkludere partikkelfiltrering som forfilter, etterfilter og HEPA-filter.

For farmasøytiske applikasjoner og livsvitenskapapplikasjoner kan den rette molekylære filtreringsløsningen gjøre prosesser sikre, senke kostnadene og sørge for at men overholder regler og forskrifter.