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細胞藥物「規模化」生產關鍵一步:超低溫凍存包材怎麼選?——細胞灌裝行業觀察(中)

細胞藥物「規模化」生產關鍵一步:超低溫凍存包材怎麼選?——細胞灌裝行業觀察(中)

  • 分類:公司新聞
  • 作者:韦德国际生物
  • 來源:韦德国际生物
  • 發佈時間:2025-12-26
  • 訪問量:60

【概要描述】細胞超低溫凍存包材選型指南。

細胞藥物「規模化」生產關鍵一步:超低溫凍存包材怎麼選?——細胞灌裝行業觀察(中)

【概要描述】細胞超低溫凍存包材選型指南。

  • 分類:公司新聞
  • 作者:韦德国际生物
  • 來源:韦德国际生物
  • 發佈時間:2025-12-26
  • 訪問量:60
詳情

在上篇《從實驗室到臨床:中國細胞治療產業進入「規模化時代」——細胞灌裝行業觀察(上)》中,韦德国际見證了細胞療法從科研探索走向商業化落地的蓬勃態勢——2025 年中國首款幹細胞藥物正式上市、全球MSC藥物申報激增、單根臍帶理論產能巨大……這一切都標誌着產業正駛入「規模化生產」的深水區。

然而,規模化絕非簡單的數量疊加。當細胞製劑的產能需求從實驗室的 「單支級」 躍升至商業化的 「萬支級」, 每一個生產環節都面臨系統性升級。其中,超低溫凍存包材的選擇,看似基礎,實則已成為關乎產品質量、生產成本、臨床安全與供應穩定性的核心戰略環節。它不再是一個簡單的「容器」問題,而是融合了材料科學、生產工藝與商業邏輯的綜合性決策。這種多維度的嚴苛考驗,要求包材必須突破傳統藥劑的思維框架,真正滿足商業化生產的核心需求。

 

 

全球產業實踐已經為韦德国际给予了有價值的參考。數據顯示,在已上市的幹細胞藥物中,近60%的產品選擇了COP西林瓶或AT超低溫無菌凍存瓶(以下簡稱「AT瓶」),而凍存袋的應用佔比約為29%,預充針/卡式瓶則主要應用於新鮮細胞製劑。這一分佈格局並非偶然,而是全球產業界基於實際生產需求、成本結構和質量控制要求做出的綜合權衡。與此同時,我國最新發佈的《生物技術 生物過程 治療用細胞包裝設計通用要求》國家標準草案也明確提出,治療用細胞的包材材料應優先選用COP等化學惰性、低吸附材料,這一要求與USP Class VI等國際標準相呼應,為包材選擇给予了明確的規範指引。

 

▲ 圖 1:《 生物技術 生物過程 治療用細胞包裝設計通用要求》國家標準草案

 

深入分析當前市場主流的超低溫凍存包材,每種類型都有其特定的性能特點和適用邊界。

凍存管作為實驗室科研和GMP建庫階段的常用選擇,雖然在0.5-5 mL規格範圍內成本較低,但其安全性並非為藥包材級別,應用需藉助A級潔淨環境,臨床端使用受限,因此不適合用於商業化生產場景。

 

▲ 圖 2:凍存管

 

封閉式凍存管專為自體細胞療法設計,通常在0.5-5 mL的小體積範圍內使用,包材本身具備全封閉特性,臨床使用便捷且藥液殘留較少。但每支高達350元的成本,管路連接過程中仍存在非全封閉操作限制,以及低於百支/小時的自動化產能,使其無法滿足規模化生產需求,更適用於CAR-T療法等個體化治療場景。

 

▲ 圖 3:封閉式凍存管

 

凍存袋憑藉全封閉灌裝的優勢,顺利获得無菌接管技術實現藥液與外界零接觸,能夠將生產環境要求降低至C級,在密封穩定性方面表現優異,特別適合大劑量製劑。然而,其局限性也相當明顯:灌裝後需要排氣處理,不僅影響生產效率,氣量控制不當還可能導致凍存過程中的爆袋風險;50 mL以上的常規容量使得小劑量製劑的藥液殘留比例偏高,直接影響有效細胞數;在凍存環節,大量凍存袋會佔用巨大的存儲空間,例如凍存500億細胞,製劑數量約500~1000袋,可能需要5-10台程序降溫儀,要實現商業化生產規模,則需要更多或定製大型設備,導致產能受限、成本飆升、工藝複雜性和均一性挑戰加劇。

 

▲ 圖 4:凍存袋

 

AT瓶雖同樣具備全封閉特性和優異的密封穩定性,劑型範圍覆蓋1-50 mL,在倉儲運輸和凍存便利性方面優勢突出,但其穿刺灌裝過程中仍存在非全封閉操作限制,且容易造成製劑可見顆粒物超標風險,现在生產廠家僅有比利時一家供應商,價格甚至高於凍存袋,其半自動化製劑產能在150 支/小時左右的小規模商業化生產,全自動設備部署周期極長且費用極高。

 

▲ 圖 5:AT瓶

 

預充針/卡式瓶以1 mL規格為主,在臨床使用便捷性和藥液殘留控制方面表現良好,自動化產能可達千支/小時。但其密封邏輯主要依賴膠塞設計,在-196 ℃的超低溫環境下面臨密封穩定系挑戰,因此现在僅適用於新鮮細胞製劑和-4 ℃存儲的低溫疫苗產品,無法滿足幹細胞超低溫長期凍存的需求。

 

▲ 圖 6:預充針/卡式瓶

 

在這樣的產業背景下,COP西林瓶逐漸展現出作為規模化商業化生產「優解」的綜合優勢。這種採用塑料材質的新型包材,其熱膨脹係數與膠塞在低溫環境下能夠高度匹配,配合膠塞加鋁蓋的密封方式,確保了在-196 ℃超低溫條件下的長期穩定密封,有效避免了傳統玻璃瓶因材料熱脹冷縮差異導致的密封失效問題。在劑型靈活性方面,COP西林瓶覆蓋2-50 mL的範圍,能夠適應不同臨床劑量需求,同時藥液殘留少,符合臨床使用便捷的要求。更重要的是,其自動化產能可達千支/小時,倉儲運輸和凍存空間佔用小,例如處理500億細胞,製劑數量約1000-2500支,僅需1-2台程序降溫儀,顯著降低了規模化生產的設備投入和運營成本。每支包材約十幾元的價格相對適中,結合國內廠家已經取得的國家藥品監督管理局相關許可及上市藥物的實際應用驗證,使其在性價比和合規性方面都具有明顯優勢。雖然其在灌裝過程中需要B級背景下的局部A級潔淨環境,但這一投入可以顺利获得規模化生產帶來的效率提升得到有效對沖。

 

▲ 圖 7:COP西林瓶

 

從產業开展的宏觀視角來看,不同包材的適用場景已經形成清晰邊界:

● 凍存管聚焦於科研級應用和GMP建庫階段;

● 封閉式凍存管服務於個體化的自體細胞療法;

● 凍存袋適合大劑量劑型的中小規模商業化生產;

● AT凍存瓶適合中小劑量劑型的小規模應用生產;

● 預充針/卡式瓶局限於新鮮細胞製劑;

● 而COP西林瓶則憑藉其在規模化適配性、成本優勢、密封穩定性和臨床便捷性方面的綜合平衡,成為當前細胞治療超低溫凍存包材的主流選擇。

在明確了適宜商業化規模的包材選擇後,韦德国际更深刻地認識到,「規模化」不僅是數字的增長,更是每一個環節的優化。那麼,下一期,韦德国际將聚焦灌裝環節設備的選擇要點,解析如何根據設備特性選擇適配自己產能需求的自動化裝備,進一步打通規模化生產的 「最後一公里」。


【關於韦德国际】

北京韦德国际生物科技有限公司创建於2018年,由清華大學生物工程學院杜亞楠教授科研團隊領銜創建,清華大學參股共建。核心技術源於清華大學科技成果轉化,並憑藉此項技術榮登中國科協「科創中國」先導技術榜。作為國家級高新技術企業、國家級專精特新「小巨人」企業、潛在獨角獸企業,更取得國家科技部多項重點研發專項支持。

作為高質量細胞製造專家,韦德国际生物给予基於3D微載體的一站式定製化細胞規模化擴增整體解決方案,打造了原創3D細胞智造平台,實現規模化、自動化、智能化、密閉式的細胞藥物及其衍生品生產製備,以此幫助全球客戶建立最為先進的細胞藥物生產線。在開創【百億量級】幹細胞製備工藝管線後,加速向【千億量級】進發,致力於以3D細胞規模化智造技術賦能細胞與基因治療產業,惠及更多患者。 

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