生物制藥 | 無菌機器人助力疫苗生產

2021年01月07日

　　疫苗生產

　　采用細胞工廠制備疫苗具有占用空間小、降低污染、提高產量、可控性高等優點，被國內越來越多的制藥生產企業及科研機構接受。疫苗可靠生產是制藥企業肩負的重大使命，為確保疫苗的純度和安全性，成大生物本溪分公司疫苗生產車間，采用史陶比爾TX200無菌機器人完成上百公斤細胞工廠的夾持、振蕩和翻轉等一系列持續運動，通過自動化設備操作實現疫苗用病毒細胞的有效繁殖。這是此類機器人在中國生物技術疫苗生產中的首次應用。

▲無菌機器人助力疫苗生產

　　挑戰實現疫苗產能升級需要高度自動化設備

　　遼寧成大生物2002年成立于沈陽，擁有800多名員工。在疫苗生產工藝方面填補了國內空白，達到世界先進水平。成大生物先后研發了人用二倍體狂犬疫苗和乙腦滅活疫苗等十余種疫苗。目前是全球生產量最大的人用狂犬病疫苗生產企業。

　　利用生物技術生產疫苗是一個復雜的過程，必須在可靠的條件下平穩運行。成大本溪分公司目標年產四百萬支疫苗針劑。實現更高的生產效率、更快的上市時間，需要引進高度自動化設備，達到降本增效及合規生產的目的。

▲成大生物生產的人用狂犬病疫苗

　　解決方案細胞工廠里的無菌機器人

　　在成大生物的新自動化疫苗生產車間，可以了解到細胞培養的過程。不銹鋼框架裝有40層細胞工廠，每層細胞工廠里裝有一些培養基，在培養基中接種了貼壁細胞。細胞在不斷生長，培養皿中的培養基必須隨之更換，再加入受病毒感染的細胞和病毒培養基，最后收獲這種高效疫苗的病毒。

▲細胞工廠框架

　　史陶比爾TX200無菌機器人的任務是抓取這些被手動推到定位點的細胞工廠框架。機器人先將手臂放在框架前，通過夾具與框架連接，然后抓取細胞工廠并將其放置在細胞生長的預定位置。機器人會長時間在細胞培養的不同階段有規律地進行晃動和翻轉操作，使液體均勻分布。

　　整個細胞培養過程持續10天以上，這對機器人的穩定性要求很高。加入細胞階段，機器人通過振蕩運動將培養基和細胞均勻分布在培養皿中;換液階段，在機器人的幫助下將細胞液倒出;病毒收獲階段，再由TX200機器人收集每一層的病毒和細胞。

　　▲機器人將細胞工廠中的細胞液倒出

　　客戶收益自動化生產達到最高潔凈等級GMP A級

　　成大生物車間定期使用汽化過氧化氫(VHP)對細胞工廠的生產環境消毒。這對于普通機器人來說是不可能實現的，而史陶比爾TX200 stericlean 無菌版是專門為這種嚴苛環境設計的，此類機器人表面有一層特殊的涂層，關鍵結構由不銹鋼制成，整個外殼是完全密封的。該機器人的潔凈設計具有抗過氧化氫和其他高效清潔劑的能力。使用史陶比爾機器人后，工藝環境由原來的GMPA + C級提升到最高潔凈水平GMP A級。

　　機器人支持的自動化生產具有減少前期投入、降低運營成本、安全性高、穩定性強等優點。37攝氏度的溫度和5%的二氧化碳濃度，對工作人員來說環境條件不理想。使用機器人后，工人不需要頻繁進入細胞工廠操作間，減少了污染的危險系數，降低人工操作的勞動強度，同時減少了二氧化碳培養箱的數量、人員防護服等消耗品以及溫度控制的能耗。無論是成品質量還是生產效率較以往相比，都具有巨大進步。