EP4676631A1 - Verfahren zum testen der integrität von virusfiltrationsmodulen sowie eine filtrationsvorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum testen der integrität von virusfiltrationsmodulen sowie eine filtrationsvorrichtung zur durchführung des verfahrensInfo
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- EP4676631A1 EP4676631A1 EP24708837.0A EP24708837A EP4676631A1 EP 4676631 A1 EP4676631 A1 EP 4676631A1 EP 24708837 A EP24708837 A EP 24708837A EP 4676631 A1 EP4676631 A1 EP 4676631A1
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Definitions
- the present disclosure relates to a method for testing the integrity of virus filtration modules and a filtration device for carrying out the method.
- Filters are of great importance for a wide range of technical applications.
- sterile filters are used in the aseptic manufacture of pharmaceuticals or medical products to prevent contamination by germs or particles, for example, by separating them. It has been common practice for years in accordance with the GMP (Good Manufacturing Practice) guidelines, regulations of the EMA (European Medicines Agency) and the FDA (U.S. Food and Drug Administration) that filters are tested for their integrity before and/or after use ("postuse filter integrity" and "preuse filter integrity”).
- the integrity test is a functional test of the filter, which is intended to prove that the filter was or is fully functional and therefore intact, i.e. does not allow any undesirable components to pass through.
- Known integrity tests are destructive or non-destructive. Non-destructive integrity tests are usually preferred because they are more advantageous for economic reasons.
- Integrity tests known in the pharmaceutical sector that are non-destructive include the bubble point test, the diffusion test (forward flow test and pressure holding test) and the water flow test.
- the manufacturer's guideline values for the filters can be used as a specification to check whether the filters are actually functional.
- Membrane filters are used in biotechnology, pharmaceuticals and food technology, for example.
- the separation process is purely mechanical via the membrane of the filter, does not require heating like conventional separation processes, such as distillation, and is therefore a gentle separation.
- separations are also possible that cannot be achieved with conventional thermal separation processes; in addition, the components being separated are not damaged, e.g. by thermal effects.
- virus filters are used for this purpose, which are able to completely separate viruses from a batch and thus remove them.
- Typical virus filters are composite membranes, which can be made of several materials. For example, a support structure made of fibers and a fine-pored polymer support layer with a extraordinarily thin, pore-free separating layer.
- Virus filters are usually virus retention filters in the form of ultra- or microfilters, which have very small and additionally defined pore sizes. The filters are differentiated according to the size of the viruses to be removed. For example, there are known retrovirus filters, where the diameter of a retrovirus is about 80 to 100 nm, and parvovirus filters, where parvoviruses have a diameter of about 18 to 26 nm.
- virus filters are so-called hollow fiber filters, which are a bundle of fine tubes with small pores.
- the hollow fiber filters are used to filter liquids and usually have two inlets and two outlets.
- Virus removal is based on a combination of size exclusion and depth filtration mechanisms, whereby viruses that are larger than the average pore size are retained by the hollow fibers.
- Such hollow fiber filters are used, for example, to remove viruses from drugs, such as biopharmaceuticals, and plasma derivatives.
- Fig. 1 shows a schematically simplified view of a hollow fiber filter module 10 without a housing that is usually present and surrounds the filter module 10, so that the hollow fibers can be seen inside the filter module 10.
- a bundle 50 of hollow fibers is shown, which is composed of a large number of hollow fibers 50.1, 50.2, ....
- the hollow fibers 50.1, 50.2, .... are hollow in the inner region 35, also referred to as the hollow fiber inside, and are in the form of membrane tubes with small diameters that are arranged essentially parallel to one another.
- the hollow fibers 50.1 and 50.2 have a lower end 20 to which liquid is fed (so-called feed, arrow A) and an upper end 30 at which rinsing solution only exits the hollow fibers 50.1 and 50.2 during a rinsing process of the filter module 10 (arrow B), but no liquid exits during filtration.
- the wall 40 of the hollow fibers 50.1, 50.2, ... each has pores (not shown) so that liquid passes through the wall 40 of each of the hollow fibers 50.1, 50.2, ... (arrow C).
- the hollow fiber walls therefore act as a filter.
- the hollow fiber filter module 10 therefore has a feed side 55, a retentate side 65 and a filtrate side 75.
- the feed side 55 leads to the inner side or the inner region 35 of each hollow fiber. Between the hollow fibers 50.1, 50.2... there are gaps 38.1, 38.2...
- Fig. 2 shows a schematic enlarged sectional view of a hollow fiber 50.1, which is present in the hollow fiber filter module 10 shown in Fig. 1 as part of the hollow fiber bundle 50.
- a protein solution on the feed side 55 with viruses 100.1, 100.2, ... is introduced as contamination into the interior 35 of the hollow fiber 50.1 - as symbolized by arrow A - the protein solution penetrates the pores (e.g. pore 45) of the membrane wall 40 on the filtrate side 75 to the outside, as symbolized by the arrows C (downward and upward).
- the pores in the wall 40 of the hollow fiber 50.1 are symbolized in Fig. 2 by the dashed lines.
- the dense pore structure of the hollow fiber wall 40 is for example, several dozen micrometers thick and represents a kind of winding, three-dimensional network of interconnected cavities and capillary pores.
- the viruses 100.1, 100.2,... are effectively retained by the net-like pore structure in the hollow fiber wall 40, while the now virus-free protein solution with the proteins migrates outward through the hollow fiber wall 40 and is retained on the filtrate side 75 (arrows C).
- arrow B no liquid escapes during filtration (symbolized by the crossed-out arrow B), only during a rinsing process in the integrity test does liquid escape, as will be explained below.
- the separation of viruses therefore only works if the hollow fiber filter module is fully functional and the hollow fibers are intact and do not show any damage of any kind.
- tests have been developed to check this. These are so-called integrity tests, i.e. tests that make it possible to determine whether the existing hollow fibers are undamaged and are functioning within the desired framework.
- This integrity test of the virus filter function and other integrity tests not described here are a prerequisite for the release of a filtered product after virus filtration has been completed.
- Another prerequisite for release for virus filtration is a gold particle (GPT) test, also an integrity test for a hollow fiber filter, which serves to confirm the filter quality (pore size distribution) after filtration.
- the GPT test plays no role here and is not the subject of the present invention, which is why it will not be discussed in more detail here.
- the integrity test of interest now shows whether the hollow fibers of the filter module are undamaged.
- the test of the hollow fiber filter module is carried out before the filter module is used to ensure that the filter module is suitable for use and functions properly.
- a further integrity test is carried out after the filter module has been used, i.e. after virus filtration has taken place, to ensure that it was not damaged during filtration, for example due to excess pressure or mechanical stress.
- the integrity test as it is known from the state of the art, is essentially carried out as follows:
- a hollow fiber filter module 10 usually has 2 inputs and 2 outputs. This is shown as an example in Figure 3a.
- Figure 3a shows a schematically enlarged front view of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module 10 with connected lines. 2 inputs are shown at 55 and 65 and 2 outputs at 75o and 75u. However, for the integrity test, only one input, for example at 55, and one output, for example at 75o, are usually used, to which the lines shown are connected.
- the output at 75o in the filter module 10 can have advantages for procedural reasons, for example due to a short distance to the assigned connection.
- the other input at 65 and the other output at 75u are or will be closed.
- the hollow fiber filter module 10 to be tested is first placed in a vertical position and filled with liquid under excess pressure. Then air is blown into the line on the inlet side at 55 (feed side) of the filter module 10 under pressure. For this purpose, the lines on the inlet side at 55 and the outlet side at 75o of the filter module 10 are opened for the test setup and the other lines or their connections (at 65 and 75u) are or are already closed.
- the pressure is kept constant over the entire test duration. Over the test duration, a Visual inspection checks whether or not a continuous chain of air bubbles is detected in the line on the outlet side at 75o. If an air bubble chain occurs, this means that the hollow fiber filter module 10 is damaged and is not functioning to the desired extent.
- FIG. 3b an intact hollow fiber 50.1 a is shown schematically and simplified in an enlarged sectional view.
- the hollow fiber 50.1 a is part of a hollow fiber bundle 50 as illustrated in Fig. 1, which is located with other hollow fibers in a housing (not shown).
- the hollow fiber filter module has already been completely filled with liquid according to the integrity test to be carried out, so that there is liquid in the entire filter module - i.e. in the hollow fibers and in the spaces between the hollow fibers - as well as in all lines that lead to and from the filter module.
- the volume of the liquid present is limited by the type and size of the hollow fiber filter module and its housing as well as the existing lines.
- air 80 is fed under pressure from the feed side 55 into the inner region 35 or the inner side of the hollow fiber 50.1 a (arrow A).
- the hollow fiber 50.1 a shown is intact and shows no damage.
- the air 80 introduced from the feed side 55 passes through the hollow fiber 50.1 a and only a very small amount of air passes through the membrane. This small amount is also referred to as the "creep amount" and will be explained in more detail later.
- the air 80 therefore does not leave the interior 35 of the hollow fiber 50.1 a because the air 80 cannot pass through the pores in the wall 40 of the hollow fiber 50.1 a, but is retained in the interior 35 together with the liquid present.
- the pores in the wall 40 of the hollow fiber 50.1 a are symbolized in Fig. 3b by the dashed lines. This means that practically no supplied air 80 escapes from the hollow fiber 50.1 a on the filtrate side 75 (arrows C).
- the hollow fiber 50.1 a of Fig. 3b is therefore an intact hollow fiber 50.1 a that would also pass the integrity test.
- a damaged hollow fiber 50.1 b is shown schematically and simplified in an enlarged sectional view.
- the damage 90 shown represents, for example, a crack or other impairment of the pore structure of the hollow fiber wall 40.
- the introduced air 80 cannot be retained in the interior 35 of the hollow fiber 50.1 b, but rather escapes on the filtrate side 75 through the wall 40 of the hollow fiber 50.1 b.
- the appearance of a chain of air bubbles in the filtrate would therefore indicate damage to the hollow fiber 50.1 b, which can then no longer be used. If a hollow fiber 50.1 b damaged in this way were to be used in a virus filtration, the potentially present viruses would also no longer be retained inside 35 of the hollow fiber 50.1 b and would escape through the damage 90 and continue to contaminate the product to be cleaned. A reliable separation of viruses would no longer be possible.
- the test is also called a "visual leak test", which is carried out on a virus filter before filtration is carried out (pre-visual leak test) and also after filtration is carried out (post-visual leak test).
- a visual leak test or integrity test is only considered to have been passed if no continuous air bubble chain is detected for a duration of at least 20 seconds over the entire test period.
- the general procedure and test parameters of the integrity test were designed by Asahi Kasai and include the test setup, in which air flows through a hollow fiber module at a defined pressure and potential damage caused by a continuous chain of air bubbles at the outlet of the filter module is determined by a manual and purely visual inspection by one or more employees (see “TAS 33088, Integrity Test Procedure PlanovaTM 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT)", version 1.1 dated February 25, 2019, the regulation can be downloaded from the Asahi Kasai website after registration).
- a disadvantage of the known integrity test is that the hollow fiber filter modules used to separate viruses are extremely sensitive and can be easily damaged if handled improperly, thus destroying their function. This is a particular problem in the test setup for the integrity test when the hollow fiber filter modules have to be installed and removed from the test device several times to test their integrity in order to test the function of the hollow fiber filter modules before and after virus filtration. Another problem arises if unsuitable or incorrect test parameters are selected for the test, which can affect the filter. These are each potential risks for possible damage to the hollow fiber filter modules. If damage is found after virus filtration, it is always difficult to determine afterwards whether damage was already present before filtration or occurred during filtration. or by the integrity test after filtration. However, freedom from germs, especially viruses, is absolutely essential in special technical areas, for example in biopharmaceutical purification processes.
- Another problem is that the visual inspection to determine whether and how long the air bubbles appear and indicate a possible defect in the hollow fibers is carried out by production employees.
- test execution and the result cannot be recorded, but only the number of observers increases (e.g. double-checked) and the result cannot be documented accordingly.
- the test result is therefore purely subjective and is only determined visually.
- the test evaluation is potentially prone to errors due to unclear evaluation parameters.
- the known state-of-the-art methods usually only detect medium and large defects, but not small and tiny defects, such as fine cracks.
- FR 2 909 904 A1 describes a method for checking the integrity of hollow fiber type filter membranes, whereby a static pressure difference is applied between the two compartments of a hollow fiber membrane, in particular by pressurizing one of the two compartments (external or internal) using a gas that has previously been emptied of the water it contains (emptied compartment).
- the other compartment remains filled with water (water compartment).
- the pressure is chosen to be lower than the bubble pressure of the membrane but higher than the pressure of the water compartment.
- a membrane If a membrane is not intact due to a rupture of the hollow fiber, air in the form of bubbles flows through the broken fiber from the emptied compartment into the water compartment due to the pressure difference on both sides of the membrane. The integrity is checked by measuring the dynamic overpressure generated by the air bubbles in the water chamber. Filtration is used in particular for water treatment, whereby the sensitivity depends on the quality of the raw water used.
- the hollow fiber membranes used should also be suitable for microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration or reverse osmosis. In Figures 1 and 2, however, an inner diameter in the millimeter range is given for the inner channels of the hollow fibers. In contrast, viruses have diameters in the nm range, so the focus here is on on larger areas.
- a step-by-step filling of the hollow fiber membranes is not described, so that they cannot be completely filled and the reliability of the integrity test is not guaranteed.
- the volume flow of the gas through the hollow fiber membranes is also not measured, so that the detection of the finest defects is not possible.
- JP 2005 013947 A provides a membrane separation device with which damaged hollow fibers can be specified during a water circulation process.
- bubbles are mixed into the raw water.
- bubbles enter the hollow fiber membrane 4 and flow from an opening 4a at the upper end into a permeation space 14.
- fine powder escaping from the defect in the hollow fiber membrane which is dispersed in the gas, serves to detect the defect in the hollow fiber membrane.
- the bubbles escaping from the opening 4a are detected using the images of a CCD camera 24, whereby the position of the damaged hollow fiber membrane is determined.
- Raw water is processed, so this system cannot be used for virus filtration. Only large defects are detected, since only in this case fine powder occurs. There is no gradual filling of the membrane separation device, so a reliable integrity test cannot be carried out.
- the volume flow of the gas through the membrane separation device is not measured, so that the detection of even the finest defects is not possible.
- JP 2006 305452 A relates to a filtration device that uses a hollow fiber membrane.
- River water, lake water, groundwater or sea water is used. Filtration in the hollow fiber membranes takes place from the outside to the inside, so that the purified water in the hollow fibers rises, for example, and the suspended materials removed cannot penetrate through the hollow fiber walls.
- Air bubbles are used to remove suspended matter adhering to the hollow fiber membrane, i.e. air bubbles hit the suspended matter adhering to the side surface of the hollow fiber membrane while the hollow fiber membrane vibrates. In this way, the suspended substance is peeled off the hollow fiber membrane. Air bubbles are also supplied to detect a break in the hollow fiber membrane, so that air from the broken part enters the interior of the hollow fiber membrane.
- the bubbles are visible from the outside through a transparent viewing cap.
- a filtration system designed for contaminated water cannot be used for virus filtration.
- the filtration device is not filled step by step, so a reliable integrity test cannot be carried out.
- the volume flow of the gas through the filtration device is not measured, so it is not possible to detect the finest defects.
- the hollow fibers can be repaired or partially replaced. Repair is not possible with a virus filtration module due to the delicate hollow fibers with tiny openings. It can therefore be assumed that a completely different order of magnitude of the materials to be separated is being targeted during separation.
- JP 3 557712 B2 and JP H07 136476 A disclose a method for detecting a defect in a hollow fiber membrane module by passing a gas through the module. If a defect in the Hollow fiber membrane is present, fine particles such as dust are present in the gas passed through the hollow fiber membrane module. A laser beam is used to detect the fine particles in the gas, whereby the laser beam is scattered when the laser beam hits the fine particles, which can be recorded by a CCD camera. According to JP 3 557712 B2, the diameter of the hollow fiber membrane module appears to be 5 mm or less, preferably 1 mm. This probably refers to the hollow fiber membranes themselves. Furthermore, a defect should be able to be repaired.
- the hollow fiber membrane module is not gradually filled with liquid, so a reliable integrity test cannot be carried out.
- the volume flow of the gas through the hollow fiber membrane module is not measured, so that the finest defects cannot be detected.
- the hollow fibers can be repaired here. Repair is not possible with a virus filtration module due to the delicate hollow fibers with tiny openings. It can therefore be assumed that the separation targets a completely different order of magnitude of the materials to be separated. Virus filtration cannot be carried out with the hollow fiber membrane module.
- the present invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages of the prior art and providing a test method for the integrity of virus filtration modules in the form of hollow fiber filter modules, which enables a reliable test method, the test results of which are reproducible, can detect even the smallest defects and reduces the risk of damage to the hollow fibers through testing to a minimum.
- a device for partially or fully automated execution of integrity tests is also to be provided.
- a method for testing the integrity of one or more virus filtration modules comprising the steps: a) installing one or more virus filtration modules in a filtration device, each virus filtration module being in the form of a hollow fiber filter module, each comprising hollow fibers with an inner region and hollow fiber interstices, a feed side, a retentate side and a filtrate side and each having a line on the feed side, a line on the retentate side and a line on the filtrate side; b) filling the virus filtration module(s) and the connected lines with liquid at a constant pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa with the steps: b1) filling all lines connected to the virus filtration module(s) with liquid, but without filling the virus filtration module(s); b2) filling the inner area of the hollow fibers of the virus filtration module(s) with liquid, whereby the line on the feed side and the line on the retentate side are opened and the
- the disclosure also relates to a filtration device for carrying out the method according to the invention, comprising one or more virus filtration modules which are in the form of hollow fiber filter modules, each comprising hollow fibers with an inner region and hollow fiber interstices, each having a feed side, a retentate side and a filtrate side;
- Facilities for attaching and securing one or more virus filtration modules one line on the feed side, one line on the retentate side and one line on the filtrate side of each virus filtration module, for supplying liquid and/or air at a constant pressure of not more than 98 ⁇ 5 kPa to the virus filtration module(s);
- Opening and closing devices for the respective lines a connection for supplying liquid at a constant pressure of no more than 98 ⁇ 5 kPa to the lines to the virus filtration module(s); a connection for supplying air at a constant pressure at the same level as the liquid pressure to the lines to the virus filtration module(s); a detection device for automatically detecting a chain of air bubbles in the line on the filtrate side of the virus filtration module(s) and a measuring device for measuring the volume flow of air through the virus filtration module (if there is only one virus filtration module) or through the virus filtration modules (if there are several virus filtration modules at the same time).
- the present disclosure thus enables, for the first time, a partially automated or fully automated testing of the integrity of virus filtration modules in the form of a visual leak test method, whereby the combined determination of the air bubble chain occurring and the volume flow of air through each virus filtration module makes it possible to detect even the smallest defects.
- the invention further relates to a method for culturing prokaryotic or eukaryotic cells in liquid cell culture in a bioreactor to produce a product, in particular protein, and to carry out virus filtration of the product obtained with one or more virus filtration modules, wherein the method for testing the integrity of the one or more virus filtration modules according to the present invention is carried out before and/or after virus filtration, in particular before and after virus filtration.
- the invention also relates to a process for producing a recombinant protein, the process comprising the following steps:
- Step a) culturing prokaryotic or eukaryotic cells expressing a recombinant protein in cell culture in a bioreactor
- Step b) harvesting the recombinant protein
- Step d) removing any viruses that may be present from the resulting recombinant protein in a virus filtration with one or more virus filtration modules, wherein the method for testing the integrity of the one or more virus filtration modules according to the present invention is carried out before and/or after the virus filtration, in particular before and after the virus filtration.
- Figure 1 is a schematic, simplified view of the interior of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module
- Figure 2 is a schematic, enlarged sectional view of a hollow fiber of the hollow fiber filter module of Figure 1;
- Figure 3a is a schematic, enlarged front view of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module with connected lines;
- Figure 3b is a schematic enlarged sectional view of an intact hollow fiber of the hollow fiber filter module of Figure 1;
- Figure 3c is a schematic, enlarged sectional view of a non-intact hollow fiber of the hollow fiber filter module of Fig. 1;
- Figure 4 is a schematic, simplified view of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module with connected lines on the feed side, retentate side and filtrate side according to an embodiment of the method according to the invention
- Figure 5 is a schematic, simplified view of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module occupying an intermediate position between vertical and horizontal position;
- Figure 6a is a schematic, simplified view of an embodiment according to the invention, wherein the relative position of the virus filtration module and the air filter to each other is shown by way of example;
- Figure 6b is a schematic, simplified view of a further embodiment according to the invention, wherein the relative position of the virus filtration module and the air filter to each other is shown by way of example;
- Figure 7 shows an exemplary setup for measuring the air bubble chain optically using a scattered light sensor in a simplified form in a partial sectional view
- Figure 8 is a schematic view of a section of a filtration device according to an embodiment of the present invention, according to which several virus filtration modules can be tested simultaneously using the method according to the invention and
- Figure 9 is a schematic view of a section of a filtration device according to a further embodiment of the present invention, according to which several virus filtration modules can be tested simultaneously using the method according to the invention.
- integral in connection with a filter means that it is determined whether the filter is functioning properly or whether its function is impaired. An intact filter therefore fulfils its filtering function in the desired manner.
- a "filter integrity test” serves to prove that a filter is or was (fully) functional and has functioned and still functions without disruption, i.e. is/was undamaged and does not allow/did not allow any undesirable components to pass through.
- the integrity test modified according to the invention is based on the integrity test with a manual test execution according to the instructions of the manufacturer Asahi Kasei for handling or testing in the general procedure of the Planova virus filter testing ("TAS 33088, Integrity Test Procedure PlanovaTM 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT)", Version 1 .1 dated February 25, 2019), but can generally be used for any type of virus filtration module.
- TAS 33088 Integrity Test Procedure PlanovaTM 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT)", Version 1 .1 dated February 25, 2019
- virus filtration module represents a filter or a filter unit that is intended and designed to separate viruses from liquids by filtration. In the present disclosure, these are hollow fiber filter modules.
- the terms “virus filtration module” and “hollow fiber filter module” are used interchangeably in the present disclosure and are understood here as synonyms.
- the terms “virus filtration module” and “hollow fiber filter module” are abbreviated here to simply filter module or filter.
- virus filtration modules are used that are only approved up to a pressure of 98 ⁇ 5 kPa.
- the virus filtration modules used according to the invention are therefore also used for virus filtration at a maximum pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa. According to the invention, virus filtration is therefore carried out, for example, at pressures in the range of 82 to 85 kPa or even 78 to 85 kPa.
- filter module or “filtration module” is used synonymously with the “virus filtration module”, whereby the term “module” is understood to mean that, depending on the design, the filter unit can also be supplemented by further filter units or modules, which can then be connected together and together take over the filter function as in a modular system.
- a "filtration device” is any type of device that enables filtration with a virus filtration module.
- this includes, for example, inlet and outlet lines to the virus filtration module, means for closing and opening the inlet and outlet lines, means for providing a liquid to be filtered and means for receiving a filtered liquid and means for providing air.
- virus filtration to be carried out after the integrity test this can, for example, additionally include: means for providing a product to be filtered, comprising liquid, and means for receiving a product to be filtered, comprising liquid.
- the inlet and outlet lines to the virus filtration module that are used for the integrity test can advantageously also be used for virus filtration.
- Hollow fiber filter modules represent a technology known in the art in which hollow fibers with partially permeable walls act as filter membranes, which are combined in the form of fiber bundles to form filter modules.
- the hollow fibers have an inner area, which is also referred to as the hollow fiber interior. There are also gaps between the hollow fibers in a hollow fiber filter module.
- filament side line means the line connected to the filtrate side of the virus filtration module.
- feed side line means the line connected to the feed side of the virus filtration module.
- retentate side line means the line connected to the retentate side of the virus filtration module.
- the liquid used for the integrity test comprises or consists of water.
- water may be present as the main component.
- water is present in the liquid at a level of at least 90% by weight, or at least 95% by weight, or at least 98% by weight, or at least 99% by weight, or at least 99.5% by weight.
- water refers to any type of water that can be used.
- purified water is used, but in some embodiments, tap water can also be used.
- the selection of the type of water depends on the intended use.
- Purified water in the sense of the present disclosure is water that has undergone a purification process, such as distillation, reverse osmosis, carbon filtration, capacitive or electrode ionization, micro- or ultrafiltration, ultraviolet oxidation or the like, to remove contaminants and to be suitable for use. Combinations of these processes can also be used to obtain water of high purity, e.g., ultrapure water, wherein its trace contaminants are measured in parts per billion (ppb) or parts per trillion (ppt).
- ppb parts per billion
- ppt parts per trillion
- the water used in the process according to the invention is ultrapure water, e.g., B. Type 1 ultrapure water according to ASTM D1193 or ISO 3696.
- the water used may be sterile water suitable for administration to a subject (human or animal), such as water for injection (WFI).
- WFI water for injection
- process air here refers to compressed air that is used directly as a process medium in the process. Compressed air can meet certain quality and purity criteria, is usually dry, germ-free and can even be sterile. According to the invention, outside air taken from the environment is used as process air. It is compressed air, i.e. compressed air, but a pressure of no more than 98 ⁇ 5 kPa is used. The atmospheric pressure is 101.3 kPa.
- Transparent refers to materials that allow the majority of light to pass through, with a small amount of light being absorbed and scattered. Materials that are only partially transparent are not transparent and are also referred to as opaque. Transparency is therefore the ability of material to let light waves through (transmission). Transparent materials are characterized by high levels of transmission.
- the term "transparent” here means that the material used has a high level of light transmission, which means that there is a light transmission that is at least 75% or at least 80% or at least 85% or at least 90% or at least 95% of the light of the wavelength used and for the thickness of the material used.
- Transparent materials that are used here are those that can be used under the selected process conditions, i.e. they can withstand a pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa and are not attacked by the liquid used, especially water.
- sterilization in particular hot steam sterilization
- the sterilization can be carried out, for example, at 100 °C or more, in particular in the range of 100 - 130 °C. This is useful if the integrity test is to be followed by virus filtration.
- the lines are placed under excess pressure of, for example, about 100 kPa, in order to prevent the entry of contamination after sterilization. This is then followed by a pressure reduction, for example to a pressure P ⁇ 10 kPa, in all lines, whereby pressure equalization takes place in the entire system. This serves to protect the virus filtration module from damage.
- a virus filtration module is first provided and installed in a filtration device.
- the filtration device is a device in which the integrity test of the virus filtration module is to be carried out.
- the lines of the virus filtration module are functionally connected to suitable liquid or air connections.
- the filtration device is also designed in particular so that virus filtration can be carried out with the virus filtration module.
- the virus filtration module here represents a hollow fiber filter module that is to be used in a process for removing viruses from a liquid.
- the hollow fiber filter module comprises hollow fibers with an inner area, which is also referred to as the hollow fiber interior, and hollow fiber interstices.
- the virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module is not further described. Any hollow fiber filter module known to the person skilled in the art that can be used to remove viruses can be used, provided it is approved for virus filtration at a pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa. Examples include the hollow fiber filter modules PlanovaTM 15N (hollow fiber diameter 15 nm), 20N, 35N or 75N filters from Asahi Kasai, which are used to remove viruses. Virus filtration modules that are approved for higher pressures are not used according to the invention.
- viruses that can be removed with the virus filtration module are also not limited. Almost any type of virus can be removed from liquids using known virus filtration modules. These include, for example, parvoviruses, which are among the smallest viruses found in nature. Larger viruses, such as retroviruses, can also be removed with virus filtration modules.
- Fig. 1 The general structure of such virus filtration modules in the form of hollow fiber filter modules has already been explained in detail in Fig. 1. These have a feed side, a retentate side and a filtrate side, each with lines connected to them.
- the material of the lines is not particularly limited, provided that this does not adversely affect the performance of the integrity test. Materials are therefore used that are suitable for the process conditions of the integrity test, i.e. a pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa and the use of liquid, including water, as the liquid medium. For example, plastics or metal, in particular stainless steel, are therefore used.
- the hollow fiber filter modules available on the market usually have 2 inlets and 2 outlets:
- the two inlets which are defined by the two ends of the hollow fibers, one end is selected as the supply for the liquid to the hollow fiber filter (so-called feed side) and one end as the discharge for the liquid from the hollow fiber filter (so-called retentate side).
- feed side the supply for the liquid to the hollow fiber filter
- retentate side the discharge for the liquid from the hollow fiber filter
- One of the two inlets is therefore selected as the outlet. Both inlets are completely equivalent, so the selection is only pro forma.
- the two outlets of the hollow fiber filter modules it is analogous to the inlets, which can be selected flexibly. Both outlets are also completely equivalent, so the selection is only pro forma. The choice of inlet and outlet does not change the filtration or the test result.
- the arrangement of the virus filtration module in step a), ie the orientation of the hollow fibers when installing the virus filtration module in a prepared filtration device in which the integrity test is to be carried out, can be completely arbitrary. There is actually no preferred direction.
- the virus filtration module can be arranged, for example, with the hollow fibers aligned in a horizontal direction or in a vertical direction or in an intermediate position between horizontal and vertical directions. According to one embodiment, it can be advantageous if the hollow fibers in the virus filtration module run in a vertical direction or in an intermediate position between horizontal and vertical directions.
- the term "in an intermediate position between horizontal and vertical direction" means that a virus filtration module is not positioned upright, as shown by way of example in Fig.
- the hollow fibers are in particular parallel to one another during the integrity test.
- the virus filtration module and the connected lines are filled with liquid, including water.
- a liquid pressure of no more than 98 ⁇ 5 kPa is used.
- the pressure is in a range that can be used with virus filtration modules without any problem and does not adversely affect or even damage them.
- Significantly lower pressures are also possible, such as the following lower limits: 10 ⁇ 0.5 kPa or 20 ⁇ 1 kPa or 30 ⁇ 1.5 kPa or 40 ⁇ 2 kPa or 50 ⁇ 2.5 kPa or 60 ⁇ 3 kPa or 70 ⁇ 3.5 or 80 ⁇ 4.0 or 90 ⁇ 4.5, with the upper limit being 98 ⁇ 5 kPa.
- the integrity test can also be carried out at a low pressure of 10 ⁇ 0.5 kPa or 20 ⁇ 1 kPa, since in this case too an air bubble chain can be detected.
- the same or a lower pressure as in the integrity test of the invention is selected in a virus filtration carried out with the virus filtration module(s) tested.
- step b1) all lines connected to the virus filtration module are filled with liquid, but without filling the virus filtration module.
- step b2) the inner region or the hollow fiber interior of the hollow fibers of the virus filtration module is filled with liquid, whereby the line on the feed side and the line on the retentate side are opened and the line on the filtrate side is closed.
- step b3) the spaces between the hollow fibers of the virus filtration module are filled with liquid, whereby either the line on the feed side and the line on the filtrate side are opened and the line on the retentate side is closed, or the line on the retentate side and the line on the filtrate side are opened and the line on the feed side is closed.
- the liquid can be fed to the virus filtration module from the line on the feed side or from the line on the retentate side. If the virus filtration module was installed vertically in the filtration device, the supply of the liquid from the feed side means that the liquid is supplied to the virus filtration module from below. The supply from the retentate side then means that the liquid is supplied to the virus filtration module from above. For practical reasons, it is advantageous if the liquid is supplied from the same side in step b2) and in step b3); however, this does not have to be the case.
- the orientation of the virus filtration module is completely arbitrary.
- the vertical alignment of the hollow fibers and thus also of the virus filtration module is only mentioned to better illustrate the processes.
- the expression supply "from below” or “from above” does not mean that a virus filtration module must always assume an exactly vertical position. Rather, the virus filtration module can also assume any intermediate position that deviates from the vertical alignment and lies between a vertical and a horizontal alignment (see Fig. 5). Even if the virus filtration module is tilted at an angle away from the vertical direction, supply can occur from below or above.
- Water or a buffer solution is used as the liquid in particular.
- the water used is not particularly limited. Depending on the intended use of the filter module, the type of water and its degree of purity can be selected. However, it goes without saying that it should not contain any components that could affect the virus filtration module or the integrity test in any way.
- the water is, for example, distilled water, bidistilled or deionized water or ultrapure water type 1 according to ASTM D1193 or ISO 3696, in particular sterile water that is suitable for administration to humans or animals, such as water for injection (WFI). This depends on the intended use, in particular from which liquid product the viruses are later to be removed.
- WFI water for injection
- a buffer solution which generally contains 95 to 99.5% by weight of water, such as WFI water (water for injection purposes).
- the buffer solution contains a component such as acetate/acetic acid and can also contain salts such as NaCl, solvents such as ethanol, and additives such as sugar, for example sucrose and one or more amino acids, e.g. histidine.
- salts such as NaCl
- solvents such as ethanol
- additives such as sugar, for example sucrose and one or more amino acids, e.g. histidine.
- the advantage of such buffer solutions is that they can have better compatibility with a product to be filtered and, for example, increase the stability of a product used.
- the presence of salts also has the advantage that the electrical conductivity of the liquid can be measured. This plays a role when WFI water is used as the water, which has practically no electrical conductivity.
- the composition of the buffer solution is therefore selected in particular on a product-specific basis.
- the filling of the virus filtration module with liquid according to steps b2) and b3) can be carried out from the feed side or from the retentate side. If the virus filtration module were in a vertical position, the feed side would be at the bottom and the retentate side at the top. However, the virus filtration module can take any position during filling, ie during the entire integrity test and, if necessary, during the virus filtration. However, it is advisable to Once the orientation or position of the virus filtration module(s) has been set, it must be maintained during the process, as otherwise the virus filtration module(s) would have to be removed from a system and reinstalled, which does not make sense from a process engineering perspective.
- the liquid is fed from the feed side, for example from below, into the inner area and the gaps of the virus filtration module. Feeding the liquid from below can be advantageous, as this is generally simpler in terms of process technology. Another advantage of feeding the liquid from below is that any air present in the filter module is flushed out of the filter upwards, so that no more air can remain in the filter. At the same time, this can achieve complete venting of the filter module.
- step b1) the filling level of the pipes can be checked so that there are no more air bubbles in the liquid flowing out. This can be done visually by an employee or with a sensor.
- the degree of filling of the virus filtration module with liquid can be monitored by measuring the pressure before and after the filter module and determining the differential pressure. This is done, for example, by measuring the pressure in the line that supplies the liquid to the virus filtration module and in the line that drains the liquid from the virus filtration module and calculating the difference between the two pressures. This can be done in both steps b2) and b3).
- the lower the differential pressure the higher the degree of filling. With a maximum pressure difference of 98 ⁇ 5 kPa, it can be assumed that the virus filtration module is filled according to steps b2) or b3).
- the amount of liquid supplied can be set in relation to the dead volume of the lines and virus filtration module, whereby the following applies: the amount X of liquid supplied > dead volume. In this case, the virus filtration module would then be full.
- the dead volume is all volume fractions of the system under consideration that are to be filled with liquid.
- the dead volume for step b2) and step b3) can be determined without further ado by the specialist.
- the dead volume can be taken from the manufacturer's information, for example, or requested from the manufacturer. For example, a 4m 2 filter module has a dead volume of 1,900 mL according to the manufacturer's information. When testing several filter modules, their dead volumes are added together.
- the virus filtration module is completely filled with liquid so that - as far as possible - no empty space remains.
- all hollow fiber interiors (step b2)) as well as all interspaces (step b3)) between the hollow fibers in the filter module are filled with liquid.
- the lines connected to the virus filtration module are completely filled with liquid. This is done by adding the liquid under pressure, with the pressure set in the specified range.
- an inlet filter can be provided in the feed line to remove possible impurities and contamination from of the liquid and prevents it from entering the virus filtration module.
- This inlet filter can therefore be provided in the line on the feed side and/or in the line on the retentate side. In the same way, it can be useful to use an outlet filter in the discharge line at the outlet from the virus filtration module. This also prevents possible impurities and contamination from being present in the liquid and thus affecting subsequent detection.
- step c As soon as the virus filtration module and the lines are completely filled with liquid, the supply of liquid is stopped in step c), but the pressure used is maintained. To do this, all lines are closed so that there is essentially a closed system completely filled with liquid, which is still under the pressure used of a maximum of 98 ⁇ 5 kPa.
- the virus filtration module(s) and the connected lines are filled with liquid at a constant pressure of no more than 98 ⁇ 5 kPa in 3 steps. This means that the virus filtration module(s) are completely filled with liquid. Tests have shown that filling a virus filtration module in just one step is not possible because the liquid seeks the path of least resistance and then does not fill all the empty spaces in the virus filtration module. A reliable integrity test cannot then be carried out. Carrying out the filling in 3 steps therefore not only means a particularly gentle but also controlled procedure. Dividing the filling into 3 steps also enables a triple check, in which in each step it can be checked and checked for a section whether the filling has been completed.
- the orientation of the virus filtration module generally plays no role during filling, since the step-by-step filling is completely independent of the orientation.
- the virus filtration module can be in a vertical or horizontal position or can be inclined at any angle other than this, in particular in an intermediate position between a vertical or horizontal position. If an orientation of a virus filtration module is given as an example, this is only for better understanding and a simplified description.
- an optional intermediate step can be carried out after step c), in which the liquid present is completely drained from the inner area of the hollow fibers.
- the virus filtration module is arranged vertically in the filtration device or in an intermediate position between vertical and horizontal, this can be done, for example, by opening the line on the feed side, which then allows the liquid to drain downwards. This takes place until the inner area of the hollow fibers and the connected line have been completely emptied. This can be monitored by ensuring that no more liquid comes out of the outlet of the filtration unit. This can be done by visual inspection or via a sensor.
- step b2) A procedure whereby filling the inner area of the hollow fibers according to step b2) is omitted and only the gaps are filled according to step b3) is not possible for physical reasons.
- the entire virus filtration module must therefore be filled before the liquid can be drained from the inner area.
- This optional intermediate step is not always necessary.
- This intermediate step has the advantage that the internal emptying of the virus filtration module is a particularly gentle procedure for the subsequent integrity test. If the inner area or the inside of the hollow fibers is filled with pressurized liquid and pressurized air is then added for the integrity test, this could result in the hollow fibers swelling, which could increase the stress on the filter module and increase the tendency for damage.
- a leak test of the entire system can be carried out to rule out a leak in the system, e.g. due to an improperly installed seal. This serves to ensure that no air escapes from the system and could thus falsify the subsequent integrity test and its evaluation.
- the (total) volume flow of air through the filtration system and thus through the virus filtration module (if only one virus filtration module is tested) or through the virus filtration modules (if several virus filtration modules are tested at the same time) is measured during the process, a leak test is no longer necessary, since the size of the volume flow immediately shows if the system contains leaks. For the sake of completeness, a possible embodiment of a leak test will nevertheless be described here.
- the leak test is also called a pressure holding test.
- air is supplied to the virus filtration module via the retentate side or the feed side, a pressure below 98 ⁇ 5 kPa, the so-called pre-stabilization pressure, is selected, for example in the range of 60 - 70 kPa, and after a stabilization time of at least 180s, the pressure drop in the system is measured.
- the liquid-filled lines on the virus filtration module are opened (e.g. in Fig. 4, lines 55a and 75a or 65a and 75a).
- Another outlet on the filter module is closed (e.g. in Fig. 4: outlet at 75b).
- Unused inlets and outlets of the system are closed (e.g. inlet and outlet for water 70 and air 80 in Fig. 9).
- Air for example process air, is then supplied to the virus filtration module. This can be done either from the retentate side (in Fig. 4: at 65a) or from the feed side (in Fig. 4: at 55a) of the virus filtration module. If the virus filtration module is installed in a vertical position in the filtration device as shown in Fig.
- the air is supplied via the retentate side from above or via the feed side from below.
- a gradual pressure build-up was carried out by means of a controlled pressure increase (e.g. fixed ramp) of the supplied air until a test pressure was reached, which is also referred to as pre-stabilization pressure.
- the air pressure in the system can, for example, be started by a time ramp (kPa/min). nend at 0 kPa to a value, for example in the range of 60 to 70 kPa.
- the pre-stabilization pressure is chosen to be lower than the pressure during the integrity test (maximum 98 ⁇ 5 kPa).
- the stability time is at least 180s.
- the leak test is considered to have been passed if the pressure drop after the stabilization time is ⁇ 10 kPa, in particular ⁇ 5 kPa. If the pressure drop is ⁇ 10 kPa, it must be assumed that there is no leak in the filtration system. If the pressure drop is > 10 kPa, it must be assumed that there is a leak in the system. In this case, the leak in the filtration system is sought and eliminated.
- step c) or after the optional intermediate step described above or after the optional leak test described air is supplied to the virus filtration module with step d1) or d2).
- the two process variants result from the air being supplied to the virus filtration module from either one of the two sides. If the virus filtration module is installed with vertically running hollow fibers or a different intermediate position between vertical and horizontal, the air is supplied from above or from below. If the virus filtration module is in a different orientation, the air is supplied either from one side or the other. However, it is difficult to describe the complex relationships when one side is to be distinguished from the other.
- the vertical orientation of the virus filtration module is therefore assumed in order to be able to simply refer to "bottom” or “top”, even if this vertical orientation does not have to be exact when carrying out the process.
- the virus filtration module could also be installed in the filtration device in a different orientation.
- step d1) the line on the feed side (in the described embodiment, for example, at the lower end of the filter module) and a line on the filtrate side of the filter module (on the wall side of the filter module) are opened and the line on the retentate side (at the upper end of the filter module) and, if applicable, another line not used for the test on the filtrate side of the filter module (on the wall side of the filter) are each left closed in order to force air into the virus filtration module (in the described embodiment, for example, from below) via the line on the feed side at a constant pressure at the same level as the liquid pressure, i.e. a pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa.
- Opening the lines does not mean that the lines are opened to the outside. Rather, the pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa is fully maintained in the virus filtration module and the connected lines.
- the opening only serves the purpose of allowing air under pressure to be supplied. Those skilled in the art know how to supply air to a pressurized system at the same pressure.
- step d2 the line on the retentate side (in the described embodiment, for example, at the upper end of the filter module) and a line on the filtrate side of the filter module (on the wall side of the filter module) are opened and the line on the feed side (in the described embodiment, for example, at the lower end of the filter module) and, if appropriate, another line not used for the test on the filtrate side of the filter module (on the wall side of the filter) are left closed in order to force air into the virus filtration module (in the described embodiment, for example, from above) via the line on the retentate side at a constant pressure at the same level as the liquid pressure, i.e.
- Opening the lines does not mean that the lines are opened to the outside. Rather, the pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa is fully maintained in the virus filtration module and the connected lines.
- the opening only serves the purpose of allowing air under pressure to be supplied. The person skilled in the art knows how to supply air under the same pressure to a pressurized system.
- shut-off devices For example, a ball valve that only has the states “open” and “closed” can be used for this. All types of valves are also possible, such as control valves that can be continuously controlled between 0 and 100%, or automatic valves that only have the open and closed positions, or even manually operated hand valves. Other possibilities are also known to the expert from the state of the art.
- the selected pressure for the liquid and thus also the supplied air is in a range that can easily be used with virus filtration modules and does not adversely affect or even damage them.
- pressure monitoring can also be carried out during the test procedure using pressure measuring and control devices. This is obvious to the expert and is not explicitly described.
- the filter inlet is the side of the filter where the air is introduced.
- the filter inlet for the air is therefore the feed side of the filter (lower end of the hollow fibers)
- the filter inlet for the air is the retentate side of the filter (e.g. upper end of the hollow fibers).
- the filter outlet is always the filtrate side, where the air can or cannot escape, depending on whether the filter is intact or not.
- the second method variant is used in particular, in which the air is supplied from above (upper end or retentate side of the virus filtration module).
- the second method alternative is advantageous because it has advantages in terms of process technology. It has proven to be more advantageous if air is introduced into the filter module from the highest point of the module. According to one embodiment of the invention, it may be expedient for procedural reasons if, in the explained leak test of the lines and the virus filtration module, the air is fed into the virus filtration module from the same side, e.g. the retentate side, as in the integrity test (step d1) or d2)).
- the air supplied under pressure is used to determine whether the hollow fibers in the virus filtration module are intact, i.e. they do not show any damage, such as cracks, and therefore fulfill the desired filter function. If the virus filtration module is functioning, the air remains in the hollow fibers because the air cannot penetrate the pores of the hollow fiber wall and can penetrate into the closed line at the filter outlet (retentate side or feed side of the filter module, depending on where the air was pressed in). If the virus filtration module is not functioning, the air passes through damage in the hollow fiber wall and thus reaches the filtrate side of the filter module, where a chain of air bubbles can then occur and be detected in the connected line on the filtrate side.
- the air used in process steps d1) and d2) is first passed through an air filter before it can enter the virus filtration module in order to retain potential impurities and contamination from the air so that they cannot enter the virus filtration module. It has been found that the test method is not impaired in any way by such an air filter.
- the air filter is arranged above the virus filtration module, i.e. the air filter is located completely above the virus filtration module. If an air filter is provided and the virus filtration module is installed in a vertical position (with vertically running hollow fibers) or in an intermediate position between vertical and horizontal direction, it is particularly advantageous if the liquid is introduced into the virus filtration module from below (step b), 1st alternative) and the air from above (step d2)), since this procedure makes it easier to prevent the air filter from being flooded with liquid and its function being disrupted as a result.
- the air-conducting line leading from the air filter can have a section that includes the highest point of the filtration device. This ensures that liquid cannot rise up to the air filter and penetrate it. In this case, it does not matter where the air filter is located; it can then also be located below the virus filtration module. This does not have to represent the highest point of the system; rather, it is sufficient if the line leading from the air filter has the highest point of the device.
- This small amount or creeping amount can only be determined using an air measuring device, and can be a few ml/min, for example 3 - 6 mL/min. This creeping amount of air does not lead to the formation of a chain of air bubbles on the filtrate side of the virus filtration module, which must be present for at least 20 s. If, on the other hand, a virus filtration module is not intact, it has been found that large amounts of air, for example in the range > 150 mL/min, escape on the filtrate side, so that a clear distinction can easily be made between an intact and a non-intact virus filtration module.
- a further parameter is checked during the integrity test, during step d1) or d2), to determine whether there is an intact or defective virus filtration module.
- step e) is carried out while step d1) or step d2) is still taking place, so that in particular the volume flow of air through the virus filtration module(s) continues to be measured during step e).
- the volume flow of air through the virus filtration module(s) can also be measured only in step e). This has no adverse effect on the test result and represents a variant of determining the test period that only plays a measurement-related role.
- the test period therefore begins in step d) and ends after step e) or the test period begins in step e) (while step d) continues) and ends after step e).
- the test period can therefore begin earlier or later during step d), which - depending on the procedure - can be determined by the supply of air and the achievement of the selected pressure.
- the air volume flow of an intact virus filtration module is compared with that of a defective virus filtration module. It was found that an intact virus filtration module has a volume flow of the injected air in the range of approximately 0.8 to 8.0 mL/min/virus filtration module, whereas a defective virus filtration module has a significantly higher volume flow.
- An air volume flow of 8 mL/min/virus filtration module is therefore assumed for an intact virus filtration module. This represents a (maximum) expected value with which a comparison is made in order to be able to rule out diffusion effects.
- the air volume flow of 8 mL/min per virus filtration module therefore corresponds to the maximum volume flow (Volmax) that is permitted per virus filtration module.
- the volume flow of air can be measured individually for each virus filtration module. In particular, however, a total volume flow is measured in a single measuring device for all existing virus filtration modules together. In this context, it should be noted that the volume flows, measured as total volume flow, add up when several virus filtration modules are tested in parallel: If an intact virus filtration module has a volume flow of air of about 8 mL/min/virus filtration module, 7 virus filtration modules that are simultaneously subjected to the integrity test described have a total volume flow of air of a maximum of about 56 mL/min.
- step d1) or step d2) a maximum total volume flow for air of at most 56 mL/min is measured if all 7 virus filtration modules are intact.
- the maximum volume flow of air is also abbreviated here as Volmax.
- the measured maximum volume flow Volmax of air must therefore not exceed 8 mL/min per virus filtration module.
- the volume flow of the air can be measured at a position which is arranged, for example, before the introduction of air into the hollow fiber filter module (step d1) or d2)). This is because it is a closed system, so that the volume flow of the air could be measured at any point in this closed system.
- step d) and step e) between step d) and step e), more precisely while step d) is being carried out but before step e) is carried out, a certain period of time can be provided during which the air can continue to be supplied and can be further distributed in the system.
- This is the so-called stabilization time, which can be up to 600s. According to another embodiment, this stabilization time can also be omitted.
- Step e) which follows step d), is carried out in such a way that the supply of air according to step d) is continued during step e), i.e. in step e), air continues to be supplied, whereby, if necessary, after a stabilization time of up to 600s, an automatic detection of any chain of air bubbles that may occur in the line on the filtrate side of the virus filtration module is carried out. Step e) is therefore carried out while step d) is continued.
- the detection of an air bubble chain takes place in particular in the line at the filter outlet on the filtrate side of the virus filtration module. In this way, an air bubble chain that occurs on the filtrate side of the filter module when the filter module is not functioning is automatically detected.
- a possible defect in the filter in the form of a chain of air bubbles can be detected optically, for example.
- the measurement principle is that a beam of light that is passed through a liquid changes when air is present in the liquid. This is similar to the well-known measurement of the turbidity of a liquid caused by small suspended (undissolved) particles or small droplets that have a different refractive index than the surrounding medium. This difference leads to reflection, absorption and scattering, i.e. a change in the direction of the incident light.
- the intensity and spatial distribution of the scattered light depend on the wavelength of the light used and the size of the particles or droplets, or here: the presence and size of the air bubbles.
- the presence of air in the liquid is therefore determined by an optical measuring method, which is followed in particular by an evaluation of the optical measurement in an automatic form.
- scattered light measurement is used in particular. This represents a measuring technology that is already established on the market and is known to the person skilled in the art from the prior art.
- Scattered light measurement is a very sensitive and reliable optical method that is also known to be used to measure very low turbidity.
- Scattered light measurement has proven to be a particularly suitable measuring method for the automatic detection of air bubbles in a liquid, including water.
- a counting device for the air bubble chain can be used, such as an air bubble counter.
- the wavelength of the measuring radiation is, for example, in the near infrared (NIR), in particular in the range from 730 to 970 nm.
- NIR near infrared
- other wavelengths are also possible, such as a white light lamp (e.g. tungsten lamp) with wavelengths in the range between 400 and 600 nm.
- the measurement for example, light in the near infrared range with a wavelength in the range of 730 to 970 nm is emitted by the sensor, passes through the liquid-filled pipe and is changed by the air present in the liquid.
- the light emerging from the pipe can then be detected, for example, via diodes or photocells and a measurement signal can be determined from this.
- the measurement signal or the measurement unit here is the absorption, so that a specific absorption signal - more precisely the change in the absorption signal caused by the air present - is detected.
- So-called scattered light sensors which measure the light scattering (sideways scattering), are used in particular for scattered light measurements.
- a scattered light sensor is usually made up of a light source and one or more detectors for detecting the light that has passed through the pipe.
- a scattered light sensor for example, commercially available scattered light sensors, in particular well-known turbidity sensors, can be used.
- the scattered light sensor is therefore arranged in particular at the filter outlet on the filtrate side of the virus filtration module, namely on the line connected on the filtrate side.
- the scattered light sensor is arranged on a line running from bottom to top, so that the chain of air bubbles in the line can be completely detected as it rises.
- the line on the filtrate side is selected so that it consists of or includes transparent material. Therefore, the line can be constructed entirely of transparent material. Alternatively, the line is constructed of transparent material only at the detection location so that optical detection is possible. In other words, the line is transparent at the positions where the light enters the line and exits the line again.
- the entire line at the detection location does not have to be transparent, but only selected sections of the line can be transparent.
- the section can represent a transparent pipe that replaces part of the line, or there can be two transparent windows facing each other in or on the line, or the entire line can be selected to be transparent.
- the transparent section can be, for example, a transparent tube that has a smaller diameter than the line and replaces part of the line. This means that the line can be split on the filtrate side and plugged onto the transparent tube on both sides, with the transparent tube being positioned at the detection location, i.e. where the scattered light sensor is located.
- the transparent sections can be integrated into the line or attached to it in such a way that the line does not lose its tightness and remains tight. Appropriate seals can be used for this. Options other than those described are also conceivable for the expert.
- Transparent materials are those that are suitable for carrying out the integrity test and that tolerate the process conditions without being adversely affected.
- the process conditions that play a role here are a pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa and resistance to the effects of the liquid used, including water. It can also be advantageous if the material can tolerate high temperatures of up to 140 °C.
- transparent plastics are used as transparent materials. These include polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPO) or polyethylene (PE) or mixtures of these. Glasses can also be used as transparent materials, in particular those that are stable against the attack of liquids, including water, and can withstand a pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa. According to one embodiment, for example, a glass is used that has a hydrolytic resistance of class 1 according to ISO 720 or USP660. These are, for example, borosilicate glasses such as Duran®, Pyrex® or Fiolax®.
- sapphire also known as sapphire glass
- Sapphire or sapphire glass is not glass, but rather highly pure, synthetic sapphire (single crystal) which is made from molten aluminum oxide (AI2O3).
- This material is particularly suitable because it is transparent, can be used for the pressures used, is not attacked by liquids, including water, and can withstand high temperatures, for example up to 140 °C, without any problems.
- sapphire is very expensive, according to one embodiment in particular only a part or parts of the line on the filtrate side are selected from sapphire. In particular, two sapphire glass windows are used at the measurement location.
- plastic which is not transparent is used for the line on the filtrate side, wherein two glass windows or two sapphire glass windows are built into the line at the location of the measurement for the measurement by optical means.
- metal in particular stainless steel, is used for the line on the filtrate side, wherein two glass windows or two sapphire glass windows are built into the line at the location of the measurement for the measurement by optical means.
- the virus filtration module has a defect, such as a crack, will a chain of air bubbles appear on the filtrate side and be detected. If no chain of air bubbles emerges from the virus filtration module, this means that there are no large or medium defects in it.
- the (total) volume flow of air through the virus filtration module(s) is also measured. The (total) volume flow of air must not exceed 8 mL/min per virus filtration module.
- the integrity test is considered to have been passed if no continuous chain of air bubbles is detected over a period of at least 20 seconds over the entire test period and at the same time a (total) air volume flow of no more than 8 mL/min per virus filtration module is measured.
- the combination of both criteria air bubble chain and air volume flow measurement ensures that no defects can be overlooked in the virus filtration modules tested.
- the liquid for example in the form of a buffer solution, can serve as a medium for subsequent virus filtration of a product.
- the evaluation of the integrity test in step f) is also carried out, in particular, in an automated manner, with the specification for the integrity test according to which a continuous chain of air bubbles for at least 20 s is present or not during the entire test period and an air volume flow of a maximum of 8 mL/min per virus filtration module is measured or not.
- the test period begins at the moment when air is supplied according to step d) and the selected test pressure of a maximum of 98 ⁇ 5 kPa is reached and lasts until the end of the test. Since step d) is continued in the form of variants d1) or d2) during the execution of step e), the test period begins while step d) is being carried out and lasts during step e).
- the test result of the integrity test can then advantageously be evaluated automatically. This can be done, for example, with the help of software.
- the result of the integrity test therefore serves as a criterion for assessing the release of the tested virus filtration module for virus filtration. A distinction is therefore made between the following four cases in the integrity test of the invention of a virus filtration module:
- a non-integral virus filtration module i.e. if a tested virus filtration module is not intact, i.e. does not pass the integrity test, the introduced air is not retained inside the hollow fibers due to damage to the hollow fibers, such as cracks. If there is major to medium damage, the air bubbles reach a detection device via the filtrate side, in particular a scattered light sensor, which then detects a corresponding absorption signal for the air bubbles. If an air bubble chain occurs, then the measured maximum air volume flow over 8 mL/min per virus filtration module, usually significantly over 8 mL/min per virus filtration module, for example over 150 mL/min.
- the air fed in is retained due to the filter wetting and the pore size in the hollow fibers, meaning that no corresponding absorption signal for an air bubble chain is detected by a detection device, in particular a scattered light sensor, on the filtrate side of the filter module.
- the measured (maximum) volume flow of the air is a maximum of 8 mL/min per virus filtration module. Both criteria for passing the integrity test are therefore met.
- the integrity test according to the present disclosure therefore ensures that the hollow fibers of the virus filtration module are undamaged. While the detection of the air bubble chain can only detect medium and large defects, the measurement of the volume flow of air through the virus filtration modules makes it possible to detect even the smallest defects in the virus filtration module(s). Compliance with both criteria ensures the integrity of the virus filtration module(s).
- the module is checked in a first integrity test (pre-visual leak test) before the actual use (of a virus filtration) of the virus filtration module to ensure that the module is suitable for use and functions.
- a second integrity test post-visual leak test is carried out after the module has been used, i.e.
- first integrity test pre-visual leak test
- post-visual leak test use the same procedure with the same approach.
- step e) and also the evaluation of step f) are therefore carried out in particular in an automated manner, for example via a process control system (PCS), i.e. a computer system for controlling a process engineering device, as is known from the prior art.
- PCS process control system
- the detection device such as a scattered light sensor, and a measuring device for the volume flow of the air are integrated into an internal process control system (PCS) and report within the running test program (steps a) to e) or f)) whether the defined acceptance criteria for passing the integrity test (no continuous chain of air bubbles for a duration of at least 20 seconds over the entire test period and measuring the (total) volume flow of air through the virus filtration module(s) of a maximum of 8 mL/min per virus filtration module over the entire test period) were met or not.
- PCS internal process control system
- the use of a DCS system is particularly advantageous because it ensures the data integrity and immutability of the recorded data and allows access to it at any time.
- a process control system used is, for example, part of a process filtration device in which virus removal is carried out during a filtration controlled by the PLS.
- the two integrity tests - an integrity test of the virus filtration module before virus filtration and an integrity test of the virus filtration module after virus filtration - advantageously carried out, but virus removal from a product is also carried out between the integrity tests without it being necessary to install and remove the virus filtration module for each of the processes in a suitable device.
- the functional testing of the virus filtration module(s) for filtration and the actual virus filtration with the virus filtration module(s) take place in the same filtration device.
- the integrity test of a virus filtration module is thus carried out in a filtration device in which a virus filtration is carried out between the two integrity tests.
- the elimination of installation and removal steps has great advantages, since virus filtration modules are very sensitive to damage. For example, improper handling of a filter module, such as even a slight shake, could lead to the hollow fibers contained therein being destroyed.
- the virus filtration module(s) no longer have to be tested separately outside of a virus filtration system, which significantly reduces the risk of potential damage or contamination of the modules.
- the integrity test and the virus filtration can therefore be carried out in particular within one and the same filtration device.
- test method according to the invention for a virus filtration module can therefore be carried out by means of a partially or even fully automated method, whereby the method steps b) to d) and optionally also f) or the method steps a) to d) and optionally also f) can each be carried out partially or fully automated.
- Step e) is in any case fully automated.
- test method of the invention represents a validatable method in which documented proof is possible that the method continuously meets the defined specifications and quality characteristics. Another advantage is that non-changeable parameters can be used in the test method, which can simplify the process control, for example by using a PLS system.
- steps a) to e) or a) to f) are carried out directly one after the other and in the order specified, without any intermediate steps.
- one, two, three, four, five, six, seven or even more virus filtration modules can be tested simultaneously.
- a parallel testing is carried out. This significantly reduces the time required for each test for a filter module. If one virus filtration module is tested, it takes about 10 to 15 minutes. If 10 virus filtration modules are tested in parallel, it still takes 10 to 15 minutes, whereas individual testing would take 10 times as long. Only when testing several virus filtration modules reveals that one of them is not intact is individual testing carried out. This has the advantage of being a time-saving procedure, as several modules can be tested simultaneously to see whether they are fully functional.
- the test period for the integrity test to detect a chain of air bubbles and to continue measuring the volume flow of the air is in a range of at least 20 seconds.
- a period of 20 s for the integrity test is generally considered sufficient by the manufacturers of virus filtration modules, for example. However, testing can also be longer, for example 500 s or 400 s, especially 300 s. This only represents the period during which the air is pressed into the filter module and checked to see whether a continuous chain of air bubbles occurs over a period of at least 20 seconds and the (total) volume flow of the air is measured at the same time.
- there is the preparation and follow-up of the test so that the integrity test for a tested filter module or per batch of filter modules tested in parallel takes about 10 to 15 minutes. Due to possible bacterial growth, it is also advisable if the time interval between integrity testing and virus filtration does not exceed 24 hours, in particular if it is less than 24 hours.
- the invention also relates to a filtration device for carrying out the method according to the invention, comprising one, two, three, four, five, six, seven or more virus filtration modules which are in the form of hollow fiber filter modules, each comprising hollow fibers with an inner region and hollow fiber interstices, each having a feed side, a retentate side and a filtrate side;
- test method of the invention applies equally to the filtration device.
- the means for attaching and securing a virus filtration module in a filtration device are not further limited and are known to those skilled in the art.
- each filter module is aligned parallel to each other.
- the hollow fibers of each filter module are arranged in a vertical direction or in an intermediate position between vertical and horizontal. Another orientation is also possible.
- the respective lines on the filtrate side can be combined into one line, and the detection device can then be arranged on the combined line. This means that it is sufficient to use one detection device for several virus filtration modules. This avoids the need for complex measurements with several detection devices in each of the lines on the filtrate side.
- the filtration device of the invention is part of a virus filtration system.
- the invention further relates to a method for culturing prokaryotic or eukaryotic cells in liquid cell culture in a bioreactor to produce a product, in particular protein, and to carry out virus filtration of the product obtained with one or more virus filtration modules, wherein the method for testing the integrity of the one or more virus filtration modules according to the present invention is carried out before and/or after virus filtration, in particular before and after virus filtration.
- the invention also relates to a process for producing a recombinant protein, the process comprising the following steps:
- Step a) culturing prokaryotic or eukaryotic cells expressing a recombinant protein in cell culture in a bioreactor
- Step b) harvesting the recombinant protein
- Step d) removing any viruses that may be present from the resulting recombinant protein in a virus filtration with one or more virus filtration modules, wherein the method for testing the integrity of the one or more virus filtration modules according to the present invention is carried out before and/or after the virus filtration, in particular before and after the virus filtration.
- the product that is subjected to virus filtration according to the invention is not further restricted.
- this is a protein.
- the protein can, for example, be selected from the group consisting of monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, monospecific antibodies, multispecific antibodies, single-chain antibodies or antibody fragments thereof, such as Fv, scFv, Fab, Fab', scFab, F(ab')2, Fab2, Fc and Fc' fragments, heavy and light immunoglobulin chains and their constant, variable or hypervariable region as well as Fv and Fd fragments, diabody, triabody, scFv-Fc, minibody or single-domain antibodies or a mixture thereof.
- the protein can in particular be selected from a therapeutic protein that is used to prevent or treat a disease or disorder.
- the disadvantages of the previously known and used integrity tests are eliminated.
- the subjective visual air bubble check carried out by at least one person at the end of the integrity test is replaced by a detection process that is completely automated.
- the detection of an air bubble chain is advantageously carried out optically, for example via a scattered light sensor that can be operated automatically.
- the result in the form of two defined acceptance criteria for the integrity test according to which the integrity test is passed if no continuous chain of air bubbles is detected over a period of at least 20 seconds over the entire test period and, in particular, if the air volume flow is no more than 8 mL/min per virus filtration module, can be clearly recorded and recorded more reproducibly. This enables the use of software with which automatic detection and, if necessary, automatic evaluation of the integrity test can be carried out.
- the combination of the two criteria for passing the integrity test makes it possible to detect even the smallest defects in the virus filtration module(s).
- Determining the air volume flow even allows a quantitative evaluation of the number of defective hollow fibers. Recording the air volume during the test phase and comparing it with an expected value of 8 mL/min per virus filtration module makes it possible to exclude diffusion effects.
- process steps b) to d) or process steps a) to d) can be carried out at least partially automatically.
- Step e) is always fully automated.
- the evaluation of step f) is also carried out in particular automatically.
- the integrity test of a filter is carried out using a validatable process, whereby non-changeable parameters can be used.
- the automation ensures the reliability and reproducibility of the process.
- PCS process control system
- virus filtration modules To carry out integrity tests on virus filtration modules, it is no longer necessary to provide a separate test device into which the filter modules must be installed and removed for each test. Instead, it is now possible for the integrity test of the virus filtration modules to be carried out in a filtration device with which the virus filtration can also be carried out. This eliminates additional installation and removal steps and thus potential sources of germ entry and possible damage to the virus filtration modules.
- the virus filtration modules can advantageously be subjected to the integrity test(s) in the installed state, within a used filtration device.
- One, two, three, four, five, six, seven or even more virus filtration modules can be tested simultaneously and in parallel. This has the advantage that the time required for each test for a filter module can be significantly reduced. A time-saving approach is of enormous advantage, especially for a large-scale industrial process.
- a defect was already discovered during the first integrity test, it may be useful, after the defect has been rectified by replacing the virus filtration module(s) and successfully carrying out the first integrity test (pre-visual leak test), to carry out the second integrity test after virus filtration (post-visual leak test) again in individual testing with the virus filtration modules in order to be able to better verify the result.
- the respective lines on the filtrate side can be conveniently combined into one line and the detection device, such as a scattered light sensor, can be arranged on the combined line.
- the detection device such as a scattered light sensor
- the filtration device of the invention is part of a virus filtration system, so that both the integrity tests and the virus filtration can be carried out in one and the same filtration device.
- the present invention thus enables simplified and easier integrity testing of virus filtration modules. This is all the more true since the integrity test is regularly carried out twice with each virus filtration module, namely once before and once after use of the filter module. These advantages become even clearer when several virus filtration modules are used simultaneously for testing and virus filtration.
- the disclosure will be explained and illustrated in more detail with reference to the accompanying drawings, without limiting the disclosure thereto.
- the various elements shown in the drawings are representative only and are not necessarily drawn to scale.
- the drawings are intended to illustrate embodiments of the disclosure of the invention by way of example only, and one skilled in the art will readily recognize where the drawings have been simplified to illustrate key aspects of the disclosure.
- Fig. 4 shows a schematic sectional view of a virus filtration module used according to the invention in the form of a hollow fiber filter module 10.
- the hollow fiber filter module 10 has a feed side 55, a retentate side 65 and a filtrate side 75 as well as lines connected to each of them, i.e. a line 55a that is connected to the feed side 55 of the hollow fiber filter module 10, a line 65a that is connected to the retentate side 65 of the hollow fiber filter module 10 and a line 75a that is connected to the filtrate side 75 of the hollow fiber filter module 10.
- the hollow fiber filter module 10 has a bundle 50 of hollow fibers, which include, among others, the hollow fibers 50.1 and 50.2. As can be seen from Fig.
- the hollow fibers 50.1, 50.2,... in the filter module 10 are arranged and have an orientation such that the hollow fibers 50.1, 50.2,... run in the vertical direction from the feed side 55 of the filter module 10 to the retentate side 65 of the filter module 10, wherein the hollow fibers 50.1, 50.2,... are also substantially parallel to one another.
- Figure 5 shows an intermediate position of the virus filtration module 10, which is located between a vertical axis V and a horizontal axis H.
- the virus filtration module 10 is in a (random) inclined position that deviates more or less strongly from the vertical direction, so that the alignment of the hollow fibers does not run parallel to the axis V.
- the virus filtration module 10 is not in an exactly upright or vertical position, and is also not exactly in a lying, i.e. horizontal position with the hollow fibers running parallel to the horizontal axis H.
- the virus filtration module 10 is therefore installed in a filtration device in an upright position with vertically running hollow fibers 50.1, 50.2..., as shown in Fig. 4. Other orientations of the hollow fibers 50.1, 50.2... are possible.
- a filter module 10 is used which is approved for a maximum pressure of up to 98 ⁇ 5 kPa. If a higher pressure is applied, the filter module 10 could be destroyed.
- a filter module which can be used for higher pressures is not used according to the invention.
- a fitting piece is, for example, a line intermediate piece.
- the sterilization can take place, for example, at 100 °C or above, in particular in the range of 100 - 130 °C. This is useful if the integrity test is followed by virus filtration and a sterile product is to be obtained. After the lines have been sterilized, the lines can then be placed under excess pressure, for example of around 100 kPa, in order to prevent the entry of contamination after sterilization. If overpressure is used, the pressure is reduced in all lines before the integrity test is carried out, for example to a pressure P ⁇ 10 kPa, and the pressure is equalized throughout the system. This serves to protect the virus filtration module from damage.
- the lines 55a, 65a and 75a are each made of plastic or metal, in particular stainless steel, for example. It can be advantageous if all lines of the virus filtration module 10 are selected from the same material; however, this is not necessary in every case.
- step b) of the method the virus filtration module 10 and the connected lines 55a, 65a and 75a are filled with liquid 70 at a constant pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa in 3 partial steps. Any other inlets and outlets of the virus filtration module 10 that are not used for the integrity test are closed. An unused outlet of the virus filtration module 10 is shown in Fig. 4 by the line 75b on the filtrate side 75 of the filter module 10, which is closed. This can be done, for example, by a valve, a plug, an appropriate clamp or in another way.
- step b1) all lines 55a and 65a connected to the virus filtration module are filled with liquid 70, but without the virus filtration module 10.
- step b2) the inner region of the hollow fibers 50.1, 50.2... of the virus filtration module 10 is filled with liquid 70. This is done by opening the valve 55v of the line 55a on the feed side 55 and the valve 65v of the line 65a on the retentate side 65 and closing the valve 75v of the line 75a on the filtrate side 75.
- step b3 the spaces between the hollow fibers 50.1, 50.2... of the virus filtration module 10 are then filled with liquid 70.
- either the line 55a on the feed side 55 and the line 75a on the filtrate side 75 are opened and the line 65a on the retentate side 65 is closed.
- the line 65a on the retentate side 65 and the line 75a on the filtrate side 75 are opened and the line 55a on the feed side 55 is closed.
- the liquid 70 used is not particularly limited; this depends on the later place of use and purpose of the filter module 10.
- a liquid comprising water, in particular water as the main component is used.
- This can also be a water-containing buffer solution.
- the purity of the water depends on the intended use, in particular on which liquid product-containing composition the viruses are subsequently to be removed from.
- Filling with liquid 70 in steps b2) and b3) can be carried out either from the feed side 55 (in Fig. 4 from below) via line 55a or from the retentate side 65 (in Fig. 4 from above) via line 65a.
- Filling with liquid 70 from the feed side 55 is particularly advantageous because this is generally simpler in terms of process technology and is therefore particularly easy to carry out.
- a further advantage of supplying the liquid 70 from below is that any air present in the filter module 10 is thereby pushed upwards out of the filter so that no more air can remain in the filter. At the same time, complete venting of the filter module 10 is achieved.
- a filter module 10 must always assume an exactly vertical position. Rather, the filter module 10 can also assume any intermediate position deviating from the vertical orientation, which lies between a vertical position (hollow fibers parallel to a vertical axis) and a horizontal position (hollow fibers parallel to a horizontal axis) (see Fig. 5). Even with a filter module 10 inclined at an angle away from the vertical direction, supply can occur from below or above.
- the degree of filling of the virus filtration module 10 in steps b2) and b3) can be measured by measuring the pressure before and after the filter module, in Fig. 4 for example in the lines 55a and 65a for step b2) and in the lines 55a and 75a for step b3), and the differential pressure can be determined in each case. With a maximum pressure difference of 98 ⁇ 5 kPa, it can be assumed that the virus filtration module is filled according to step b2) or b3).
- the amount of liquid supplied can be determined and set in relation to the dead volume of the lines 55a, 65a and 75a and the virus filtration module 10, whereby the amount of liquid is > dead volume.
- the dead volume in Fig. 4 would be the volume of the lines 55a, 65a, 75a and the filter module 10 without liquid. This can be determined in each individual case or asked from the manufacturer.
- the hollow fiber filter module 10 is completely filled with liquid 70 so that - as far as physically possible - no empty space remains in the filter module 10.
- all inner areas of the hollow fibers e.g. inner area 35 of the hollow fiber 50.1 a in Fig. 3b
- all gaps between the hollow fibers 50.1, 50.2, ... e.g. intermediate areas 38.1, 38.2... in Fig. 3b
- Any air that may be present is displaced by the liquid 70 so that the filter module 10 is also vented.
- the filter module 10 is thus completely filled with liquid 70.
- the supply of liquid 70 is stopped and all lines 55a, 65a, 75a are closed, the pressure being maintained (step c)).
- the lines 55a, 65a, 75a are closed by means of suitable devices known to the person skilled in the art. These are, for example, valves 55v, 65v and 75v provided in the respective lines. Other opening and closing devices are also possible. This results in a closed system completely filled with liquid 70, which is still under the pressure used.
- Step c) can be followed by an optional intermediate step in which the inner area of the hollow fibers 50.1, 50.2... of the virus filtration module 10 and the line connected to it, line 55a in Fig. 4, are completely emptied of liquid 70 again.
- This can be a particularly gentle procedure for the virus filtration module 10 and protect the module from damage. This has no adverse effects on the subsequent integrity test.
- a leak test of the entire system can be carried out to rule out a leak in the system. This serves to ensure that no air escapes from the system, which could impair the subsequent integrity test and its evaluation.
- a leak test can generally be omitted. This is only described here for the sake of completeness.
- the injected air has a pressure that is just as high as the pressure selected for the liquid 70.
- a pressure of 98 ⁇ 5 kPa is set for the liquid and the air. This has the advantage that the chain of air bubbles, if it is formed, is particularly easy to detect.
- step d2) line 65a on the retentate side 65 and line 75a on the filtrate side 75 of the filter module 10 are opened and line 55a on the feed side 55 is closed, if this has not already been done.
- Other lines not used for the test here: line 75b on the filtrate side 75 of the filter module 10, remain closed.
- the selected pressure of a maximum of 98 ⁇ 5 kPa is maintained throughout the integrity test and thus also during step d2).
- step d2) air is fed from line 65a on the retentate side 65 into the virus filtration module 10 at a constant pressure at the same level as selected for the liquid pressure.
- a connection (not shown) is provided on line 65a in order to press air into line 65a.
- the injected air has a pressure that is just as high as the pressure that was selected for the liquid 70.
- a pressure of 98 ⁇ 5 kPa is set for the liquid and the air. This has the advantage that the chain of air bubbles, if it is formed, is particularly easy to detect.
- air is thus pressed into the filter module 10.
- This air is used to determine whether the hollow fibers in the filter module 10 are intact, i.e. whether they have no damage, such as cracks, and therefore fulfill the desired filter function. If the filter module is functioning, the air is retained inside the hollow fibers 50.1, 50.2... because the air cannot penetrate the hollow fiber wall. The incoming air is therefore pressed via the selected filter inlet of the virus filtration module 10 through the contained hollow fibers 50.1, 50.2... to the filter outlet.
- the filter inlet is the side of the filter module 10 at which the air is introduced
- the filter outlet is the side of the filter module 10 at which the air should actually exit again if the hollow fibers are intact.
- the air exits at line 65a if the virus filtration module 10 is intact. Since the system is closed, the air is distributed between line 55a, filter module 10 and line 65a. If the air is pressed into the virus filtration module 10 from above via line 65a, the air exits at line 55a if the virus filtration module 10 is intact. Since the system is closed, the air is also distributed between line 55a, filter module 10 and line 65a in this case. If the filter module 10 is not functioning, the air escapes through damage to the hollow fiber wall and thus reaches the filtrate side 75 and thus into line 75a of the filter module 10, where a chain of air bubbles then occurs and can be detected in line 75a.
- volume flow of the air or the maximum volume flow (Volmax) of the air through the filter module 10 is measured with a measuring device (not shown).
- the volume flow of the air must not exceed 8 mL/min in a functioning filter module 10.
- the filter module 10 is not functional and contains a defect.
- Volmax is maximum 8 mL/min + air bubble chain ⁇ 20s.
- the filter module 10 is functional and contains no defect.
- the second method alternative according to which the air is pressed into the virus filtration module 10 from above via the line 65a, has proven to be particularly advantageous, especially if air is introduced into the filter module 10 from the highest point thereof.
- the air used is not particularly limited. It is understood that it should not contain any components that could impair the virus filtration module 10 or the integrity test in any way. In particular, process air is used.
- the air used in process steps d1) or d2) is first passed through an air filter (not shown in Fig. 4, but in Figs. 5a and 5b) before it can enter the hollow fiber filter module 10 in order to retain potential contamination from the air so that it does not contaminate the filter module 10. It has been found that the test method is not impaired by such an air filter.
- FIG. 6a and 6b show a simplified schematic view of a virus filtration module in the form of a hollow fiber filter module 10 with connected lines and the relative position of an air filter 85 to the hollow fiber filter module 10.
- Fig. 6a shows an exemplary embodiment in which the virus filtration module 10 as a whole and its lines 55a, 65a and 75a are already completely filled with liquid (steps b1) b2) and b3)).
- the liquid 70 was fed to the filter module 10 from below, i.e. through the valve 55v and via the line 55a.
- the liquid 70 could also be fed to the filter module 10 from above, i.e. through the valve 65v and via the line 65a.
- the valves 55v, 65v and 75av in Fig. 6a were closed after filling;
- the valves 75bv and 85v were already closed before filling. This means that the system is self-contained.
- virus filtration module is always shown in a vertical position in the figures. However, this is not necessary in practice.
- the virus filtration module can be installed in a filtration device in any orientation.
- the air should now be supplied from below via line 55a.
- the valve 85v is opened so that liquid 70, which is in line 55a, can enter line 85a.
- the air filter 85 is arranged above the filter module 10. The fact that the air filter 85 is located above the filter module 10 in its entirety simply prevents the liquid 70 from the liquid-carrying line 55a from rising up to the air filter 85 via line 85a and possibly impairing its function.
- the air-conducting line 85a leading from the air filter had a section that encompassed the highest point of the filtration device.
- the air filter 85 could then be arranged next to or below the virus filtration module 10. This would ensure that liquid 70 cannot rise up to the air filter 85 and penetrate into it.
- Fig. 6b the air in the example shown is now supplied from above via line 65a.
- the valve 85v is opened so that liquid 70, which is in line 65a, can enter line 85a.
- the air filter 85 is arranged entirely above the filter module 10 so that the liquid 70 from the liquid-carrying line 65a cannot rise up to the air filter 85 via line 85a and possibly impair its function. impaired.
- the air-conducting line 85a leading from the air filter could also have a section that encompasses the highest point of the filtration device.
- the air filter 85 could also be arranged below the virus filtration module 10. This prevents liquid 70 from rising up to the air filter 85 and penetrating it.
- step d) and before step e) is carried out a certain period of time can be waited for in which the air is further supplied and the air can be further distributed in the system.
- stabilization time which can be up to 600s. However, this can also simply be omitted.
- step e i.e. an automatic detection of a chain of air bubbles that can occur on the filtrate side 75 of the filter module 10 in the line 75a.
- step e) takes place while step d1) or step d2) is still being carried out.
- the volume flow of air through the virus filtration module 10 is measured with a measuring device (not shown).
- a scattered light sensor 120 is used, as shown schematically in Fig. 4 in the form of 2 rectangles.
- the sensor 120 measures the light scattering (side scattering) and is usually made up of a light source and one or more detectors for detecting the light after it has passed through the line 75a and the liquid contained in the line, which may contain an air bubble chain.
- light in the near infrared range with a wavelength in the range of 730 to 970 nm is emitted by a light source of the sensor 120, passes through the liquid-filled line 75a and is absorbed by the air bubbles of an air bubble chain present in the liquid.
- the light emerging from the line 75a can, for example, be detected again via a detector, such as a photocell, photodiodes or the like, and a measured value can be determined from this.
- the scattered light sensor 120 therefore measures the changed absorption of light when a chain of air bubbles occurs.
- the line 75a on the filtrate side 75 is at least partially transparent.
- the location of the detection or measurement is the part of the line 75a that is located between the individual components of the scattered light sensor 120 (symbolized by 2 rectangles). Since the detection of the chain of air bubbles in the embodiment shown takes place optically, at least those sections of the line 75a on the filtrate side 75 that are in the beam path of the light used are chosen to be transparent.
- a transparent tube or 2 transparent sections in the form of 2 windows are used for the line 75a, each of which is selected in its dimensions so that these do not obstruct the beam path of the incoming and outgoing light in the sensor 120, so that the light can pass through unhindered.
- Transparent materials that can be considered have already been described.
- the thickness of the transparent material depends on its type and composition. For example, it can be a few mm or even a few cm thick in order to withstand the chosen pressure.
- FIG. 7 An exemplary structure for the scattered light measurement with a scattered light sensor 120 is illustrated in Fig. 7 in a simplified form in a partial sectional view.
- a section through the line 75a filled with liquid 70 on the filtrate side 75 of the virus filtration module 10 is shown.
- the liquid 70 is in the line 75a under the selected pressure.
- a light source 120.1 for example a tungsten lamp, emits light L of the desired wavelength, which is for example in the range from 730 to 970 nm.
- the line 75a at the location of the measurement, i.e.
- a transparent section in the form of windows 78.1 and 78.2 is attached on the two opposite sides of the line 75a, so that the light emitted by the light source 120.1 passes through the first window 78.1 into the liquid-filled line 75a and then exits the line 75a again through the second window 78.2.
- the material of the windows 78.1, 78.2 is made of, for example, a borosilicate glass such as Pyrex® or sapphire.
- the windows 78.1 and 78.2 close the openings 77.1 and 77.2 of the line 75a and cover them at the same time.
- seals 79.1, 79.2, 79.3 and 79.4 are provided to seal the line 75a.
- a chain of air bubbles 130 in the liquid 70 of the line 75a now travels through the beam path of the light L, the light L is absorbed and scattered in a corresponding manner (light rays L1, L2 and L3), which is detected with the aid of the detectors 120.2, 120.3 and 120.4 shown as examples. These are, for example, photodiodes.
- the precise optics in the beam path of the light L before and after passing through the line 75a with various lenses and the like are not shown in Fig. 7 and are known to the person skilled in the art. For example, commercially available scattered light sensors, in particular known turbidity sensors, can be used.
- the scattered light sensor 120 is therefore attached to the filter outlet on the filtrate side 75 of the virus filtration module 10 and detects an air bubble chain 130 occurring in the line 75a.
- the volume flow of air through the virus filtration module 10 is measured.
- the result of the integrity test serves as a criterion for assessing a later release of the virus filtration module 10 for virus filtration. If the virus filtration module 10 is intact, the volume flow of the air of the virus filtration module 10 does not exceed the limit of 8 mL/min. and the scattered light sensor 120 does not detect a corresponding absorption signal for an air bubble chain on the filtrate side 75 of the filter module 10. If the virus filtration module 10 is not intact, the volume flow of the air in the filter module 10 exceeds the limit of 8 mL/min and, if necessary, the scattered light sensor 120 on the filtrate side 75 of the filter module 10 also detects an absorption signal for an air bubble chain.
- the evaluation of the detection is carried out in step f) in particular also automatically based on the specifications for the integrity test that an air bubble chain is present for at least 20 s or not and that the volume flow of the air exceeds 8 mL/min per virus filtration module or not.
- the scattered light sensor 120 and the measuring device (not shown) for the volume flow of the air are integrated into an internal process control system (DCS) (not shown) and report within an ongoing test program whether the defined acceptance criteria for passing the integrity test were met or not.
- DCS internal process control system
- the process control system may be part of a process filtration device in which integrity testing and virus removal can be performed with the virus filtration module 10.
- FIGS. 8 and 9 each show schematic sectional views of a section of a filtration device 100 according to further embodiments of the invention, in each of which both the integrity test and virus filtration can be carried out.
- several virus filtration modules can be tested simultaneously in the filtration device 100 using the method according to the invention.
- Fig. 8 shows a section of a filtration device 100 in which both the integrity tests with the virus filtration modules and virus filtration can be carried out with them.
- Three virus filtration modules are shown, each in the form of hollow fiber filter modules 10.1, 10.2 and 10.3 in the installed state, in which the hollow fibers are oriented so that they run in a vertical direction (step a)).
- the three virus filtration modules shown as an example can also be provided. This depends on the type and size of the filtration device and the virus filtration to be carried out.
- the virus filtration modules 10.1 , 10.2 and 10.3 each have a feed side 55.1 , 55.2 and 55.3 , a retentate side 65.1 , 65.2 and 65.3 and a filtrate side 75.1 , 75.2 and 75.3 .
- Each filter module 10.1 , 10.2 and 10.3 has lines 55.1 a, 55.2a and 55.3a on the feed side, lines on the Retentate side 65.1 a, 65.2a and 65.3a and lines on the filtrate side 75.1 a, 75.2a and 75.3a.
- Another line on the filtrate side of each virus filtration module 10.1, 10.2, 10.3 has been omitted for the sake of clarity.
- the material of the pipes is not particularly limited; in Fig. 8 the pipes are made of stainless steel.
- a liquid 70 is used, in the example shown ultrapure water, in particular WFI water (WFI, water for injection), and the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3, which are located parallel to one another, and all the ultrapure water lines connected to them have already been filled with liquid 70 (steps b1), b2) and b3)).
- WFI water
- the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 which are located parallel to one another, and all the ultrapure water lines connected to them have already been filled with liquid 70 (steps b1), b2) and b3)).
- the water 70 can be supplied either from below through the lines 55.1a, 55.2a and 55.3a on the feed side or from above through the lines 65.1a, 65.2a and 65.3a on the retentate side.
- the terms “from above” or “from below” are to be understood as broadly as possible and can, for example, also refer to another intermediate position of the virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3, as already explained for a virus filtration module in connection with Fig. 5.
- the water 70 is supplied from below through the valve 55v via the lines 55.1a, 55.2a and 55.3a.
- the water 70 is supplied from the same side for all virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 tested simultaneously, in Fig. 8 from below for all virus filtration modules.
- the water 70 could also be supplied from above for all virus filtration modules.
- inlet filters can be provided to remove possible impurities from the water before it enters the filter module.
- the water 70 is supplied at a pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa in 3 partial steps - as already explained - so that all inner areas of the hollow fiber, all spaces between the hollow fibers and all connected lines on the virus filtration module 10.1, 10.2 and 10.3 are filled with water 70.
- the pressure range is selected in a range that does not affect the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3.
- the virus filtration module 10.1, 10.2 and 10.3 and the respective lines 55.1 a, 55.2a and 55.3a; 65.1 a, 65.2a and 65.3a as well as 75.1 a, 75.2a and 75.3a are filled with water 70
- the supply of water 70 is stopped (step c)) and all lines are closed.
- the valves on the feed side 55.1 v, 55.2v, 55.3v, the valves on the retentate side 65.1 v, 65.2v, 65.3v and the valves on the filtrate side 75.1v, 75.2v, 75.3v are each closed. This creates a closed system that is completely filled with water 70 and remains under the applied pressure of a maximum of 98 ⁇ 5 kPa.
- the water 70 can be completely drained from the inner area of each virus filtration module 10.1, 10.2 and 10.3 and the associated lines 55.1a, 55.2a and 55.3a. This serves to additionally protect the modules 10.1, 10.2 and 10.3 from damage. This intermediate step can also be omitted.
- a leak test pressure retention test
- the air is pressed into the virus filtration modules either from below or from above and the corresponding liquid-filled lines on each virus filtration module are opened. If air is supplied from above, lines 65.1 a and 75.1 a on virus filtration module 10.1 and the analogous lines on the other two virus filtration modules 10.2 and 10.3 are opened. If air is alternatively supplied from below, lines 55.1 a and 75.1 a on virus filtration module 10.1 and the analogous lines on the other two virus filtration modules 10.2 and 10.3 are opened.
- the system's unused inlets and outlets for water 70 (valve 55v) and air 80 (valve 75v) are closed. Air is then pressed into the virus filtration modules either from above or from below. In Fig. 8, this would be done from below from the feed side via lines 55.1a, 55.2a and 55.3a into the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 at the same pressure as the water pressure, with the air pressure being increased step by step from 0 kPa to a pre-stabilization pressure of, for example, 70 kPa. After an optional stabilization time of, for example, at least 180s, it is determined whether the pressure drop is ⁇ 10 kPa. If this is > 10 kPa, there is a leak in the filtration system that must be eliminated.
- step e since the air flow rate is measured during the integrity test, in particular while steps d1) or d2) are still ongoing and step e) is being carried out, and also during the execution of step e), the leak test is superfluous and can be omitted. It is explained here for illustrative purposes only.
- step d air is pressed into the virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3; this is done either from below (step d1)), in each case through the line on the feed side, or from above (step d2)), in each case through the line on the retentate side of each virus filtration module 10.1, 10.2, 10.3.
- the air 80 is pressed in from below according to step d1) of the method according to the invention. If a leak test should be carried out, it is expedient if the air is then introduced from below, as is also done in step d).
- step d1) the lines on the feed side of each virus filtration module and the lines on the filtrate side are opened and the other lines remain closed, maintaining the pressure (as specified in step b)) to supply air at a constant pressure at the same level as the water pressure from the line on the feed side (from below) into the virus filtration module.
- the lines 55.1 a, 55.2a and 55.3a on the feed side 55.1 , 55.2 and 55.2 (each at the lower end of the virus filtration module 10.1 , 10.2, 10.3) and the lines 75.1 a, 75.2a and 75.3a on the filtrate side 75.1 , 75.2 and 75.3 of the filter module 10.1 , 10.2 and 10.3 (on the side wall of the filter module 10.1 , 10.2 and 10.3) are each opened and the line 65.1 a, 65.2a and 65.3a on the retentate side 65.1 a, 65.2a and 65.3a (at the upper end of the filter module 10.1, 10.2 and 10.3) remain closed. Opening the lines does not cause a drop in pressure. Rather, the pressure is maintained at a constant level throughout the test procedure at the pressure value used for the test procedure, selected from the range of 98 ⁇ 5 kPa or less.
- air 80 is fed via the valves 85v1 and 85v2 into the lines 55.1a, 55.2a and 55.3a, which are each located on the feed side
- 55.1, 55.2 and 55.2 of the virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3 are supplied to the respective virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3 at a constant pressure of no more than 98 ⁇ 5 kPa.
- the air pressure is set to the same level as the previously set water pressure.
- the air 80 is first passed through an air filter 85 to remove impurities from the air so that they cannot get into one of the filter modules 10.1, 10.2 and 10.3.
- the air filter 85 is arranged above the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3.
- the air-conducting line 85a leading from the air filter 85 could have a section that includes the highest point of the filtration device so that no water can rise to the air filter 85, even if the air filter 85 is not above the virus filtration modules 10.1,
- the air 80 used is not particularly limited, in particular process air is used.
- step d the total volume flow of the air is additionally measured with a measuring device (not shown) through the filter modules 10.1, 10.2, 10.3.
- step e) of the method according to the invention which is carried out while steps d1) or d2) are still being carried out, an air bubble chain is automatically detected when it occurs (symbolized by the dashed arrow 80, top left in Figure 7).
- the volume flow is measured in steps d1) or d2) and thus also in step e), since step e) is carried out while steps d1) or d2) are being carried out.
- the detection of an air bubble chain that occurs takes place in Figure 8 with the aid of a scattered light sensor 120, which measures the absorption.
- the total volume flow in steps d1) or d2) and the simultaneously occurring step e) is recorded, in particular automatically.
- the air 80 remains in the hollow fibers because the air 80 cannot penetrate the pores of the hollow fiber wall. A chain of air bubbles is not detected by the scattered light sensor 120 in the line 75a combined to form a line on the filtrate side 75.1, 75.2, 75.3.
- the volume flow of the air 80 is at most 8 mL/min per virus filtration module 10.1, 10.2 and 10.3.
- the air 80 passes through the damages in the hollow fiber wall and thus reaches the filtrate side 75.1, 75.2 and 75.3 of the filter module 10.1, 10.2 and 10.3, where a chain of air bubbles then occurs in the respective line 75.1a, 75.2a or 75.3a.
- the measured volume flow of the air 80 is above 8 mL/min for at least one of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3. If only very small damage is present, usually no air bubble chain is detected, but the measured volume flow of air 80 is then above 8 mL/min for at least one of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 and indicates a defect.
- the lines 75.1 a, 75.2a or 75.3a on the filtrate side 75.1, 75.2, 75.3 are combined to form a line 75a, on which the detection is carried out optically, in particular by a scattered light sensor 120.
- a scattered light sensor 120 For measuring the (total) volume flow of the air, only one measuring device (not shown) can be present for all virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3. As a result, only one detection device and only one measuring device for the total volume flow of the air are required, which significantly simplifies and accelerates the detection and evaluation of the test.
- a continuous chain of air bubbles is then detected in the sensor 120 for a duration of at least 20 seconds and the measured volume flow of the air 80 is above 8 mL/min for at least one of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3.
- the scattered light sensor 120 is arranged here on a part of the line 75a running from bottom to top, so that a chain of air bubbles in the line can be detected particularly well and completely as they rise.
- the air 80 can be disposed of and collected, for example, in a waste collection container (not shown).
- a waste collection container not shown.
- two sapphire glass windows 78.1 and 78.2 are installed for the measurement by optical means, which are arranged in the beam path of the sensor 120 in the line 75a.
- an additional outlet filter (not shown) at the filter outlet in the lines 75.1a, 75.2a and 75.3a on the filtrate side 75.1, 75.2 and 75.3, which removes potential contaminants so that the scattered light sensor 120 does not detect absorption signals from undesirable components and the measurement is not impaired.
- the detection (step e)) by the scattered light sensor 120, the measurement of the volume flow of the air and also the evaluation (step f)) are carried out in particular completely automatically, for example using a computer program in the form of a process control system (PLS) (not shown) in which the scattered light sensor 120 is integrated.
- PLS process control system
- the process control system in Fig. 8 is part of a process-engineering filtration device in which a virus removal can be carried out.
- the two integrity tests and the virus filtration are therefore carried out in the filtration device shown in the section: An integrity test (pre-visual leak test) of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 is carried out before the virus filtration and an integrity test (post-visual leak test) of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 is carried out after the virus filtration, without it being necessary to install and remove the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 for the tests.
- the functional testing of the filtration and the actual filtration therefore take place for the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 in the filtration device shown. The risk of potential damage or contamination of the modules is thereby significantly reduced.
- the embodiment illustrated in Fig. 8 has the advantage that the time required for each test for each filter module can be significantly reduced. Several filter modules can be tested simultaneously, which results in significant time savings, particularly with an automated test procedure. This can be of great importance, especially in large-scale industrial use.
- virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 are tested individually. For this purpose, the process steps are only carried out on one virus filtration module, e.g. virus filtration module 10.1, and the lines for the other virus filtration modules, e.g. 10.2 and 10.3, are kept closed. If the defective virus filtration module is identified, it is replaced and the process according to steps b) to e) is repeated with all virus filtration modules.
- Fig. 9 illustrates a further embodiment of the present invention.
- the water 70 is supplied from below (from the feed side 55.1, 55.2 and 55.3 of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3).
- the air 80 is not supplied from below, but from above (from the retentate side 65.1, 65.2 and 65.3 of the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3).
- the terms "from below” or “from above” are to be interpreted as broadly as possible, as has already been explained in detail. In detail, in the embodiment illustrated in Fig.
- step d2) in each virus filtration module, the lines on the retentate side and the lines on the filtrate side are opened and the lines on the feed side are closed, with the pressure being maintained in order to supply air at a constant pressure at the same level as the water pressure from the lines on the retentate side (from above) into the virus filtration module.
- step d2) in each virus filtration module, the lines on the retentate side and the lines on the filtrate side are opened and the lines on the feed side are closed, with the pressure being maintained in order to supply air at a constant pressure at the same level as the water pressure from the lines on the retentate side (from above) into the virus filtration module.
- Opening the lines does not cause a drop in pressure. Rather, the pressure is maintained at a constant value at the pressure value used for the test procedure, selected from the range of 98 ⁇ 5 kPa or less, throughout the test procedure.
- air 80 is supplied via the valves 85v1 and 85v2 into the lines 65.1a, 65.2a and 65.3a, which are located on the retentate side 65.1, 65.2 and 65.2 of the virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3, at a constant pressure of a maximum of 98 ⁇ 5 kPa to the respective virus filtration modules 10.1, 10.2, 10.3.
- the air pressure is set to the same level as the previously set water pressure.
- the air 80 is first passed through an air filter 85 to remove impurities from the air so that they do not enter one of the filter modules
- the air filter 85 is arranged above the virus filtration modules 10.1 , 10.2 and 10.3.
- the volume flow of air 80 through the virus filtration modules 10.1, 10.2 and 10.3 is measured during step d2).
- step e) of the method according to the invention an air bubble chain is then automatically detected when it occurs (symbolized by the dashed arrow 80, top left in Figure 8).
- the detection takes place in Figure 9 with the aid of a scattered light sensor 120, which measures the absorption. Further details are explained in Figure 8.
- Step e) takes place in particular while step d2) is still being carried out, so that at the same time as the air bubble chain is automatically detected, the volume flow of the air 80 is also measured, as already explained in Figure 8.
- the present disclosure thus provides for the first time a partially or fully automated method or a corresponding filtration device for an integrity test with which the test can be carried out reliably, reproducibly and in a simple manner.
- VLT Visual leak test
- Preparation of the filtration unit and the filter modules a.
- the required media connections were made on the filtration unit. These were, for example, all hose connections for the required liquid supplies and drains. This also included the supply of process air and the provision of electricity, e.g. for measuring devices, sensors and the like to operate the filtration unit.
- the liquids used can be, for example, water or a buffer solution comprising water.
- the liquid used in example 1 was an aqueous acetic acid/acetate buffer solution b. All lines and line connections were first subjected to hot steam sterilization at up to 130 °C, since virus filtration is to be carried out following the visual leak test.
- the filter module was installed in the filtration unit, with the filter module installed in such a way that the hollow fibers ran in a vertical direction (the retentate side of the filter module was at the top, the feed side was at the bottom, as shown in Fig. 3a).
- the number of filter modules is flexible depending on requirements.
- a virus filtration module from Asahi Kasei Medical CO., LTD., model PLANOVA 20N4 was installed.
- the dead volume is considered to be the volume of the entire pipe system including all filter modules used (in this case: one filter module). This depends on the particular system, the type and number of filter modules, and can easily be determined by a specialist in each individual case or can be requested from the manufacturer.
- the 4 m2 filter module used had a dead volume of 1,900 mL according to the manufacturer's specifications. c.
- the filter module was then started to be filled with liquid, namely into the spaces between the hollow fibers, from the feed side (from below). In Fig. 1 this corresponds to from A through the filter module to C. According to Fig. 3a, liquid was therefore led from the inlet at 55o of the filter module to the outlet at 75o of the filter module. The outlet at 65 (and 75u) remained closed.
- the aim was to fill the entire pipe system and the filter module as completely as possible with liquid.
- the differential pressure across the filter module at 98 kPa ⁇ 5 kPa and the reaching of the dead volume were used as parameters to check whether the gaps in the filter module were completely filled.
- valve 55v was opened using the PLS program as shown in Fig. 6b, so that the buffer solution could flow out of the filter module via line 55a until the inner area of the hollow fibers and the connected line 55a were completely emptied.
- the inlet at line 65a was opened and the filter module was ventilated via path 85a by opening valve 85v via the air filter 85.
- the parameter is that no more liquid escapes at the outlet of the filtration unit. This can be done by trained employees in a visual inspection or via a sensor with the help of the PLS program. In this example, this was done visually.
- This optional step is not always necessary. This step has the advantage that the internal emptying of the virus filtration module is a particularly gentle procedure for the subsequent visual leak test. If the inner area of the hollow fibers is filled with liquid and then If gas is also applied for the visual leak test, this could cause the hollow fibers to expand further, which would further increase the stress on the filter module.
- VLT Visual leak test
- a leak test of the filtration system Before starting the visual leak test, a leak test can be carried out on the filtration system and the installed filter module to rule out a leak in the system, e.g. due to an improperly installed seal. This is not necessary due to the measurement of the volume flow of the process air, but for the sake of completeness it is described here in order to demonstrate the procedure using an example.
- the leak test was carried out using a PLS program. A PLS program is useful because in addition to a continuous chain of air bubbles with the scattered light measurement, the total volume flow of process air through the filtration system can also be reliably measured during the visual leak test.
- the leak test (also known as the pressure holding test) serves to ensure that no air escapes from the system, which could impair the subsequent integrity test and its evaluation.
- valves 85.1v, 85.2v, 65.1v and 75.1v were therefore opened analogously to Fig. 9, but only for one virus filtration module (module 10.1).
- Valve 55.1v remained closed because the air is to be pressed in from the retentate side (from above).
- the unused inlets and outlets at valves 55v and 75v of the system were closed.
- Another outlet on the filter module not shown in Fig. 9 (see Fig.3a: outlet at 75u) was also closed on the filter module.
- the process air was therefore fed to the virus filtration module from the retentate side (from above).
- the pressure was gradually built up by means of a controlled pressure increase (so-called fixed ramp), which was achieved using process air until the test pressure (also known as pre-stabilization pressure) was reached.
- the pressure in the system was increased to 70 kPa, starting at 0 kPa.
- the pre-stabilization pressure was therefore 70 kPa.
- a stabilization time of 180s was selected. The stabilization time was the time in which the process air was able to distribute itself in the system before the leak test was evaluated. The leak test is considered to have been passed if the pressure drop after the stabilization time is ⁇ 10 kPa, in particular ⁇ 5 kPa.
- the PLS program evaluated whether the pressure drop during this period ( ⁇ 10 kPa) was maintained or not:
- the PLS program is terminated and a search is carried out and eliminates the leak in the filtration system and starts again at point 4a by repeating the PLS program.
- the pressure drop was ⁇ 10 kPa, and the leak test of the filtration system was therefore deemed to have been passed.
- the visual leak test according to point 4b could be carried out.
- the unused inlets and outlets (here: at valve 55v) in the filtration system and valve 55.1v on the filter module were closed.
- test pressure was 98 ⁇ 5 kPa: this was the pressure at which the filtration system was subjected to process air during the test period.
- test period was 300s: This was the period in which the test pressure was constant and the continuous control for the presence of process air was detected by the scattered light sensor (see Fig. 7).
- the amount of process air, or more precisely the volume flow of the process air flowing into the system was also continuously recorded by the PLS.
- a computer program in the form of a PLS was used to evaluate whether the scattered light detector, in conjunction with the PLS program, produced a continuous chain of air bubbles lasting > 20s during the entire test period. It was also checked whether the maximum permitted volume flow Volmax of the air was maintained during the entire test period. Briefly occurring air bubbles can be ignored as long as they do not appear as a chain of air bubbles lasting > 20s.
- Volmax is maximum 8 mL/min + air bubble chain ⁇ 20s.
- the filter modules are tested individually again, repeating steps 2 to 4.
- the individual testing for a setup as in Fig. 8 or 9 is carried out in such a way that the lines for the filter modules not tested remain permanently closed during the tests.
- a. The result from point 4 is detected and thus verified.
- b. If the result again confirms a defect in one or more filter modules, proceed as in the following point i. i. Since a defect in one or more filter modules is assumed, it must be assumed that the potentially present viruses were not separated successfully and the entire process step of virus filtration must be repeated. Continue with point 5.
- a. b. Case 4.b.2 no defective filter module
- Pre-visual leak test before virus filtration
- the visual leak test is continued as per point 4.b. If no defect is found in the filter modules tested, the post-visual leak test is passed. The subsequent gold particle test (GPT test) can be started immediately. According to the manufacturer Asahi Kasei, this GPT test is necessary as an additional test for the release of the product for further processing.
- a leak test did not have to be carried out because the air volume flow was monitored throughout the test period.
- a Volmax of less than 8 mL/min was measured for the virus filtration module tested and no chain of air bubbles was detected.
- the filter module tested had no defects. It was possible to go directly to point 5.b.
- the pre-visual leak test was therefore passed. The virus filtration of the product could be connected immediately.
- the following post-visual leak test was also passed.
- the gold particle test (GPT test) was then carried out successfully. The filtered and now virus-free product could be released.
- a leak test did not have to be carried out because the air volume flow was monitored throughout the test period.
- a Volmax of less than 8 mL/min was measured for the virus filtration module tested and no chain of air bubbles was detected.
- the filter module tested had no defects. It was possible to go directly to point 5.b.
- the pre-visual leak test was therefore passed. The virus filtration of the product could be connected immediately.
- the following post-visual leak test was also passed.
- the gold particle test (GPT test) was then carried out successfully. The filtered and now virus-free product could be released.
- Examples 1 to 3 were each repeated using a virus filtration module from Asahi Kasei Medical CO., LTD., model PLANOVA 20N4, but the optional step 3 (emptying the inner area of the virus filtration module) was omitted.
- An aqueous acetic acid/acetate buffer was used as the buffer solution.
- the leak test was omitted because the volume flow of the air was monitored throughout the test period.
- a Volmax of less than 8 mL/min was measured for the virus filtration module tested and no chain of air bubbles was detected.
- the filter modules tested had no defects. It was possible to go directly to point 5.b.
- the pre-visual leak test was therefore passed. The virus filtration of the product could be tested immediately.
- the following post-visual leak test was also passed.
- the gold particle test (GPT test) was then carried out successfully. The filtered and now virus-free product could be released.
- the leak test was successful. A defect was found in the visual leak test: Volmax was > 150 mL/min and an air bubble chain > 20s was detected. At least one of the filter modules tested had a defect. Since an air bubble chain > 20s occurred, a medium to large defect could be assumed.
- the gold particle test (GPT test) was then carried out successfully.
- the filtered and now virus-free product could be released.
- the invention includes aspects disclosed in the following sentences:
- Method for testing the integrity of a virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) comprising the steps: a) installing a virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) in a filtration device (100), wherein the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) is in the form of a hollow fiber filter module comprising hollow fibers (50.1, 50.2, 50.1 a, 50.1 b) with an inner region (35) and hollow fiber interspaces (38.1, 38.2) having a feed side (55, 55.1, 55.2, 55.3), a retentate side (65, 65.1, 65.2, 65.3) and a Filtrate side (75, 75.1 , 75.2, 75.3) and one line each (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) on the feed side (55, 55.1 , 55.2, 55.3), one line (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) on the retentate side (65, 65.1 ,
- steps b2) and b3) the liquid (70) is supplied to the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) from the line (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a) on the feed side (55, 55.1, 55.2, 55.3) or from the line (65a, 65.1a, 65.2a, 65.3a) on the retentate side (65, 65.1, 65.2, 65.3); c) stopping the supply of liquid (70) as soon as the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) and the lines are filled with liquid (70) while maintaining the pressure and closing all lines; d) Supplying air (80) to the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) with step d1) or d2): d1) Opening the line (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a) on the feed side (55, 55.1, 55.2, 55.3) and the line (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) on
- Method according to sentence 1 characterized in that after carrying out step c), the liquid (70) present is completely drained from the inner region (35) of the hollow fibers (50.1, 50.2, 50.1a, 50.1b) and the connected line (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a). 4. Method according to one of sentences 1 to 3, characterized in that in a step e) following step f) an evaluation, in particular an automatic evaluation, of step e) is carried out, wherein the test is assessed as passed if during the test no continuous chain of air bubbles is detected over a period of at least 20 seconds in the line (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) on the filtrate side (75, 75.1, 75.2, 75.3).
- steps b) to e) and optionally f) are carried out with the support of a process control system, wherein the process control system is selected in particular such that it can also support the implementation of a virus filtration.
- Method according to one of the preceding sentences 1 to 8 characterized in that two, three, four, five, six, seven or more virus filtration modules (10, 10.1, 10.2, 10.3) are tested simultaneously in the method according to steps a) to e) and optionally f).
- the liquid (70) is selected from water or a buffer solution comprising water; the water of the liquid (70) is selected from distilled water, bidistilled or deionized water, ultrapure water or sterile water, in particular water for injection purposes; the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) is arranged during the method such that the hollow fibers (50.1, 50.2, 50.1 a, 50.1 b) run in a horizontal direction or in a vertical direction, in particular in a vertical direction; before the liquid (70) enters the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) in steps b1) and b2), the liquid (70) is passed through an inlet filter to filter out possible impurities and contamination from the liquid (70); after the liquid (70) exits the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) in steps b2) and b3), the liquid (70) is passed through an inlet filter to filter out possible impurities and contamination from the liquid (70); after the liquid (70) exits the virus filtration module (10
- Windows (78.1, 78.2) made of transparent plastic, selected from polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPO) or polyethylene (PE) or mixtures thereof; or selected from glass of hydrolytic class 1 or sapphire glass; in the case of optical detection, the detection device (120) is arranged on a line (75a) running from bottom to top, so that the air bubbles (130) to be detected can rise in the line (75a); during step d 1 ) or d 2) the volume flow of the air (80) is measured; an air-conducting line (85a) leading from the air filter (85) is provided with a section which has the highest point of the filtration device (100) so that no liquid (70) can rise up to the air filter (85); when testing several virus filtration modules (10.1, 10.2, 10.3) simultaneously, these are each aligned parallel to one another with the hollow fibers (50.1, 50.2, 50.1
- 10.2, 10.3) for supplying liquid (70) and/or air (80) at a constant pressure of not more than 98 ⁇ 5 kPa to the virus filtration module(s) (10, 10.1, 10.2, 10.3);
- Opening and closing devices for the respective lines; a connection for supplying liquid (70) at a constant pressure of at most 98 ⁇ 5 kPa with the lines to the virus filtration module(s) (10, 10.1, 10.2, 10.3); a connection for supplying air (80) at a constant pressure at the same level as the liquid pressure with the lines to the virus filtration module(s) (10, 10.1, 10.2, 10.3); and a detection device (120) for automatically detecting air bubbles (130) in the line (75a) on the filtrate side (75, 75.1, 75.2, 75.3) of the virus filtration module(s) (10, 10.1, 10.2, 10.3).
- Filtration device (100) according to sentence 12, characterized in that the detection device represents a scattered light sensor (120), wherein the line (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) on the filtrate side (75, 75.1, 75.2, 75.3) for optical detection is selected such that it consists of or comprises transparent material.
- Filtration device (100) according to sentence 12 or 13, characterized in that it has one, two, three, four or more of the following features: transparent sections in the form of windows (78.1, 78.2) in the line (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) on the filtrate side (75, 75.1, 75.2, 75.3) are provided for detection by optical means; transparent sections in the form of windows (78.1, 78.2) made of transparent plastic, selected from polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPO) or polyethylene (PE) or mixtures thereof; or selected from glass of hydrolytic class 1 or sapphire glass are provided; the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) is arranged in the filtration device such that the hollow fibers in the virus filtration module (10, 10.1, 10.2, 10.3) run in a horizontal direction or in a vertical direction, in particular in a vertical direction; the opening and closing
- a process for producing a recombinant protein comprising the following steps:
- Step a) culturing prokaryotic or eukaryotic cells expressing a recombinant protein in cell culture in a bioreactor
- Step b) harvesting the recombinant protein
- Step d) removing viruses from the resulting recombinant protein in a virus filtration with one or more virus filtration modules (10, 10.1, 10.2, 10.3), wherein the method for testing the integrity of the one or more virus filtration modules (10, 10.1, 10.2, 10.3) according to one of the preceding sentences 1 to 11 is carried out before and/or after the virus filtration.
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Abstract
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Testen der Integrität eines oder mehrerer Virusfiltrationsmodule sowie eine Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit dem erstmals der Detektionsschritt, ob ein intaktes Virusfiltrationsmodul vorliegt oder nicht, vollständig automatisiert durchgeführt werden kann. Es können parallel mehrere Virusfiltrationsmodule gleichzeitig getestet werden, so dass eine deutliche Zeitersparnis beim Testen resultiert. Durch die Automatisierung der Detektion wird ein zuverlässiges Testen ermöglicht, wobei die Testergebnisse reproduzierbar sind und das Risiko von Beschädigung der Hohlfasern durch das Testen auf ein Minimum herabsetzt. Der Integritätstest kann dabei in ein- und derselben Filtrationsvorrichtung durchgeführt werden, in der auch eine Virusfiltration mit den getesteten Virusfiltrationsmodulen zwischen den Integritätstests erfolgen kann, ohne dass es notwendig ist, das/die Virusfiltrationsmodul/e jeweils in eine gesonderte Testanlage ein- oder ausgebaut werden.
Description
VERFAHREN ZUM TESTEN DER INTEGRITÄT VON VIRUSFILTRATIONSMODULEN SOWIE EINE FILTRATIONSVORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Testen der Integrität von Virusfiltrationsmodulen sowie eine Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
STAND DER TECHNIK
Filter sind für eine Vielzahl von technischen Anwendungen von großer Bedeutung. Beispielweise kommen bei der aseptischen Herstellung von Arzneimitteln oder medizinischen Produkten sog. Sterilfilter zum Einsatz, um eine Verunreinigung durch z.B. Keime oder Partikel zu verhindern, indem diese abgetrennt werden. Es ist seit Jahren allgemeine Praxis gemäß der GMP-(Gute Herstellungspraxis)-Richtli- nien, Regelungen der EMA (European Medicines Agency) und der FDA (U.S. Food and Drug Administration), dass Filter vor und/oder nach dem Gebrauch auf ihre Integrität geprüft werden („postuse filter integrity“ und „preuse filter integrity“). Der Integritätstest stellt einen Funktionstest des Filters dar, der belegen soll, dass der Filter voll funktionsfähig und damit intakt war oder ist, d.h. keine unerwünschten Bestandteile durchlässt. Bekannte Integritätstests sind destruktiv oder nicht-destruktiv. Nicht-destruktive Integritätstests sind regelmäßig bevorzugt, da diese aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhafter sind.
Im pharmazeutischen Bereich bekannte Integritätstests, die nicht-destruktiv sind, sind beispielweise der Blasendrucktest (bubble point test), der Diffusionstest (forward flow test und Druckhaltetest) und der Wasserintrusionstest (water flow test), wobei jeweils Richtwerte des Herstellers für die Filter als Vorgabe herangezogen werden können, um zu prüfen, ob die Filter tatsächlich funktionstüchtig sind.
In der Biotechnologie, Pharmazie und auch Lebensmitteltechnologie werden beispielsweise Membranfilter eingesetzt. Das Trennverfahren erfolgt dabei rein mechanisch über die Membran des Filters, erfordert kein Erhitzen wie übliche Trennverfahren, beispielweise eine Destillation, und stellt daher eine schonende Auftrennung dar. Mit Hilfe von Membranen sind zudem Trennungen möglich, die sich mit üblichen thermischen Trennverfahren nicht verwirklichen lassen; außerdem erfolgt dabei keine Schädigung der Bestandteile welche aufgetrennt werden z.B. durch thermische Einwirkungen.
Insbesondere bei biopharmazeutischen Herstellungsprozessen und im Hinblick auf die weltweite Covid- Pandemie hat die Entfernung von Viren mit Hilfe von Filtermembranen an Bedeutung gewonnen. Das Vorhandensein von Viren, beispielsweise in Arzneimitteln und medizinischen Produkten, stellt ein erhebliches Risiko eines Patienten für eine Virusinfektion dar, gegebenenfalls sogar mit der potentiellen Gefahr einer Infektionsausbreitung. Bekanntermaßen werden hierzu Virusfilter eingesetzt, die in der Lage sind, Viren vollständig aus einer Charge abzutrennen und damit zu entfernen.
Typische Virusfilter sind z.B. Kompositmembranen, die aus mehreren Werkstoffen hergestellt sein können. Beispielweise wird eine Stützstruktur aus Fasern und eine feinporige Polymerstützschicht mit einer
außerordentlich dünnen porenfreien Trennschicht kombiniert. Virusfilter sind in der Regel Virusrückhal- tefilter in Form von Ultra- oder Mikrofiltern, die sehr kleine und zusätzlich definierte Porengrößen aufweisen. Man unterscheidet die Filter nach der Größe der zu entfernenden Viren. Beispielsweise sind Retrovirusfilter bekannt, wobei der Durchmesser eines Retrovirus etwa 80 bis 100 nm beträgt, und Parvovirusfilter, wobei Parvoviren einen Durchmesser von etwa 18 bis 26 nm haben.
Weitere bekannte Virusfilter sind sog. Hohlfaserfilter, die ein Bündel feiner Röhrchen mit kleinen Poren darstellen. Die Hohlfaserfilter dienen zur Filtration von Flüssigkeiten und weisen üblicherweise zwei Ein- und zwei Ausgänge auf. Die Virusentfernung basiert auf einer Kombination von Größenausschluss- und Tiefenfiltrationsmechanismen, wobei Viren, die größer als die mittlere Porengröße sind, durch die Hohlfasern zurückgehalten werden. Derartige Hohlfaserfilter werden beispielweise zur Virenentfernung aus Arzneimitteln, wie Biopharmazeutika, und Plasmaderivaten eingesetzt.
Zum besseren Verständnis werden nachfolgend zunächst die Hohlfaserfilter und deren Funktion anhand von Figuren erläutert, bevor das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum Testen der Integrität von Hohlfaserfiltern beschrieben wird:
Fig. 1 zeigt eine schematisch vereinfachte Ansicht eines Hohlfaser-Filtermoduls 10 ohne ein üblicherweise vorhandenes Gehäuse, das das Filtermodul 10 umgibt, so dass die Hohlfasern im Inneren des Filtermoduls 10 zu sehen sind. Im Einzelnen ist ein Bündel 50 von Hohlfasern dargestellt, das sich aus einer Vielzahl von Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... zusammensetzt. Die Hohlfasern 50.1 , 50.2, .... sind im inneren Bereich 35, auch als Hohlfaserinnenseite bezeichnet, hohl und liegen in Form von Membranschläuchen mit kleinen Durchmessern vor, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Hohlfasern 50.1 und 50.2 haben ein unteres Ende 20, dem Flüssigkeit zugeführt wird (sogenannter Feed, Pfeil A) sowie ein oberes Ende 30 an dem nur während einem Spülvorgang des Filtermoduls 10 Spüllösung aus den Hohlfasern 50.1 und 50.2 austritt (Pfeil B), aber während einer Filtration keine Flüssigkeit austritt. Die Wand 40 der Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... weist jeweils Poren (nicht gezeigt) auf, so dass Flüssigkeit durch die Wand 40 jeder der Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... tritt (Pfeil C). Die Hohlfaserwände wirken daher als Filter. Die im inneren Bereich 35 oder auf der Innenseite oder dem Lumen der Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... zurückgehaltenen Bestandteile werden auch als Retentat bezeichnet; die durch die Wände der Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... hindurchgehende, filtrierte Flüssigkeit wird auch als Filtrat bezeichnet. Das Hohlfaser-Filtermodul 10 hat daher eine Feedseite 55, eine Retentatseite 65 und eine Filtratseite 75. Die Feedseite 55 führt zur innenliegenden Seite oder dem inneren Bereich 35 jeder Hohlfaser. Zwischen den Hohlfasern 50.1 , 50.2... befinden sich Zwischenräume 38.1 , 38.2...
Fig. 2 zeigt eine schematische vergrößerte Schnittansicht einer Hohlfaser 50.1 , die in dem in Fig. 1 gezeigten Hohlfaser-Filtermodul 10 als Teil des Hohlfaser-Bündels 50 vorliegt. Wenn nun beispielweise eine Proteinlösung auf der Feedseite 55 mit Viren 100.1 , 100.2, ... als Kontamination in das Innere 35 der Hohlfaser 50.1 eingebracht wird - wie symbolisiert mit Pfeil A - durchdringt die Proteinlösung die Poren (z.B. Pore 45) der Membranwand 40 auf der Filtratseite 75 nach außen, wie jeweils durch die Pfeile C (nach unten und oben) symbolisiert. Die Poren in der Wand 40 der Hohlfaser 50.1 werden in Fig. 2 durch die gestrichelten Linien symbolisiert. Die dichte Porenstruktur der Hohlfaserwand 40 ist
beispielsweise mehrere dutzend Mikrometer dick und stellt eine Art gewundenes, dreidimensionales Netz aus miteinander verbundenen Hohlräumen und Kapillarporen dar. Die Viren 100.1 , 100.2,... werden durch die netzartige Porenstruktur in der Hohlfaserwand 40 effektiv zurückgehalten, während die nun Viren-freie Proteinlösung mit den Proteinen durch die Hohlfaserwand 40 nach außen wandert und auf der Filtratseite 75 erhalten wird (Pfeile C). Bei Pfeil B tritt während der Filtration keine Flüssigkeit aus (symbolisiert mit dem durchgestrichenen Pfeil B), nur während eines Spülvorgangs im Integritätstest tritt Flüssigkeit aus, wie noch erläutert wird.
Das Abtrennen von Viren funktioniert somit nur, wenn das Hohlfaser-Filtermodul voll funktionsfähig ist und die Hohlfasern intakt sind und keine Beschädigungen, welcher Art auch immer, aufweisen. Um festzustellen, ob ein intakter Filter vorliegt, wurden Tests entwickelt, die dies überprüfen. Es handelt sich um sogenannte Integritätstests, d.h. Tests, die ermöglichen festzustellen, ob die vorhandenen Hohlfasern unbeschädigt sind und im gewünschten Rahmen funktionieren. Dieser Integritätstest der Virusfilterfunktion sowie weitere hier nicht beschrieben Integritätstests stellen eine Voraussetzung für die Freigabe eines filtrierten Produktes nach Abschluss der Virusfiltration dar. Eine weitere Voraussetzung für die Freigabe für eine Virusfiltration ist ein Goldpartikel (GPT)-Test, ebenfalls ein Integritätstest für einen Hohlfaser-Filter, der zur Bestätigung der Filterqualität (Porengrößenverteilung) nach der Filtration dient. Der GPT-Test spielt hier keine Rolle und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird.
Der interessierende Integritätstest zeigt nun, ob die Hohlfasern des Filtermoduls unbeschädigt sind. Der Test des Hohlfaser-Filtermoduls erfolgt dabei vor Einsatz des Filtermoduls, um sicherzustellen, dass das Filtermodul für den Einsatz geeignet ist und in geeigneterWeise funktioniert. Darüber hinaus erfolgt ein weiterer Integritätstest nach dem Einsatz des Filtermoduls, d.h. nach erfolgter Virusfiltration, um zu gewährleisten, dass dieses während der Filtration, beispielweise aufgrund von Überdruck oder mechanischer Belastung, nicht beschädigt wurde. Der Integritätstest, wie dieser aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird im Wesentlichen wie folgt durchgeführt:
Ein Hohlfaser-Filtermodul 10 besitzt in der Regel 2 Eingänge und 2 Ausgänge. Dies ist beispielhaft in Figur 3a dargestellt. Figur 3a zeigt eine schematisch vergrößerte Frontansicht eines Virusfiltrationsmo- duls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls 10 mit angeschlossenen Leitungen. Es sind 2 Eingänge bei 55 und 65 dargestellt sowie 2 Ausgänge bei 75o und 75u. Jedoch wird für den Integritätstest regelmäßig nur ein Eingang, beispielweise bei 55, und ein Ausgang, beispielweise bei 75o, verwendet, an die jeweils die dargestellten Leitungen angeschlossen sind. Der Ausgang bei 75o im Filtermodul 10 kann aus verfahrenstechnischen Gründen Vorteile haben, beispielweise aufgrund einer kurzen Wegstrecke zu dem zugeordneten Anschluss. Der weitere Eingang bei 65 und der weitere Ausgang bei 75u sind oder werden verschlossen. Die 2 Eingänge bei 55 und 65 im Filtermodul 10 sind völlig gleichwertig, so dass es keine Rolle spielt, welcher der beiden Eingänge ausgewählt wird. Dies gilt auch für die Ausgänge, die beide völlig gleichwertig sind. In Fig. 3a könnte daher auch der Eingang bei 65 und der Ausgang bei 75u für den Integritätstest ausgewählt und der Eingang bei 55 und der Ausgang bei 75o geschlossen sein oder werden.
In dem im Stand der Technik bekannten Integritätstest (siehe „TAS 33088, Integrity Test Procedure Planova™ 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT) ", Version 1 .1 vom 25.02.2019, die Vorschrift ist auf der Homepage der Firma Asahi Kasai nach Registrierung herunterladbar) wird zunächst das zu testende Hohlfaser-Filtermodul 10 in vertikale Position gebracht und mit Flüssigkeit unter Überdruck gefüllt. Dann wird Luft in die Leitung auf der Eingangsseite bei 55 (Feedseite) des Filtermoduls 10 unter Druck eingeblasen. Hierfür werden die Leitungen auf der Eingangsseite bei 55 und der Ausgangsseite bei 75o des Filtermoduls 10 für das Test-Setup geöffnet und die weiteren Leitungen bzw. deren Anschlüsse (bei 65 und 75u) werden oder sind bereits geschlossen. Der Druck wird über die gesamte Testdauer konstant gehalten. Über die Testdauer wird dann über eine visuelle Inspektion kontrolliert, ob in der Leitung auf der Ausgangsseite bei 75o eine durchgehende Luftblasenkette detektiert wird oder nicht. Wenn eine Luftblasenkette auftritt, bedeutet dies, dass das Hohlfaser-Filtermodul 10 eine Beschädigung aufweist und nicht im gewünschten Maße funktioniert.
Die Zusammenhänge die für die Durchführung des Integritätstests an einer Hohlfaser in einem Virusfilt- rationsmodul eine Rolle spielen, sollen nachfolgend zum besseren Verständnis anhand der Figuren 3b und 3c im Einzelnen veranschaulicht werden:
In Fig. 3b ist eine intakte Hohlfaser 50.1 a schematisch und vereinfacht, in vergrößerter Schnittansicht dargestellt. Die Hohlfaser 50.1 a ist Teil eines Hohlfaser-Bündels 50 wie in Fig. 1 veranschaulicht, die sich mit anderen Hohlfasern in einem Gehäuse (nicht dargestellt) befindet. Das Hohlfaser-Filtermodul wurde gemäß dem durchzuführenden Integritätstest bereits vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, so dass sich im gesamten Filtermodul - d.h. in den Hohlfasern und in den Zwischenräumen zwischen den Hohlfasern - sowie in sämtlichen Leitungen, die zum Filtermodul hinführen und von diesem wegführen, Flüssigkeit befindet. In Fig. 3b befindet sich daher im inneren Bereich 35 der Hohlfaser 50.1 a Flüssigkeit und auch außerhalb der Wand 40 der Hohlfaser 50.1 a im Zwischenraum zwischen den Hohlfasern befindet sich Flüssigkeit. Das Volumen der vorhandenen Flüssigkeit wird durch die Art und Größe des Hohlfaser-Filtermoduls und dessen Gehäuse sowie der vorhandenen Leitungen begrenzt.
Wie aus Fig. 3b zu ersehen, wird von der Feedseite 55 in den inneren Bereich 35 bzw. der innenliegenden Seite der Hohlfaser 50.1 a unter Druck Luft 80 zugeführt (Pfeil A). In Fig. 3b ist die dargestellte Hohlfaser 50.1 a intakt und weist keine Beschädigung auf. In diesem Fall geht die von der Feedseite 55 eingeführte Luft 80 durch die Hohlfaser 50.1 a hindurch und es tritt nur eine sehr kleine Menge an Luft durch die Membran hindurch. Diese kleine Menge wird auch als „Schleichmenge“ bezeichnet und wird später noch im Einzelnen erläutert. Die Luft 80 verlässt das Innere 35 der Hohlfaser 50.1 a daher nicht, da die Luft 80 nicht durch die Poren in der Wand 40 der Hohlfaser 50.1 a treten kann, sondern im Inneren 35 zusammen mit der vorhandenen Flüssigkeit zurückgehalten wird. Die Poren in der Wand 40 der Hohlfaser 50.1 a werden in Fig. 3b durch die gestrichelten Linien symbolisiert. Es tritt damit praktisch keine zugeführte Luft 80 auf der Filtratseite 75 (Pfeile C) aus der Hohlfaser 50.1 a aus. Bei der Hohlfaser 50.1 a von Fig. 3b handelt es sich daher um eine intakte Hohlfaser 50.1 a, die den Integritätstest auch bestehen würde.
Anders als in Fig. 3b ist in Figur 3c eine beschädigte Hohlfaser 50.1 b schematisch und vereinfacht, in vergrößerter Schnittansicht dargestellt. Es liegt eine Beschädigung 90 in der Wand 40 der Hohlfaser 50.1 b vor. Die gezeigte Beschädigung 90 stellt beispielsweise einen Riss oder eine andere Beeinträchtigung der Porenstruktur der Hohlfaser-Wand 40 dar. Hierdurch kann die eingeführte Luft 80 nicht im Inneren 35 der Hohlfaser 50.1 b zurückgehalten werden, sondern tritt auf der Filtratseite 75 durch die Wand 40 der Hohlfaser 50.1 b nach außen. Das Auftreten einer Luftblasenkette im Filtrat würde daher eine Beschädigung der Hohlfaser 50.1 b anzeigen, die dann nicht mehr verwendet werden kann. Wenn eine derartig beschädigte Hohlfaser 50.1 b bei einer Virusfiltration zum Einsatz kommen würde, würden die potentiell vorhandenen Viren ebenfalls nicht mehr im Inneren 35 der Hohlfaser 50.1 b zurückgehalten werden, und durch die Beschädigung 90 nach außen treten und das zu reinigende Produkt weiterhin kontaminieren. Eine Abtrennung von Viren wäre nicht mehr zuverlässig möglich.
Aufgrund des unerwünschten Austretens von Luft durch die Hohlfaser-Wand und der Beurteilung des Vorliegens einer Luftblasenkette durch visuelle Inspektion wird der Test auch als „Visual-Leak-Test“ bezeichnet, der vor Durchführung der Filtration (Pre- Visual-Leak-Test) und auch nach der Durchführung der Filtration (Post-Visual-Leak-Test) an einem Virusfilter erfolgt. Ein Visual-Leak-Test oder Integritätstest gilt nur dann als bestanden, wenn über den gesamten Testzeitraum keine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden festgestellt wird.
Der generelle Ablauf und die Testparameter des Integritätstests wurden von der Firma Asahi Kasai entworfen und beinhaltet den Versuchsaufbau, wobei Luft bei definiertem Druck durch ein Hohlfasermodul durchströmt und potentielle Beschädigungen durch eine durchgängige Luftblasen kette am Ausgang des Filtermoduls durch eine manuelle und rein visuelle Kontrolle von einem oder mehreren Mitarbeitern festgestellt wird (siehe „TAS 33088, Integrity Test Procedure Planova™ 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT) ", Version 1.1 vom 25.02.2019, die Vorschrift ist auf der Homepage der Firma Asahi Kasai nach Registrierung herunterladbar).
Der bekannte Integritätstest, wie dieser oben geschildert wurde, hat nun eine Reihe an gravierenden Nachteilen:
Ein Nachteil des bekannten Integritätstests ist, dass die Hohlfaser-Filtermodule, die für die Abtrennung von Viren eingesetzt werden, in hohem Maße empfindlich sind und bei unsachgemäßer Handhabung sehr leicht beschädigt und damit deren Funktion zerstört wird. Dies ist insbesondere ein Problem beim Versuchsaufbau für den Integritätstest, wenn die Hohlfaser-Filtermodule zum Testen der Integrität in die Testvorrichtung mehrfach ein- und wieder ausgebaut werden müssen, um vor und nach erfolgter Virus- filtration die Funktion der Hohlfaser-Filtermodule zu testen. Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn für den Test ungeeignete oder inkorrekte Testparameter ausgewählt werden, die den Filter beeinträchtigen können. Dies sind jeweils potentielle Risiken für mögliche Beschädigungen der Hohlfaser-Filtermodule. Wenn nach erfolgter Virusfiltration Beschädigungen festgestellt werden, ist es im Nachhinein stets schwierig abzugrenzen, ob eine Beschädigung bereits vor Filtration vorlag, während der Filtration auftrat
oder durch den Integritätstest nach Filtration erzeugt wurde. Eine Keimfreiheit, insbesondere Virenfreiheit, ist in speziellen technischen Gebieten, beispielweise bei biopharmazeutischen Aufreinigungsprozessen, jedoch absolut unerlässlich.
Zudem problematisch ist, dass die visuelle Inspektion, um Festzustellen, ob und in welcher Länge die Luftblasen auftreten und einen möglichen Defekt der Hohlfasern anzeigen, durch Mitarbeiter aus der Produktion erfolgt. Dies stellt eine subjektive Bewertung des Tests dar, wobei die Festlegung und Erkennbarkeit einer Luftblasenkette nicht klar definiert ist und daher keinen klaren messbaren Akzeptanzkriterien unterliegt. Ein Beobachter sieht beispielweise eine durchgängige Luftblasenkette über mindestens 20 Sekunden, während ein anderer Beobachter dies anders sieht oder interpretiert. Die Ergebnisse hängen damit vom jeweiligen Beobachter ab und sind nicht objektiv. Auch wenn mehrere unabhängige Beobachter die visuelle Inspektion durchführen, verbessert dies die Ergebnisse nicht wirklich, da ein menschliches Versagen beim Aufbau des Tests und der Durchführung nicht ausgeschlossen werden kann. Tatsächlich würde nur noch mehr Mitarbeiter-Kapazität an einen Test gebunden. Zudem sind die Testergebnisse bei Wiederholungen häufig nicht reproduzierbar. Darüber hinaus kann die Testdurchführung und das Ergebnis nicht aufgezeichnet werden, sondern lediglich die Anzahl der Beobachter vergrößert sich (z.B. doppelt kontrolliert) und das Ergebnis kann nicht in entsprechender Weise dokumentiert werden. Das Testergebnis ist daher lediglich subjektiv und wird nur visuell bestimmt. Die Test- Auswertung ist aufgrund nicht klar vorliegender Auswertungsparameter potentiell fehleranfällig.
Zudem werden mit den bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik in der Regel nur mittlere und große Defekte, aber keine kleinen und kleinsten Defekte, wie beispielweise feine Risse, erfasst.
Aus dem Stand der Technik sind einige Vorschläge zur Durchführung von Integritätstests bekannt geworden:
Beispielweise beschreibt die FR 2 909 904 A1 ein Verfahren zur Kontrolle der Integrität von Filtermembranen vom Hohlfasertyp, wobei eine statische Druckdifferenz zwischen den beiden Kompartimenten einer Hohlfasermembran angelegt wird, insbesondere indem eines der beiden Kompartimente (außen oder innen) mit Hilfe eines Gases, das zuvor von dem darin enthaltenen Wasser entleert wurde (entleertes Kompartiment), mit Druck beaufschlagt wird. Das andere Kompartiment bleibt mit Wasser gefüllt (Wasserkompartiment). Der Druck wird niedriger als der Blasendruck der Membran aber höher als der Druck des Wasserkompartiments gewählt. Beispielhaft wird eine Druckdifferenz von 0,5 bar = 50 kPa angegeben. Wenn eine Membran aufgrund eines Bruchs der Hohlfaser nicht intakt ist, strömt aufgrund des Druckunterschieds auf beiden Seiten der Membran Luft in Form von Blasen durch die gebrochene Faser aus dem entleerten Kompartiment in das Wasserkompartiment. Die Überprüfung der Integrität erfolgt durch Messung des dynamischen Überdrucks, der durch die Luftblasen in der Wasserkammer erzeugt wird. Die Filtration dient insbesondere zur Wasseraufbereitung, wobei die Empfindlichkeit von der Qualität des eingesetzten Rohwassers abhängt. Die verwendeten Hohlfasermembranen sollen auch für eine Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration oder Umkehrosmose einsetzbar sein. Bei Figur 1 und 2 wird jedoch für die inneren Kanäle der Hohlfasern ein Innendurchmesser im Millimeterbereich angegeben. Demgegenüber haben Viren Durchmesser im nm-Bereich, so dass der Schwerpunkt hier
auf größeren Bereichen liegt. Ein schrittweises Befüllen der Hohlfasermembranen wird nicht beschrieben, so dass diese nicht vollständig gefüllt werden können und die Zuverlässigkeit des Integritätstests nicht gewährleistet ist. Der Volumenstrom des Gases durch die Hohlfasermembranen wird auch nicht gemessen, so dass das Erkennen feinster Defekte nicht möglich ist.
JP 2005 013947 A stellt eine Membrantrennvorrichtung zur Verfügung, mit der beschädigte Hohlfasern während eines Wasserzirkulationsvorgangs spezifiziert werden können. Hierzu werden Blasen in das Rohwasser gemischt. Wenn eine Hohlfasermembran beschädigt ist, treten Blasen in die Hohlfasermembran 4 ein und strömen aus einer Öffnung 4a am oberen Ende in einen Permeationsraum 14. Zusätzlich dient austretendes feines Pulver aus dem Defekt der Hohlfasermembran, das in dem Gas dispergiert vorliegt, zum Erkennen des Defekts der Hohlfasermembran. Die aus der Öffnung 4a austretenden Blasen werden anhand der Bilder einer CCD-Kamera 24 erkannt, wodurch die Position der beschädigten Hohlfasermembran bestimmt wird. Es wird Rohwasser verarbeitet, so dass dieses System nicht für eine Virusfitration eingesetzt werden kann. Es werden nur große Defekte erkannt, da nur in diesem Fall feines Pulver auftritt. Es findet keine schrittweise Befüllung der Membrantrennvorrichtung statt, ein zuverlässiger Integritätstest kann daher nicht erfolgen. Zudem wird auch der Volumenstrom des Gases durch die Membrantrennvorrichtung nicht gemessen, so dass das Erkennen feinster Defekte nicht möglich ist.
Die JP 2006 305452 A bezieht sich auf eine Filtrationsvorrichtung, die eine Hohlfasermembran verwendet. Es wird Flusswasser, Seewasser, Grundwasser oder Meerwasser verwendet. Die Filtration erfolgt bei den Hohlfasermembranen von außen nach innen, so dass das gereinigte Wasser in den Hohlfasern beispielsweise aufsteigt, wobei die entfernten suspendierten Materialien nicht durch die Hohlfaserwände dringen können. Luftblasen werden eingesetzt, um an der Hohlfasermembran anhaftende Schwebstoffe zu entfernen, d.h. Luftblasen treffen auf die an der Seitenfläche der Hohlfasermembran anhaftenden Schwebstoffe, während die Hohlfasermembran vibriert. Auf diese Weise wird die suspendierte Substanz von der Hohlfasermembran abgeschält. Zum Feststellen eines Bruchs der Hohlfasermembran werden ebenfalls Luftblasen zugeführt, so dass Luft aus dem gebrochenen Teil in das Innere der Hohlfasermembran eintritt. Die Blasen sind von außen durch eine transparente Sichtkappe sichtbar. Darüber hinaus wird beschrieben, dass das Material mit einem geringen Riss entweder repariert oder weggeworfen und ersetzt werden kann. Ein auf verschmutztes Wasser ausgerichtetes Filtrationssystem ist nicht für eine Virusfiltration einsetzbar. Es findet keine schrittweise Befüllung der Filtrationsvorrichtung statt, ein zuverlässiger Integritätstest kann daher nicht erfolgen. Zudem wird auch der Volumenstrom des Gases durch die Filtrationsvorrichtung nicht gemessen, so dass das Erkennen feinster Defekte nicht möglich ist. Zudem können die Hohlfasern hier repariert oder teilweise ersetzt werden. Eine Reparatur ist bei einem Virusfiltrationsmodul aufgrund der filigranen Hohlfasern mit winzigen Öffnungen nicht möglich. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass hier auf eine völlig andere Größenordnung der abzutrennenden Materialien bei der Trennung abgezielt wird.
Die JP 3 557712 B2 und die JP H07 136476 A offenbaren ein Verfahren zur Feststellung eines Defekts eines Hohlfasermembranmoduls, indem ein Gas durch das Modul geleitet wird. Wenn ein Defekt in der
Hohlfasermembran vorhanden ist, sind feine Partikel, wie Staub, in dem durch das Hohlfasermembranmodul geleiteten Gas vorhanden. Zur Detektion der feinen Partikel im Gas wird ein Laserstrahl eingesetzt, wobei der Laserstrahl gestreut wird, wenn der Laserstrahl auf die feinen Partikel trifft, was über eine CCD-Kamera erfasst werden kann. Gemäß der JP 3 557712 B2 scheint der Durchmesser des Hohlfasermembranmoduls 5 mm oder weniger, vorzugsweise 1 mm, zu sein. Wahrscheinlich sind hiermit die Hohlfasermembranen an sich gemeint. Weiterhin soll ein Defekt repariert werden können. Es findet keine schrittweise Befüllung des Hohlfasermembranmoduls mit Flüssigkeit statt, ein zuverlässiger Integritätstest kann daher nicht erfolgen. Zudem wird auch der Volumenstrom des Gases durch das Hohlfasermembranmodul nicht gemessen, so dass das Erkennen feinster Defekte nicht möglich ist. Zudem können die Hohlfasern hier repariert werden. Eine Reparatur ist bei einem Virusfiltrationsmodul aufgrund der filigranen Hohlfasern mit winzigen Öffnungen nicht möglich. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass hier auf eine völlig andere Größenordnung der abzutrennenden Materialien bei der Trennung abgezielt wird. Mit dem Hohlfasermembranmodul kann keine Virusfiltration durchgeführt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem Stand derTechnik zu vermeiden und ein Testverfahren für die Integrität von Virusfiltrationsmodulen in Form von Hohlfaser- Filtermodulen bereitzustellen, das ein zuverlässiges Testverfahren ermöglicht, dessen Testergebnisse reproduzierbar sind, auch kleinste Defekte feststellen kann und das Risiko von Beschädigung der Hohlfasern durch das Testen auf ein Minimum herabsetzt. Es soll auch eine Vorrichtung zur teil oder vollautomatisierten Durchführung von Integritätstests bereitgestellt werden.
ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die zuvor geschilderte Aufgabe wird daher erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Testen der Integrität eines oder mehrerer Virusfiltrationsmodule gelöst, umfassend die Schritte: a) Einbauen eines oder mehrerer Virusfiltrationsmodule in eine Filtrationsvorrichtung, wobei jedes Virusfiltrationsmodul in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls vorliegt, jeweils umfassend Hohlfasern mit einem inneren Bereich und Hohlfaser-Zwischenräumen, einer Feedseite, einer Retentatseite und einer Filtratseite und jeweils einer Leitung auf der Feedseite, einer Leitung auf der Retentatseite und einer Leitung auf der Filtratseite; b) Füllen des oder der Virusfiltrationsmodule und der angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Schritten: b1) Füllen aller an das oder die Virusfiltrationsmodule angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit, aber ohne das oder die Virusfiltrationsmodule zu füllen; b2) Füllen des inneren Bereichs der Hohlfasern des oder der Virusfiltrationsmodule mit Flüssigkeit, wobei jeweils die Leitung auf der Feedseite und die Leitung auf der Retentatseite geöffnet werden und die Leitung auf der Filtratseite geschlossen wird und
b3) Füllen der Zwischenräume der Hohlfasern des oder der Virusfiltrationsmodule mit Flüssigkeit, wobei jeweils entweder die Leitung auf der Feedseite und die Leitung auf der Filtratseite geöffnet und die Leitung auf der Retentatseite geschlossen oder die Leitung auf der Retentatseite und die Leitung auf der Filtratseite geöffnet und die Leitung auf der Feedseite geschlossen werden; wobei in Schritt b2) und b3) dem oder den Virusfiltrationsmodulen die Flüssigkeit von der Leitung auf der Feedseite oder von der Leitung auf der Retentatseite zugeführt wird; c) Beenden der Zufuhr der Flüssigkeit, sobald das oder die Virusfiltrationsmodule und die Leitungen mit Flüssigkeit gefüllt sind, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, und Schließen sämtlicher Leitungen; d) Zuführen von Luft zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen mit Schritt d1) oder d2): d1) Öffnen jeweils der Leitung auf der Feedseite und der Leitung auf der Filtratseite des oder der Virusfiltrationsmodule und jeweils Geschlossenlassen der Leitung auf der Retentatseite, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung auf der Feedseite in das oder die Virusfiltrationsmodule zuzuführen; oder d2) Öffnen jeweils der Leitung auf der Retentatseite und der Leitung auf der Filtratseite des oder der Virusfiltrationsmodule und jeweils Geschlossenlassen der Leitung auf der Feedseite, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung auf der Retentatseite in das oder die Virusfiltrationsmodule zuzuführen; wobei während Schritt d1) oder d2) der Volumenstrom der Luft durch die ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule gemessen wird; und e) automatisches Detektieren einer auftretenden Luftblasenkette in der Leitung auf der Filtratseite des oder der Virusfiltrationsmodule.
Gegenstand der Offenbarung ist auch eine Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend eines oder mehrere Virusfiltrationsmodule, die in Form von Hohlfaser-Filtermodulen vorliegen, jeweils umfassend Hohlfasern mit einem inneren Bereich und Hohlfaser-Zwischenräumen, die jeweils eine Feedseite, eine Retentatseite und eine Filtratseite aufweisen;
Einrichtungen zum Anbringen und Befestigen von einem oder mehreren Virusfiltrationsmodulen;
jeweils eine Leitung auf der Feedseite, eine Leitung auf der Retentatseite und eine Leitung auf der Filtratseite jedes Virusfiltrationsmoduls, für die Zuführung von Flüssigkeit und/oder Luft eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa zu dem oder den Virusfiltrationsmodu- len;
Öffnungs- und Schließeinrichtungen für die jeweiligen Leitungen; ein Anschluss zum Zuführen von Flüssigkeit eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen; ein Anschluss zum Zuführen von Luft eines gleichbleibenden Drucks in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen; eine Detektionsvorrichtung zum automatischen Detektieren einer Luftblasenkette in der Leitung auf der Filtratseite des oder der Virusfiltrationsmodule und eine Messvorrichtung zum Messen des Volumenstroms der Luft durch das Virusfiltrationsmodul (bei Vorliegen von nur einem Virusfiltrationsmodul) oder durch die Virusfiltrationsmodule (beim gleichzeitigen Vorliegen von mehreren Virusfiltrationsmodulen).
Die vorliegende Offenbarung ermöglicht damit erstmals eine teilweise automatisierte oder völlig automatisierte Testung der Integrität von Virusfiltrationsmodulen in Form eines Visual-Leak-Test- Verfahrens, wobei die kombinierte Bestimmung von auftretender Luftblasenkette und Volumenstrom der Luft durch jedes Virusfiltrationsmodul es ermöglicht auch kleinste Defekte festzustellen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen in flüssiger Zellkultur in einem Bioreaktor unter Herstellung eines Produkts, insbesondere Proteins, und Durchführen einer Virusfiltration des erhaltenen Produkts mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen, wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule gemäß der vorliegenden Erfindung vor und/oder nach der Virusfiltration, insbesondere vor und nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Schritt a) Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen, die ein rekombinantes Protein in Zellkultur exprimieren, in einem Bioreaktor;
Schritt b) Ernten des rekombinanten Proteins;
Schritt c) Reinigen des rekombinanten Proteins;
Schritt d) Entfernen von möglicherweise vorhandenen Viren aus dem erhaltenen rekombinaten Protein in einer Virusfiltration mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen, wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule gemäß der vorliegenden Erfindung vor und/oder nach der Virusfiltration, insbesondere vor und nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, die schematisch und nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind, so dass keine Annahme übergenaue geometrische Werte in Bezug auf die Originalgröße gemacht werden kann.
Die Figuren der vorliegenden Offenbarung sind Bestandteil der Beschreibung und stellen einen Teil davon dar, wobei sie auch Ausführungsformen der Erfindung ohne Beschränkung auf die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen veranschaulichen. Die Zeichnungen dienen zusammen mit der zusammenfassenden und der detaillierten Beschreibung dazu, die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu erläutern. Die gleichen Merkmale sind in den Figuren, wenn möglich, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren 1 bis 9 stellen schematische Darstellungen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. Im Einzelnen zeigt:
Figur 1 eine schematische, vereinfachte Ansicht des Inneren eines Virusfiltrationsmoduls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls;
Figur 2 eine schematische, vergrößerte Schnittansicht einer Hohlfaser des Hohlfaser-Filtermoduls von Fig. 1 ;
Figur 3a eine schematische, vergrößerte Frontansicht eines Virusfiltrationsmoduls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls mit angeschlossenen Leitungen;
Figur 3b eine schematische vergrößerte Schnittansicht einer intakten Hohlfaser des Hohlfaser-Filtermoduls von Fig. 1 ;
Figur 3c eine schematische, vergrößerte Schnittansicht einer nicht intakten Hohlfaser des Hohlfaser-Filtermoduls von Fig. 1 ;
Figur 4 eine schematische, vereinfachte Ansicht eines Virusfiltrationsmoduls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls mit angeschlossenen Leitungen an der Feedseite, Retentatseite und Filtratseite gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 5 eine schematische, vereinfachte Ansicht eines Virusfiltrationsmoduls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls, das eine Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Position einnimmt;
Figur 6a eine schematische, vereinfachte Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei die relative Position von Virusfiltrationsmodul und Luftfilter zueinander beispielhaft dargestellt ist;
Figur 6b eine schematische, vereinfachte Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei die relative Position von Virusfiltrationsmodul und Luftfilter zueinander beispielhaft dargestellt ist;
Figur 7 ein beispielhafter Aufbau für die Messung der Luftblasenkette auf optischem Weg anhand eines Streulichtsensors in vereinfachter Form in einer Teilschnittansicht;
Figur 8 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts aus einer Filtrationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wonach mehrere Virusfiltrationsmo- dule gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getestet werden können und
Figur 9 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts aus einer Filtrationsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wonach mehrere Virusfiltrati- onsmodule gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getestet werden können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DEFINITION VON ALLGEMEINEN BEGRIFFEN
Begriffen, die hier nicht speziell definiert sind, sollte die Bedeutung gegeben werden, die ein Fachmann im Stand der Technik diesen im Licht der Offenbarung und des Kontexts geben würde.
Der Ausdruck „Integrität“ in Zusammenhang mit einem Filter bedeutet, dass festgestellt wird, ob der Filter einwandfrei funktioniert oder in seiner Funktion beeinträchtigt ist. Ein intakter Filter erfüllt daher seine Filterfunktion in gewünschter Weise. Ein „Filter-Integritätstest“ dient dazu, nachzuweisen, dass ein Filter (voll) funktionsfähig ist oder war und ohne Störung funktioniert hat und noch funktioniert, d.h. unbeschädigt ist/war und keine unerwünschten Bestandteile durchlässt/durchgelassen hat. Der erfindungsgemäß modifizierte Integritätstest beruht auf dem Integritätstest mit einer manuellen Testdurchführung gemäß der Anleitung des Herstellers Asahi Kasei zum Umgang bzw. der Testung beim generellen Ablauf der Planova-Virusfiltertestung („TAS 33088, Integrity Test Procedure Planova™ 15N, 20N, 35N and 75N Filters, Visual Leakage Test (VLT) ", Version 1 .1 vom 25.02.2019), ist aber generell für jede Art von Virusfiltrationsmodul verwendbar.
Der Begriff „Virusfiltrationsmodul“ stellt einen Filter oder eine Filtereinheit dar, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, Viren aus Flüssigkeiten durch Filtration abzutrennen. Dies sind in der vorliegenden Offenbarung Hohlfaser-Filtermodule. Der Begriff „Virusfiltrationsmodul“ und „Hohlfaser-Filtermodul“ werden in der vorliegenden Offenbarung austauschbar verwendet und werden hier synonym verstanden. Die Begriffe „Virusfiltrationsmodul“ und „Hohlfaser-Filtermodul“ werden hier abgekürzt auch einfach nur als Filtermodul oder Filter bezeichnet. Erfindungsgemäß werden Virusfiltrationsmodule eingesetzt, die nur bis zu einem Druck von 98 ± 5 kPa zugelassen sind. Es gibt zahlreiche geeignete Virusfiltrationsmodule im Handel. Die erfindungsgemäß eingesetzten Virusfiltrationsmodule werden daher auch bei einer Virusfiltration bei einem maximalen Druck von bis zu 98 ± 5 kPa eingesetzt. Eine Virusfiltration wird erfindungsgemäß daher beispielweise bei Drücken im Bereich von 82 bis 85 kPa oder auch 78 bis 85 kPa durchgeführt.
Der Begriff „Filtermodul“ oder „Filtrationsmodul“ wird synonym mit dem „Virusfiltrationsmodul“ verwendet, wobei der Begriff „Modul“ so verstanden wird, dass die Filtereinheit je nach Ausführungsform auch durch weitere Filtereinheiten oder -module ergänzt werden kann, die dann zusammengeschaltet werden können und wie in einem Baukastensystem gemeinsam die Filterfunktion übernehmen.
Eine „Filtrationsvorrichtung“ ist jede Art von Vorrichtung, die eine Filtration mit einem Virusfiltrationsmodul ermöglicht. Für den durchzuführenden Integritätstest umfasst diese beispielweise Zu- und Ableitungen zum Virusfiltrationsmodul, Mittel zum Schließen und Öffnen der Zu- und Ableitungen, Mittel zum Bereitstellen einer zu filtrierenden Flüssigkeit sowie Mittel zum Aufnehmen einer filtrierten Flüssigkeit sowie Mittel zum Bereitstellen von Luft. Für eine nach dem Integritätstest durchzuführende Virusfiltration kann diese beispielsweise zusätzlich umfassen: Mittel zum Bereitstellen eines zu filtrierenden Produkts, umfassend Flüssigkeit, sowie Mittel zum Aufnehmen eines zu filtrierenden Produkts, umfassend Flüssigkeit. Die Zu- und Ableitungen zum Virusfiltrationsmodul, die für den Integritätstest verwendet werden, können vorteilhafterweise auch für die Virusfiltration eingesetzt werden.
„Hohlfaser-Filtermodule“ stellen eine im Stand der Technik bekannte Technologie dar, in der Hohlfasern mit teildurchlässigen Wandungen als Filtermembranen wirken, die in Form von Faserbündeln zu Filtermodulen zusammengefasst sind. Die Hohlfasern weisen einen inneren Bereich auf, der auch als Hohlfaserinnenseite bezeichnet wird. Zwischen den Hohlfasern in einem Hohlfaser-Filtermodul befinden sich zudem Zwischenräume.
Der Ausdruck „Leitung auf der Filtratseite“ bedeutet, dass hierunter die Leitung verstanden wird, die auf der Filtratseite des Virusfiltrationsmoduls angeschlossen ist. In gleicherweise bedeutet „Leitung auf der Feedseite“, die Leitung, die auf der Feedseite des Virusfiltrationsmoduls angeschlossen ist. Die „Leitung auf der Retentatseite“, bedeutet die Leitung, die auf der Retentatseite des Virusfiltrationsmoduls angeschlossen ist.
Die Flüssigkeit, die für den Integritätstest eingesetzt wird, umfasst oder besteht aus Wasser. Beispielweise kann Wasser als Hauptbestandteil vorhanden sein. Beispielweise ist Wasser in der Flüssigkeit zu mindestens 90 Gew.-%, oder mindestens 95 Gew.-% oder mindestens 98 Gew.-% oder mindestens 99 Gew.-% oder mindestens 99,5 Gew.-% vorhanden.
Der Begriff "Wasser" bezieht sich auf jede Art von Wasser, das verwendet werden kann. Insbesondere wird gereinigtes Wasser verwendet, in einigen Ausführungsformen kann jedoch auch Leitungswasser verwendet werden. Die Auswahl der Wasserart hängt von der beabsichtigten Verwendung ab. Gereinigtes Wasser im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist Wasser, das einem Reinigungsverfahren, wie Destillation, Umkehrosmose, Kohlenstofffilterung, kapazitiver oder Elektrodenionisation, Mikro- oder Ultrafiltration, Ultraviolett-Oxidation oder ähnlichem unterzogen wurde, um Verunreinigungen zu entfernen und für die Verwendung geeignet zu sein. Es können auch Kombinationen dieser Verfahren eingesetzt werden, um Wasser von hoher Reinheit, z. B. Reinstwasser, zu erhalten, wobei seine Spurenverunreinigungen in Teilen pro Milliarde (ppb) oder Teilen pro Billion (ppt) gemessen werden. Beispielweise kann destilliertes Wasser, bidestilliertes oder deionisiertes Wasser verwendet werden. In einer Ausführungsform ist das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Wasser Reinstwasser, z. B. Reinstwasser des Typs 1 gemäß ASTM D1193 oder ISO 3696. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das verwendete Wasser steriles Wasser sein, das für die Verabreichung an ein Subjekt (Mensch oder Tier) geeignet ist, wie z. B. Wasser für Injektionszwecke (WFI).
Unter dem Begriff „Prozessluft“ wird hier Druckluft verstanden, die direkt als Prozessmedium in das Verfahren eingesetzt wird. Druckluft kann bestimmte Qualitäts- und Reinheitskriterien erfüllen, ist in der Regel trocken, keimfrei und kann sogar steril sein. Erfindungsgemäß wird insbesondere aus der Umgebung entnommene Außenluft als Prozessluft eingesetzt. Es handelt sich um komprimierte Luft, d.h. Druckluft, wobei jedoch ein Druck von höchstens 98 ± 5 kPa eingesetzt wird. Der atmosphärische Druck liegt bei 101 ,3 kPa.
Der Ausdruck „transparent“ bezeichnet Materialien, die den überwiegenden Teil des Lichtes hindurch lassen, wobei ein meist geringer Teil des Lichtes absorbiert und gestreut wird. Demgegenüber sind
begrenzt lichtdurchlässige Materialien nicht transparent und werden auch als opak bezeichnet. Transparenz ist daherdie Fähigkeit von Materie, Lichtwellen hindurch zu lassen (Transmission). Transparente Materialien zeichnen sich durch hohe Transmissionsgrade aus. Der Begriff „transparent“ bedeutet hier, dass das eingesetzte Material eine hohe Licht-Transmission aufweist, was bedeutet, dass eine Licht- Transmission vorliegt, die mindestens 75 % oder mindestens 80 % oder mindestens 85 % oder mindestens 90 % oder mindestens 95 % des Lichts der eingesetzten Wellenlänge und bei der verwendeten Dicke des Materials beträgt. Transparente Materialien, die hier eingesetzt werden, sind solche, die bei den gewählten Verfahrensbedingungen einsetzbar sind, d.h. einen Druck von bis zu 98 ± 5 kPa aushalten und von der verwendeten Flüssigkeit, insbesondere Wasser, nicht angegriffen werden.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachfolgend sollen die einzelnen Schritte des Integritätstests der vorliegenden Offenbarung mit seinen unterschiedlichen Ausführungsformen detailliert erläutert werden, wobei das Verfahren zunächst anhand einer Ausführungsform mit einem Virusfiltrationsmoduls beschrieben wird:
Bevor das Verfahren zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls gemäß der Schritte a) bis e) durchgeführt wird, kann es zweckmäßig sein, wenn eine Sterilisation, insbesondere Heißdampfsterilisation, der Leitungen durchgeführt wird. Diese wird in der Regel ohne Virusfiltrationsmodul durchgeführt, wobei anstelle des Virusfiltrationsmoduls ein Passstück zum Schließen der offenen Strecke in die Filtrationsvorrichtung eingesetzt wird. Die Sterilisation kann beispielweise bei 100 °C oder mehr, insbesondere im Bereich von 100 - 130 °C erfolgen. Dies ist dann sinnvoll, wenn sich an den Integritätstest eine Virusfiltration anschließen soll.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es sinnvoll, wenn nach einer Sterilisation der Leitungen und vor Durchführung von Schritt a) die Leitungen unter Überdruck von beispielweise etwa 100 kPa gesetzt werden, um den Eintrag von Kontaminationen nach der Sterilisation zu verhindern. Daran schließt sich dann ein Druckabbau, beispielweise auf einen Druck P < 10 kPa, in allen Leitungen an, wobei im gesamten System ein Druckausgleich erfolgt. Dies dient zum Schutz des Virusfiltrationsmoduls vor Beschädigung.
In Schritt a) des vorliegenden Verfahrens zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls wird zunächst ein Virusfiltrationsmodul bereitgestellt und in eine Filtrationsvorrichtung eingebaut. Die Filtrationsvorrichtung ist eine Vorrichtung, in der der Integritätstest des Virusfiltrationsmoduls durchgeführt werden soll. Hierbei werden die Leitungen des Virusfiltrationsmoduls funktionsfähig an geeignete Flüs- sigkeits- bzw. Luftanschlüsse angeschlossen. Die Filtrationsvorrichtung ist insbesondere auch dafür ausgelegt, dass mit dem Virusfiltrationsmodul eine Virusfiltration durchgeführt werden kann.
Das Virusfiltrationsmodul stellt hier ein Hohlfaser-Filtermodul dar, das in einem Verfahren zum Entfernen von Viren aus einer Flüssigkeit eingesetzt werden soll. Das Hohlfaser-Filtermodul umfasst Hohlfasern mit einem inneren Bereich, der auch als Hohlfaserinnenseite bezeichnet wird, und Hohlfaser-Zwischenräumen. Das Virusfiltrationsmodul in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls ist nicht weiter be-
schränkt; jedes dem Fachmann bekannte Hohlfaser-Filtermodul, das zur Entfernung von Viren einsetzbar ist, kann Verwendung finden, sofern es für eine Virusfiltration für einen Druck von bis zu 98 ± 5 kPa zugelassen ist. Beispielhaft seien die Hohlfaser-Filtermodule Planova™ 15N (Hohlfaser-Durchmesser 15 nm), 20N, 35N oder 75N Filter der Fa. Asahi Kasai angeführt, die zur Entfernung von Viren eingesetzt werden. Virusfiltrationsmodule, die für höhere Drücke zugelassen sind, werden erfindungsgemäß nicht eingesetzt.
Die Viren, die mit dem Virusfiltrationsmodul entfernt werden können sind ebenfalls nicht weiter beschränkt. So kann mit bekannten Virusfiltrationsmodulen nahezu jede Art von Viren aus Flüssigkeiten entfernt werden. Hierzu gehören beispielweise Parvoviren, die zu den kleinsten in der Natur vorkommenden Viren gehören. Auch größere Viren, wie z.B. Retroviren, können mit Virusfiltrationsmodulen entfernt werden.
Der allgemeine Aufbau derartiger Virusfiltrationsmodule in Form von Hohlfaser-Filtermodulen wurde bereits in Fig. 1 im Einzelnen erläutert. Diese weisen eine Feedseite, eine Retentatseite und eine Filtratseite mit jeweils daran angeschlossenen Leitungen auf. Das Material der Leitungen ist nicht besonders beschränkt, sofern dieses die Durchführung des Integritätstests nicht nachteilig beeinflusst. Es kommen daher Materialien zum Einsatz, die für die Verfahrensbedingungen des Integritätstests geeignet sind, d.h. einen Druck von bis zu 98 ± 5 kPa und die Verwendung von Flüssigkeit, umfassend Wasser, als flüssiges Medium. Beispielweise werden daher Kunststoffe oder Metall, insbesondere Edelstahl, eingesetzt.
Die im Handel erhältlichen Hohlfaser-Filtermodule weisen üblicherweise 2 Eingänge und 2 Ausgänge auf: Bei den beiden Eingängen, die durch die beiden Enden der Hohlfasern vorgegeben sind, wählt man ein Ende als Zufuhr für die Flüssigkeit zum Hohlfaser-Filter (sog. Feedseite) und ein Ende als Abfuhr für die Flüssigkeit aus dem Hohlfaser-Filter (sog. Retentatseite) aus. Einer der beiden Eingänge wird daher als Ausgang ausgewählt. Beide Eingänge sind völlig gleichwertig, so dass die Auswahl nur pro forma erfolgt. Bei den beiden Ausgängen der Hohlfaser-Filtermodule ist es analog zu den Eingängen, die man flexibel auswählen kann. Beide Ausgänge sind ebenfalls völlig gleichwertig, so dass die Auswahl nur pro forma erfolgt. Die Wahl von Eingang und Ausgang ändert nichts an der Filtration oder am Testergebnis. Die eigentliche Filtration erfolgt durch die Wand der Hohlfasern, so dass das Filtrat durch die Wand der Hohlfasern (sog. Filtratseite) über 2 Ausgänge erhalten wird. Für die Durchführung des Integritätstestverfahrens gemäß der Offenbarung werden jeweils nur ein Eingang und ein Ausgang benötigt, so dass weitere Eingänge und weitere Ausgänge während des Tests verschlossen werden.
Die Anordnung des Virusfiltrationsmoduls in Schritt a), d.h. die Ausrichtung der Hohlfasern beim Einbau des Virusfiltrationsmoduls kann in eine vorbereitete Filtrationsvorrichtung, in der der Integritätstest erfolgen soll, völlig beliebig sein. Es gibt eigentlich keine Vorzugsrichtung. Das Virusfiltrationsmodul kann beispielweise mit Ausrichtung der Hohlfasern in horizontale Richtung oder in vertikale Richtung oder in einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, wenn die Hohlfasern im Virusfiltrationsmodul in vertikaler Richtung oder in einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung verlaufen. Der
Begriff „in einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung“ bedeutet, dass ein Virusfiltrationsmodul, nicht aufrecht positioniert, wie in Fig. 4 beispielhaft dargestellt, vorliegt, sondern um einen beliebigen Winkel geneigt ist, aber noch nicht in horizontaler Richtung (quasi liegend positioniert) vorliegt (siehe Fig. 5 für eine beispielhafte Zwischenposition eines Virusfiltrationsmoduls). Gemäß einer Ausführungsform liegen die Hohlfasern während der Durchführung des Integritätstests insbesondere parallel zueinander vor. Eine aufrechte (vertikale) Position des Virusfiltrationsmoduls, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, wurde aus Gründen der vereinfachten Darstellung und besseren Beschreibbarkeit gewählt.
In Schritt b) des Verfahrens werden das Virusfiltrationsmodul und die angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit, umfassend Wasser, gefüllt. Hierzu wird ein Flüssigkeitsdruck von höchstens 98 ± 5 kPa eingesetzt. Der Druck liegt in einem Bereich, der ohne weiteres bei Virusfiltrationsmodulen eingesetzt werden kann und diese nicht nachteilig beeinflusst oder gar beschädigt. Es sind auch deutlich geringere Drücke möglich, wie beispielweise die folgenden Untergrenzen: 10 ± 0,5 kPa oder 20 ± 1 kPa oder 30 ± 1 ,5 kPa oder 40 ± 2 kPa oder 50 ± 2,5 kPa oder 60 ± 3 kPa oder 70 ± 3,5 oder 80± 4,0 oder 90 ± 4,5, wobei die Obergrenze bei 98 ± 5 kPa liegt. Je höher der Druck eingestellt wird, je eher ist die Luftbla- senkette detektierbar. Wenn ein Druck für die Flüssigkeit im obigen Bereich ausgewählt wurde, wird dieser während des gesamten Integritätstests beibehalten. Auch bei einem kleinen Druck von 10 ± 0,5 kPa oder 20 ± 1 kPa kann der Integritätstest durchgeführt werden, da auch in diesem Fall eine Luftbla- senkette detektiert werden kann. Gemäß einer Ausführungsform wird der gleiche oder ein kleinerer Druck wie im Integritätstest der Erfindung in einer mit den getesteten Virusfiltrationsmodul(en) durchgeführten Virusfiltration gewählt.
Das Füllen mit Flüssigkeit erfolgt in 3 Teilschritten, wobei die Flüssigkeit jeweils einen gleichbleibenden Druck von höchstens 98 ± 5 kPa aufweist, der- wie bereits erläutert - in allen 3 Teilschritten gleich hoch gewählt wird:
In Schritt b1) erfolgt das Füllen aller an das Virusfiltrationsmodul angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit, aber ohne das Virusfiltrationsmodul zu füllen.
In Schritt b2) wird der inneren Bereich oder die Hohlfaserinnenseite der Hohlfasern des Virusfiltrationsmoduls mit Flüssigkeit gefüllt, wobei die Leitung auf der Feedseite und die Leitung auf der Retentatseite geöffnet werden und die Leitung auf der Filtratseite geschlossen wird.
In Schritt b3) werden die Zwischenräume der Hohlfasern des Virusfiltrationsmoduls mit Flüssigkeit gefüllt, wobei entweder die Leitung auf der Feedseite und die Leitung auf der Filtratseite geöffnet und die Leitung auf der Retentatseite geschlossen oder die Leitung auf der Retentatseite und die Leitung auf der Filtratseite geöffnet und die Leitung auf der Feedseite geschlossen werden.
Bei den Schritten b2) und b3) kann dem Virusfiltrationsmodul die Flüssigkeit von der Leitung auf der Feedseite oder von der Leitung auf der Retentatseite zugeführt werden. Wenn das Virusfiltrationsmodul
vertikal in die Filtrationsvorrichtung eingebaut wurde, bedeutet die Zufuhr der Flüssigkeit von der Feedseite, dass die Flüssigkeit dem Virusfiltrationsmodul von unten zugeführt wird. Die Zufuhr von der Re- tentatseite bedeutet dann, dass die Flüssigkeit dem Virusfiltrationsmodul von oben zugeführt wird. Aus praktischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit in Schritt b2) und in Schritt b3) jeweils von derselben Seite zugeführt wird; dies muss aber nicht so sein.
Wie bereits erwähnt, ist die Orientierung des Virusfiltrationsmoduls völlig beliebig. Die vertikale Ausrichtung der Hohlfasern und damit auch des Virusfiltrationsmoduls wird nur erwähnt, um die Vorgänge besser veranschaulichen zu können. Der Ausdruck Zufuhr „von unten“ oder „von oben“ bedeutet hierbei nicht, dass ein Virusfiltrationsmodul in jedem Fall exakt eine vertikale Position einnehmen muss. Vielmehr kann das Virusfiltrationsmodul auch eine von der vertikalen Ausrichtung abweichende beliebige Zwischenposition einnehmen, die zwischen einer vertikalen und einer horizontalen Ausrichtung liegt (siehe Fig. 5). Auch bei einem in einem Winkel von der vertikalen Richtung weg geneigten Virusfiltrationsmodul, kann eine Zuführung von unten bzw. oben erfolgen.
Als Flüssigkeit wird insbesondere Wasser oder eine Pufferlösung eingesetzt. Das verwendete Wasser ist nicht besonders beschränkt. Je nach dem späteren Verwendungszweck des Filtermoduls, kann die Art des Wassers und dessen Reinheitsgrad ausgewählt werden. Es versteht sich jedoch, dass dieses keine Bestandteile enthalten soll, welche das Virusfiltrationsmodul oder den Integritätstest in irgendeiner Weise beeinträchtigen könnten. Das Wasser ist beispielweise destilliertes Wasser, bidestilliertes oder deionisiertes Wasser oder Reinstwasser des Typs 1 gemäß ASTM D1193 oder ISO 3696, insbesondere steriles Wasser, das für die Verabreichung an einen Mensch oder ein Tier geeignet ist, wie z.B. Wasser für Injektionszwecke (WFI). Dies hängt vom jeweiligen Verwendungszweck ab, insbesondere aus welchem flüssigen Produkt später die Viren entfernt werden sollen.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Pufferlösung eingesetzt, die in der Regel 95 bis 99,5 Gew.-% Wasser enthält, wie beispielweise WFI-Wasser (Wasser für Injektionszwecke). Die Pufferlösung enthält neben Wasser eine Komponente, wie Acetat/Essigsäure, und kann auch Salze, wie NaCI, Lösungsmittel, wie Ethanol, und Zusätze, wie Zucker, beispielweise Sucrose und ein oder mehrere Aminosäuren, z.B. Histidin, enthalten. Vorteilhaft an derartigen Pufferlösungen ist, dass diese eine bessere Verträglichkeit mit einem zu filtrierenden Produkt haben können und beispielweise die Stabilität eines eingesetzten Produkts erhöhen. Das Vorliegen von Salzen hat zudem den Vorteil, dass man die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit messen kann. Dies spielt dann eine Rolle, wenn als Wasser WFI-Wasser zum Einsatz kommt, dass praktisch keine elektrische Leitfähigkeit zeigt. Die Zusammensetzung der Pufferlösung wird daher insbesondere produktspezifisch ausgewählt.
Das Befüllen des Virusfiltrationsmoduls mit Flüssigkeit gemäß Schritt b2) und b3) kann, von der Feedseite, oder von der Retentatseite erfolgen. Würde das Virusfiltrationsmodul in vertikaler Position vorliegen, wäre die Feedseite beispielweise unten und die Retentatseite beispielweise oben. Das Virusfiltrationsmodul kann jedoch jede beliebige Position beim Füllen, d.h. beim gesamten Integritätstest und gegebenenfalls auch bei der durchgeführten Virusfiltration einnehmen. Es ist jedoch zweckmäßig eine
einmal eingestellte Orientierung oder Position des oder der Virusfiltrationsmodule während des Verfahrens beizubehalten, da ansonsten der oder die Virusfiltrationsmodule aus einer Anlage aus- und wieder eingebaut werden müssten, was verfahrenstechnisch nicht sinnvoll ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Flüssigkeit jeweils von der Feedseite, beispielsweise von unten, in den inneren Bereich und die Zwischenräume des Virusfiltrationsmoduls zugeführt. Die Flüssigkeit von unten zuzuführen kann vorteilhaft sein, da dies in der Regel verfahrenstechnisch einfacher ist. Ein weiterer Vorteil bei der Zuführung der Flüssigkeit von unten ist, dass eventuell im Filtermodul vorhandene Luft hierdurch nach oben aus dem Filter herausgespült wird, so dass keine Luft im Filter mehr verbleiben kann. Es kann damit gleichzeitig eine vollständige Entlüftung des Filtermoduls erreicht werden.
In Schritt b1) kann der Füllungsgrad der Leitungen so überprüft werden, dass in der ausfließenden Flüssigkeit keine Luftblasen mehr enthalten sind. Dies kann visuell von einem Mitarbeiter oder mit einem Sensor erfolgen.
In Schritt b2) und b3) kann der Füllungsgrad des Virusfiltrationsmoduls mit Flüssigkeit durch Messen des Drucks vor und nach dem Filtermodul und Bestimmen des Differenz-Drucks überwacht werden. Dies erfolgt beispielweise durch Druckmessung in der Leitung, mit der die Flüssigkeit zum Virusfiltrati- onsmodul zugeführt wird, und in der Leitung, mit der die Flüssigkeit aus dem Virusfiltrationsmodul abgeführt wird und Bildung der Differenz aus beiden Drücken. Dies kann sowohl bei Schritt b2) als auch Schritt b3) durchgeführt werden. Je geringer der Differenz-Druck, je höher ist der Füllungsgrad. Bei einer Druckdifferenz von maximal 98±5 kPa kann man davon ausgehen, dass das Virusfiltrationsmodul gemäß Schritt b2) bzw. b3) gefüllt ist.
Zusätzlich oder alternativ kann die zugeführte Menge an Flüssigkeit in Relation zum Totvolumen von Leitungen und Virusfiltrationsmodul gesetzt werden, wobei gilt: die Menge X an zugeführter Flüssigkeit > Totvolumen. In diesem Fall wäre das Virusfiltrationsmodul dann gefüllt. Das Totvolumen sind alle Volumenanteile des zu betrachtenden Systems, die mit Flüssigkeit gefüllt werden sollen. Das Totvolumen für Schritt b2) und Schritt b3) kann der Fachmann ohne weiteres bestimmen. Das Totvolumen kann man beispielweise aus Angaben des Herstellers entnehmen oder bei diesem erfragen. So hat beispielweise ein 4m2-Filtermodul ein Totvolumen gemäß Herstellerangaben von 1.900 mL. Bei der Testung mehrerer Filtermodule addieren sich deren Totvolumen.
Das Virusfiltrationsmodul wird vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, so dass - so weit wie möglich - kein Leerraum verbleibt. Mit anderen Worten werden alle Hohlfaser-Innenräume (Schritt b2)) sowie alle Zwischenräume (Schritt b3)) zwischen den Hohlfasern im Filtermodul mit Flüssigkeit gefüllt. Außerdem werden die an das Virusfiltrationsmodul angeschlossenen Leitungen vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Dies erfolgt dadurch, dass die Flüssigkeit unter Druck zugesetzt wird, wobei der Druck im angegebenen Bereich eingestellt wird.
Vor Eintritt der Flüssigkeit in das Virusfiltrationsmodul gemäß Schritt b2) und b3) kann in der Zuführleitung ein Einlass-Filter vorgesehen werden, der mögliche Verunreinigungen und Kontaminationen aus
der Flüssigkeit herausfiltert und deren Zutritt zum Virusfiltrationsmodul verhindert. Dieser Einlass-Filter kann daher in der Leitung auf der Feedseite und/oder in der Leitung auf der Retentatseite vorgesehen sein. In gleicher Weise kann es zweckmäßig sein, wenn am Austritt aus dem Virusfiltrationsmodul in der Ausführleitung ein Auslass-Filter eingesetzt wird. Dieser verhindert ebenfalls, dass mögliche Verunreinigungen und Kontaminationen in der Flüssigkeit vorliegen und so die nachfolgende Detektion beeinträchtigen können.
Sobald das Virusfiltrationsmodul und die Leitungen insgesamt mit Flüssigkeit gefüllt sind, wird in Schritt c) die Zufuhr von Flüssigkeit beendet, wobei der eingesetzte Druck jedoch aufrecht erhalten bleibt. Hierzu werden sämtliche Leitungen geschlossen, so dass quasi ein vollständig mit Flüssigkeit gefülltes, geschlossenes System vorliegt, das nach wie vor unter dem eingesetzten Druck von höchstens 98 ± 5 kPa steht.
Das Füllen des oder der Virusfiltrationsmodule und der angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa wird in 3 Teilschritten durchgeführt wird. Dadurch wird das Virusfiltrationsmodul / die Virusfiltrationsmodule vollständig mit Flüssigkeit befüllt. Versuche haben gezeigt, dass ein Füllen eines Virusfiltrationsmoduls in nur einem einzigen Schritt nicht möglich ist, da sich die Flüssigkeit den Weg des geringsten Widerstandes sucht und dann nicht alle leeren Räumen im Virusfiltrationsmodul auffüllt. Ein zuverlässiger Integritätstest kann dann nicht durchgeführt werden. Die Durchführung des Befüllens in 3 Teilschritten bedeutet daher nicht nur eine besonders schonende, sondern auch kontrollierte Vorgehensweise. Die Unterteilung des Befüllens in 3 Teilschritte ermöglicht zudem eine 3fache Kontrolle, bei der in jedem Schritt jeweils für einen Teilabschnitt überprüft und kontrolliert werden kann, ob das Füllen auch vollständig erfolgt ist. Dies kann beispielweise anhand der zugeführten Menge an Flüssigkeit in Relation zum Totvolumen (z.B. basierend auf Angaben des Herstellers), wie bereits erläutert, genau bestimmt werden. Die Orientierung des Virusfiltrationsmoduls spielt beim Füllen generell keine Rolle, da das schrittweise Befüllen von der Orientierung völlig unabhängig erfolgt. Der Virusfiltrationsmodul kann in vertikaler oder horizontaler Position vorliegen oder in einem beliebigen hiervon abweichenden Winkel geneigt sein, insbesondere in einer Zwischenposition zwischen vertikaler oder horizontaler Position vorliegen. Wenn beispielhaft eine Orientierung eines Virusfiltrationsmoduls angegeben ist, dient dies nur zum besseren Verständnis und einer vereinfachten Beschreibung.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann nach Schritt c) ein optionaler Zwischenschritt durchgeführt werden, bei dem nur aus dem inneren Bereich der Hohlfasern die vorhandene Flüssigkeit wieder vollständig entleert wird. Wenn das Virusfiltrationsmodul in der Filtrationsvorrichtung vertikal oder in einer Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Richtung angeordnet ist, kann dies beispielweise durch Öffnen der Leitung auf der Feedseite erfolgen, wodurch dann ein Ablaufen lassen der Flüssigkeit nach unten stattfindet. Dies erfolgt bis sich der innere Bereich der Hohlfasern und auch die angeschlossene Leitung vollständig entleert haben. Dies kann dadurch überwacht werden, dass am Ausgang der Filtrationseinheit keine Flüssigkeit mehr austritt. Dies kann in visueller Prüfung oder über einen Sensor erfolgen.
Eine Vorgehensweise, wonach das Füllen des inneren Bereichs der Hohlfasern gemäß Schritt b2) weggelassen und nur die Zwischenräume gemäß Schritt b3) gefüllt werden, ist aus physikalischen Gründen nicht möglich. Es muss daher erst das gesamte Virusfiltrationsmodul gefüllt werden, bevor die Flüssigkeit aus dem inneren Bereich abgelassen werden kann.
Dieser optionale Zwischenschritt ist nicht in jedem Fall erforderlich. Dieser Zwischenschritt hat den Vorteil, dass das innere Entleeren des Virusfiltrationsmoduls eine besonders schonende Vorgehensweise für den nachfolgenden Integritätstest darstellt. Ist der innere Bereich bzw. die Innenseite der Hohlfasern mit unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt und es wird dann für den Integritätstest auch noch Luft unter Druck zugeführt, so könnte dies ein Aufblähen der Hohlfasern zur Folge haben, wodurch sich die Beanspruchung des Filtermoduls noch erhöhen und die Neigung zu Beschädigungen ansteigen könnte.
Vor dem Durchführen von Schritt d) kann ein Dichtigkeitstest des kompletten Systems, einschließlich des Virusfiltrationsmodules durchgeführt werden, um eine Undichtigkeit am System, z.B. durch eine unsachgemäß eingesetzte Dichtung, auszuschließen. Dies dient dazu sicherzustellen, dass keine Luft aus dem System entweicht und so den nachfolgenden Integritätstest und dessen Auswertung verfälschen könnte. Da erfindungsgemäß jedoch während des Verfahrens der (Gesamt-)Volumenstrom der Luft über das Filtrationssystem und damit durch das Virusfiltrationsmodul (wenn nur ein Virusfiltrationsmodul getestet wird) oder durch die Virusfiltrationsmodule (wenn gleichzeitig mehrere Virusfiltrations- module getestet werden) gemessen wird, ist ein Dichtigkeitstest nicht mehr erforderlich, da die Größe des Volumenstroms unmittelbar zeigt, wenn das System Undichtigkeiten enthalten würde. Der Vollständigkeit halber soll hier dennoch eine mögliche Ausführungsform eines Dichtigkeitstests beschrieben werden.
Der Dichtigkeitstest wird auch als Druckhaltetest bezeichnet. Bei diesem wird dem Virusfiltrationsmodul Luft über die Retentatseite oder über die Feedseite zugeführt, ein Druck unterhalb von 98 ± 5 kPa, als sog. Vorstabilisierungsdruck, ausgewählt, beispielweise im Bereich von 60 - 70 kPa, und nach einer Stabilisierungszeit von mindestens 180s, der Druckabfall im System gemessen.
Im Dichtigkeitstest werden im Einzelnen die mit Flüssigkeit gefüllten Leitungen am Virusfiltrationsmodul geöffnet (z.B. in Fig. 4 die Leitungen 55a und 75a oder 65a und 75a). Ein weiterer Ausgang am Filtermodul wird verschlossen (z.B. in Fig.4: Ausgang bei 75b). Nicht benötigte Ein- und Ausgänge des Systems werden verschlossen (z.B. in Fig. 9 Ein- bzw. Ausgang für Wasser 70 und Luft 80). Dann wird dem Virusfiltrationsmodul Luft, beispielsweise Prozessluft, zugeführt. Dies kann entweder von der Retentatseite (in Fig. 4: bei 65a) oder von der Feedseite (in Fig. 4: bei 55a) des Virusfiltrationsmoduls erfolgen. Ist das Virusfiltrationsmodul wie in Fig. 4 gezeigt in vertikaler Position in die Filtrationsvorrichtung oder in einer Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Position eingebaut, dann wird die Luft über die Retentatseite von oben zugeführt oder über die Feedseite von unten. Andere Orientierungen sind möglich. Es erfolgte ein schrittweiser Druckaufbau mittels kontrolliertem Druckanstieg (z.B. fixe Rampe) der zugeführten Luft bis zum Erreichen eines Testdruckes, der auch als Vorstabilisierungsdruck bezeichnet wird. Der Luftdruck im System kann beispielweise durch eine Zeit-Rampe (kPa/min) begin-
nend bei 0 kPa auf einen Wert beispielweise im Bereich von 60 bis 70 kPa erhöht werden. Der Vorstabilisierungsdruck wird niedriger als der Druck beim Integritätstest (höchstens 98 ± 5 kPa) gewählt. Es kann zweckmäßig sein, nach Erreichen des Vorstabilisierungsdrucks eine Stabilisierungszeit einzuhalten, in der sich die Luft im System verteilen kann, bevor die Auswertung des Dichtigkeitstests erfolgt. Die Stabilitätszeit beträgt mindestens 180s. Der Dichtigkeitstest gilt als bestanden, wenn der Druckabfall nach der Stabilisierungszeit < 10 kPa, insbesondere < 5 kPa beträgt. Wenn der Druckabfall < 10 kPa liegt, muss davon ausgegangen werden, dass keine Undichtigkeit im Filtrationssystem vorliegt. Wenn der Druckabfall > 10 kPa liegt, muss davon ausgegangen werden, dass eine Undichtigkeit im System vorliegt. In diesem Fall sucht man die Undichtigkeit im Filtrationssystem und beseitigt diese.
Nach Schritt c) oder nach dem oben geschilderten optionalen Zwischenschritt oder nach dem beschriebenen optionalen Dichtigkeitstest wird dem Virusfiltrationsmodul mit Schritt d1) oder d2) Luft zugeführt. Die beiden Verfahrensvarianten resultieren daraus, dass die Luft entweder von einer der beiden Seiten in das Virusfiltrationsmodul zugeführt wird. Wenn das Virusfiltrationsmodul mit vertikal verlaufenden Hohlfasern oder einer hiervon abweichenden Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Position eingebaut ist, wird die Luft von oben oder von unten zugeführt. Wenn der Virusfiltrationsmodul in anderer Orientierung vorliegt, wird die Luft entweder von einer Seite oder von der anderen Seite zugeführt. Es ist jedoch schwierig die komplexen Zusammenhänge zu beschreiben, wenn die eine Seite von der anderen Seite unterschieden werden soll. Zur Vereinfachung der folgenden Erläuterungen wird daher die vertikale Ausrichtung des Virusfiltrationsmoduls angenommen, um einfach auf „unten“ bzw. „oben“ verweisen zu können, auch wenn diese vertikale Ausrichtung bei Durchführung des Verfahrens nicht exakt vorliegen muss. Das Virusfiltrationsmodul könnte auch in einer anderen Ausrichtung in die Filtrationsvorrichtung eingebaut werden.
Im Einzelnen werden gemäß der ersten Verfahrensvariante in Schritt d1) die Leitung auf der Feedseite (in der beschriebenen Ausführungsform beispielhaft am unteren Ende des Filtermoduls) und eine Leitung auf der Filtratseite des Filtermoduls (auf der Wandseite des Filtermoduls) geöffnet und die Leitung auf der Retentatseite (am oberen Ende des Filtermoduls) und gegebenenfalls eine weitere für den Test nicht verwendete Leitung auf der Filtratseite des Filtermoduls (auf der Wandseite des Filters) jeweils geschlossen gelassen, um Luft über die Leitung auf der Feedseite unter einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck, d.h. einem Druck von höchstens 98 ± 5 kPa, in das Virusfiltrationsmodul (in der beschriebenen Ausführungsform beispielhaft von unten) einzupressen. Das Öffnen der Leitungen bedeutet nicht, dass die Leitungen nach außen geöffnet werden. Vielmehr bleibt der Druck von höchstens 98 ± 5 kPa im Virusfiltrationsmodul und den angeschlossenen Leitungen vollständig aufrechterhalten. Das Öffnen hat nur den Zweck, dass Luft, die unter Druck steht, zugeführt werden kann. Dem Fachmann ist es bekannt, wie man einem unter Druck stehenden System Luft unter demselben Druck zuführen kann.
In der alternativen, zweiten Verfahrensvariante werden in Schritt d2) die Leitung auf der Retentatseite (in der beschriebenen Ausführungsform beispielhaft am oberen Ende des Filtermoduls) und eine Leitung auf der Filtratseite des Filtermoduls (auf der Wandseite des Filtermoduls) geöffnet und die Leitung
auf der Feedseite (in der beschriebenen Ausführungsform beispielhaft am unteren Ende des Filtermoduls) und gegebenenfalls eine weitere für den Test nicht verwendete Leitung auf der Filtratseite des Filtermoduls (auf der Wandseite des Filters) geschlossen gelassen, um Luft über die Leitung auf der Retentatseite unter einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck, d.h. einem Druck von höchstens 98 ± 5 kPa, in das Virusfiltrationsmodul (in der beschriebenen Ausführungsform beispielhaft von oben) einzupressen. Das Öffnen der Leitungen bedeutet nicht, dass die Leitungen nach außen geöffnet werden. Vielmehr bleibt der Druck von höchstens 98 ± 5 kPa im Virusfiltrationsmodul und den angeschlossenen Leitungen vollständig aufrechterhalten. Das Öffnen hat nur den Zweck, dass Luft, die unter Druck steht, zugeführt werden kann. Dem Fachmann ist es bekannt, wie man einem unter Druck stehenden System Luft unter demselben Druck zuführen kann.
Das Öffnen und Schließen der Leitungen kann mittels geeigneter Einrichtungen erfolgen, wie beispielsweise sog. Absperreinrichtungen. Hierfür kommt z.B. ein Kugelhahn in Frage, der nur die Zustände , offen' und .geschlossen' hat. Weiterhin möglich sind Ventile aller Art, wie Regelventile, bei denen eine stufenlose Ansteuerung zwischen 0 und 100% möglich ist, oder Automatikventile, die nur die Auf- und Zu-Stellung haben, oder auch manuell betätigbare Handventile. Andere Möglichkeiten sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt.
Der gewählte Druck für die Flüssigkeit und damit auch die zugeführte Luft liegt in einem Bereich, der ohne weiteres bei Virusfiltrationsmodulen eingesetzt werden kann und diese nicht nachteilig beeinflusst oder gar beschädigt.
Es versteht sich von selbst, dass während des Testverfahrens auch eine Überwachung des Druckes mittels Druckmess- und -regelgeräten durchgeführt werden kann. Dies ist für den Fachmann selbstverständlich und wird nicht explizit beschrieben.
Die zugeführte Luft wird daher von einem Filtereingang des Virusfiltrationsmoduls durch die enthaltenen Hohlfasern im Modul zum Filterausgang gedrückt. Der Filtereingang ist in diesem Fall die Seite des Filters, an der die Luft eingebracht wird. In der ersten Verfahrensalternative d1) ist der Filtereingang für die Luft daher die Feedseite des Filters (unteres Ende der Hohlfasern), in der zweiten Verfahrensalternative d2) ist der Filtereingang für die Luft die Retentatseite des Filters (z.B. oberes Ende der Hohlfasern). Der Filterausgang ist stets die Filtratseite, an der die Luft austreten kann oder nicht, je nachdem ob der Filter intakt ist oder nicht.
Gemäß einer Ausführungsform wird, wenn das Virusfiltrationsmodul vertikal oder einer Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Richtung eingebaut vorliegt, insbesondere die zweite Verfahrensvariante eingesetzt, bei der die Luft von oben (oberes Ende oder Retentatseite des Virusfiltrationsmoduls) zugeführt wird. Die zweite Verfahrensalternative ist vorteilhaft, da dies verfahrenstechnisch bedingte Vorteile hat. So hat es sich als vorteilhafter erwiesen, wenn vom höchsten Punkt des Filtermoduls aus Luft in dieses eingeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann es aus verfahrenstechnischen Gründen zweckmäßig sein, wenn bei dem erläuterten Dichtigkeitstest der Leitungen und des Virusfiltrationsmoduls die Luft von derselben Seite, z.B. der Retentatseite, in das Virusfiltrationsmodul wie beim Integritätstest (Schritt d1) oder d2)) zugeführt wird.
Die unter Druck zugeführte Luft dient dazu, festzustellen, ob die Hohlfasern im Virusfiltrationsmodul intakt sind, d.h. keine Beschädigungen, wie Risse, aufweisen und daher die gewünschte Filterfunktion erfüllen. Bei funktionsfähigem Virusfiltrationsmodul bleibt die Luft in den Hohlfasern, da die Luft die Poren der Hohlfaserwand nicht durchdringen kann, und kann bis in die geschlossene Leitung am Filterausgang (Retentatseite oder Feedseite des Filtermoduls, je nachdem, wo die Luft eingepresst wurde) vordringen. Bei nicht funktionsfähigem Virusfiltrationsmodul tritt die Luft durch Beschädigungen in der Hohlfaserwand durch diese hindurch und gelangt so zur Filtratseite des Filtermoduls, wo dann eine Luftblasenkette auftreten und in der angeschlossenen Leitung auf der Filtratseite detektiert werden kann.
Die Luft, die eingesetzt wird, ist nicht besonders beschränkt. Es versteht sich jedoch, dass diese keine Bestandteile enthalten soll, welche das Virusfiltrationsmodul oder den Integritätstest in irgendeiner Weise beeinträchtigen könnten. Bevorzugt wird Prozessluft eingesetzt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Luft, die in den Verfahrensschritten d1) und d2) eingesetzt wird, jeweils zunächst durch einen Luftfilter geführt, bevor diese in das Virusfiltrationsmodul gelangen kann, um potentielle Verunreinigungen und Kontaminationen aus der Luft zurückzuhalten, damit diese nicht in das Virusfiltrationsmodul gelangen können. Es wurde festgestellt, dass das Testverfahren in keiner Weise durch einen derartigen Luftfilter beeinträchtigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Luftfilter oberhalb des Virusfiltrationsmoduls angeordnet, d.h. der Luftfilter befindet sich vollständig über dem Virusfiltrationsmodul. Wenn ein Luftfilter vorgesehen wird und das Virusfiltrationsmodul in vertikaler Position (mit vertikal verlaufenden Hohlfasern) oder in einer Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Richtung eingebaut wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit von unten (Schritt b), 1 . Alternative) und die Luft von oben (Schritt d2)) in das Virusfiltrationsmodul eingebracht werden, da es durch diese Verfahrensweise einfacher ist, zu verhindern, dass der Luftfilter mit Flüssigkeit geflutet und die Funktion dadurch gestört wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die vom Luftfilter abgehende Luft-führende Leitung einen Abschnitt aufweisen, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung umfasst. Hierdurch wird sichergestellt, dass Flüssigkeit nicht zum Luftfilter hochsteigen und in diesen eindringen kann. Es ist in diesem Fall egal, wo der Luftfilter angeordnet ist, dieser kann sich dann auch unterhalb des Virusfiltrationsmoduls befinden. Dieser muss dann nicht den höchsten Punkt der Anlage darstellen, vielmehr ist es ausreichend, wenn die vom Luftfilter abgehende Leitung den höchsten Punkt der Vorrichtung aufweist. Diese Ausführungsformen werden bei den Figuren im Einzelnen erläutert.
Auch wenn das Virusfiltrationsmodul völlig intakt ist, wurde in Versuchen ein minimaler Verlust an eingeblasener Luft nach Passage durch das Virusfiltrationsmodul festgestellt. Diese geringe Menge oder Schleichmenge kann nur anhand eines Luftmessgeräts überhaupt festgestellt werden, wobei es sich beispielweise um wenige ml/min, beispielweise 3 - 6 mL/min, handeln kann. Diese Schleichmenge an Luft führt nicht zur Bildung einer Luftblasen kette auf der Filtratseite des Virusfiltrationsmoduls, die mindestens über 20 s vorliegen muss. Wenn demgegenüber ein Virusfiltrationsmodul nicht intakt ist, dann wurde festgestellt, dass große Mengen an Luft, beispielweise im Bereich > 150 mL/min, auf der Filtratseite austreten, so dass ohne weiteres zwischen einem intakten und einem nicht-intakten Virusfiltrationsmodul eindeutig unterschieden werden kann.
Zusätzlich zur Überprüfung des Kriteriums, ob eine durchgehende Luftblasenkette, insbesondere über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden, auftritt, wird während des Integritätstests, während Schritt d1) oder d2) ein weiterer Parameter überprüft, um festzustellen, ob ein intaktes oder defektes Virusfiltrationsmodul vorliegt. Hierbei handelt es sich um die Messung des Volumenstroms der Luft durch jedes Virusfiltrationsmodul, insbesondere Messung des Gesamt-Volumenstroms durch alle Virusfiltrationsmo- dule. Daher wird in Schritt d1) und d2) zusätzlich der (Gesamt-)Volumenstrom der Luft gemessen, der angibt, wie viel Volumen eines Mediums (hier: Luft) pro Zeitspanne durch einen festgelegten Querschnitt (hier: das oder die Virusfiltrationsmodule) transportiert wird. Insbesondere wird Schritt e) durchgeführt, während Schritt d1) oder Schritt d2) noch erfolgt, so dass insbesondere auch während Schritt e) der Volumenstrom der Luft durch das oder die Virusfiltrationsmodule weiterhin gemessen wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Volumenstrom der Luft durch das oder die Virusfiltrationsmodule auch nur in Schritt e) gemessen werden. Dies hat auf das Testergebnis keinen nachteiligen Einfluss und stellt eine Variante der Festlegung des Testzeitraums dar, die nur messtechnisch eine Rolle spielt. Der Testzeitraum beginnt daher in Schritt d) und endet nach Schritt e) oder der Testzeitraum beginnt in Schritt e) (während Schritt d) nach wie vor weitergeführt wird) und endet nach Schritt e). Der Testzeitraum kann daher früher oder später während Schritt d) beginnen, was - je nach Verfahrensführung - durch die Zufuhr der Luft und das Erreichen das gewählten Drucks bestimmt werden kann.
Um zu bestimmen, ob ein intaktes oder defektes Virusfiltrationsmodul vorliegt, wird ein Vergleich des Volumenstroms der Luft eines intakten Virusfiltrationsmoduls mit einem defekten Virusfiltrationsmodul vorgenommen. So wurde festgestellt, dass ein intaktes Virusfiltrationsmodul einen Volumenstrom der eingepressten Luft im Bereich von etwa 0,8 bis 8,0 mL/min/ Virusfiltrationsmodul aufweist, wohingegen mit einem defekten Virusfiltrationsmodul ein deutlich höherer Volumenstrom vorliegt. Man geht daher von einem Volumenstrom der Luft von 8 mL/min/ Virusfiltrationsmodul für ein intaktes Virusfiltrationsmodul aus. Dies stellt einen (maximalen) Erwartungswert dar, mit dem ein Vergleich erfolgt, um Diffusionseffekte ausschließen zu können. Der Volumenstrom der Luft von 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul entspricht daher dem maximalen Volumenstrom (Volmax), der pro Virusfiltrationsmodul erlaubt ist. Insbesondere wird daher überprüft, ob der maximal erlaubte Volumenstrom Volmax der Luft während des gesamten Testzeitraums eingehalten wird.
Erfindungsgemäß kann der Volumenstrom der Luft für jedes Virusfiltrationsmodul einzeln gemessen werden. Insbesondere wird jedoch ein Gesamt-Volumenstrom in einer einzigen Messvorrichtung für alle vorhandenen Virusfiltrationsmodule zusammen gemessen. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang, dass sich die Volumenströme, gemessen als Gesamt-Volumenstrom, bei einer parallelen Testung von mehreren Virusfiltrationsmodulen gleichzeitig jeweils aufaddieren: Wenn ein intaktes Virusfiltrationsmodul einen Volumenstrom der Luft von etwa 8 mL/min/Virusfiltrationsmodul hat, haben 7 Virusfiltrationsmodule, die gleichzeitig dem geschilderten Integritätstest unterzogen werden, einen Gesamt-Volumenstrom der Luft von maximal etwa 56 mL/min. Mit anderen Worten wird in Schritt d1) oder Schritt d2) ein maximaler Gesamt- Volumenstrom für Luft von höchstens 56 mL/min gemessen, wenn alle 7 Virusfiltrationsmodule intakt sind. Der maximale Volumenstrom der Luft wird hier auch als Volmax abgekürzt. Erfindungsgemäß darf daher der gemessene maximale Volumenstrom Volmaxder Luft 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul nicht übersteigen.
Es wurde nun ein Versuch durchgeführt, bei dem eine Hohlfaser des Hohlfaser-Filtermoduls absichtlich zerstört wurde und die anderen intakt gelassen wurden. Dann wurde der Volumenstrom der Luft durch das Hohlfaser-Filtermodul gemessen. Dieser betrug mehr als 150 mL/min für das Virusfiltrationsmodul. Man kann daher davon ausgehen, dass der gemessene Volumenstrom der Luft von mehr als 150 mL/min ein defektes Virusfiltrationsmodul anzeigt. Es wurde festgestellt, dass mit Messung des (Ge- samt-)Volumenstroms der Luft auch kleinste Defekte, wie feinste Risse, in den Virusfiltrationsmodulen festgestellt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Volumenstrom der Luft an einer Position gemessen werden, die beispielweise vor dem Einbringen von Luft in das Hohlfaser-Filtermodul (Schritt d1) oder d2)) angeordnet ist. Dies liegt daran, dass es sich um ein geschlossenes System handelt, so dass an jeder Stelle in diesem geschlossenen System der Volumenstrom der Luft gemessen werden könnte.
Gemäß einer Ausführungsform kann zwischen Schritt d) und Schritte e), genauer gesagt während Schritt d) weiter durchgeführt wird, aber bevor Schritt e) durchgeführt wird, eine bestimmte Zeitspanne vorgesehen sein, die abgewartet wird, in der die Luft weiter zugeführt und sich weiter im System verteilen kann. Dies ist die sog. Stabilisierungszeit, die bis zu 600s betragen kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann diese Stabilisierungszeit auch weggelassen werden.
Schritt e), der sich an Schritt d) anschließt wird so durchgeführt, dass die Zuführung von Luft gemäß Schritt d) während Schritt e) weiter durchgeführt wird, d.h. in Schritt e) erfolgt weiterhin eine Zuführung von Luft, wobei gegebenenfalls nach Einhaltung einer Stabilisierungszeit von bis zu 600s ein automatisches Detektieren einer etwaig auftretenden Luftblasenkette, die in der Leitung auf der Filtratseite des Virusfiltrationsmoduls auftreten kann, durchgeführt wird. Schritt e) erfolgt daher während Schritt d) weiter durchgeführt wird. Das Detektieren einer Luftblasenkette erfolgt insbesondere in der Leitung am Filterausgang auf der Filtratseite des Virusfiltrationsmoduls. Somit wird eine Luftblasenkette, die auf der Filtratseite des Filtermoduls bei nicht-funktionsfähigem Filtermodul auftritt, automatisch erfasst.
Das Detektieren eines möglichen Defektes des Filters in Form einer auftretenden Luftblasen kette erfolgt beispielweise auf optischem Weg. Dabei wird das Messprinzip zugrunde gelegt, dass sich ein Lichtstrahl, der durch eine Flüssigkeit geleitet wird, bei Vorhandensein von Luft in der Flüssigkeit ändert. Dies ist ähnlich zur bekannten Messung der Trübung einer Flüssigkeit, die durch kleine suspendierte (ungelöste) Partikel oder kleine Tröpfchen verursacht, einen anderen Brechungsindex aufweisen als das umgebende Medium. Dieser Unterschied führt zu Reflexion, Absorption und Streuung, d.h. zu einer Richtungsänderung des eingestrahlten Lichts. Die Intensität und räumliche Verteilung des gestreuten Lichts hängen dabei von der eingesetzten Wellenlänge des Lichts und der Größe der Partikel oder Tröpfchen oder hier: dem Vorhandensein und der Größe der Luftblasen ab.
Das Vorhandensein von Luft in der Flüssigkeit wird daher durch ein optisches Messverfahren bestimmt, woran sich insbesondere eine Auswertung der optischen Messung in automatischer Form anschließt. Man unterscheidet generell zwei Messverfahren: Die Schwächung der durchgehenden Lichtstrahlung (sogenanntes Durchlicht) und die Seitwärtsstreuung der Lichtstrahlung (sogenanntes Streulicht). In der vorliegenden Offenbarung wird insbesondere die Streulichtmessung eingesetzt. Dies stellt eine bereits auf dem Markt etablierte Messtechnik dar, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Streulichtmessung stellt ein sehr empfindliches und zuverlässiges optisches Verfahren dar, das bekanntermaßen auch zur Messung sehr geringer Trübungen eingesetzt wird. Die Streulichtmessung hat sich als besonders geeignete Messmethode für die automatische Detektion von Luftblasen in einer Flüssigkeit, umfassend Wasser, herausgestellt. Zur automatisierten Detektion auf optischem Weg kann eine Zählvorrichtung für die Luftblasenkette eingesetzt werden, wie beispielweise ein Luftblasen-Coun- ter.
Die Wellenlänge der Messstrahlung liegt beispielweise im Nahinfrarot (NIR), insbesondere im Bereich von 730 bis 970 nm. Es sind jedoch auch andere Wellenlängen möglich, wie beispielweise eine Weißlichtlampe (z.B. Wolframlampe) mit Wellenlängen im Bereich zwischen 400 und 600 nm.
Bei der Messung wird beispielweise Licht im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge im Bereich von 730 bis 970 nm vom Sensor ausgesendet, tritt durch die mit Flüssigkeit gefüllte Leitung und wird von der in der Flüssigkeit vorliegenden Luft verändert. Das aus der Leitung austretende Licht kann dann beispielweise über Dioden oder Photozellen erfasst und daraus ein Messsignal ermittelt werden. Das Messsignal bzw. die Messeinheit ist hier die Absorption, so dass ein spezifisches Absorptionssignal - genauer gesagt die durch vorhandene Luft erzeugte Veränderung des Absorptionssignals - detektiert wird. Zur Streulichtmessung finden insbesondere sogenannte Streulichtsensoren Verwendung, welche die Lichtstreuung (Seitwärtsstreuung) misst. Ein Streulichtsensor ist üblicherweise aus einer Lichtquelle und einem oder mehreren Detektoren zum Detektieren des durch die Leitung getretenen Lichts aufgebaut. Beispielweise können im Handel erhältliche Streulichtsensoren, insbesondere bekannte Trübungssensoren, zum Einsatz kommen.
Der Streulichtsensor wird daher insbesondere am Filterausgang auf der Filtratseite des Virusfiltrations- moduls und zwar an der auf der Filtratseite angeschlossenen Leitung angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform wird der Streulichtsensor an einer von unten nach oben verlaufenden Leitung angeordnet, so dass die Luftblasenkette in der Leitung während diese aufsteigt vollständig detektiert werden kann.
Zur Detektion auf optischem Weg wird die Leitung auf der Filtratseite so ausgewählt, dass diese aus transparentem Material besteht oder dieses umfasst. Daher kann die Leitung insgesamt aus transparentem Material aufgebaut sein. Alternativ ist die Leitung nur am Ort der Detektion so aus transparentem Material aufgebaut, dass eine optische Detektion möglich ist. Mit anderen Worten ist die Leitung an den Positionen transparent, wo das Licht in die Leitung eintritt und aus der Leitung wieder austritt.
Es muss nicht die gesamte Leitung am Ort der Detektion transparent sein, sondern nur ausgewählte Abschnitte der Leitung können transparent sein.
Beispielweise kann der Abschnitt ein transparentes Rohr, das einen Teil der Leitung ersetzt, darstellen oder es können 2 einander gegenüberliegende transparente Fenster in oder auf der Leitung angebracht vorliegen oder die gesamte Leitung kann transparent ausgewählt sein.
Als transparenter Abschnitt kann beispielweise ein transparentes Rohr vorliegen, das einen kleineren Durchmesser wie die Leitung aufweist und einen Teil der Leitung ersetzt. Dadurch kann die Leitung auf der Filtratseite geteilt und auf das transparente Rohr beidseitig aufgesteckt werden, wobei das transparente Rohr am Ort der Detektion, d.h. dort wo der Streulichtsensor sich befindet, angeordnet wird.
Alternativ können 2 transparente Fenster, entweder integriert in die Leitungswand, oder anbracht an der Leitung im Strahlengang des Messlichts - auf der Außenseite oder Innenseite der Leitung - vorliegen, wobei ein Fenster beim Lichteintritt in die Leitung und ein Fenster beim Lichtaustritt aus der Leitung vorgesehen wird. Es versteht sich, dass die transparenten Abschnitte, wie ein Rohr oder 2 Fenster, in der Art in die Leitung integriert oder an dieser angebracht werden, dass die Leitung ihre Dichtigkeit nicht verliert und nach wie vor dicht ist. Hierzu können entsprechende Dichtungen zum Einsatz kommen. Andere als die beschriebenen Möglichkeiten sind für den Fachmann ebenfalls denkbar.
Als transparente Materialien kommen solche in Frage, die für die Durchführung des Integritätstests geeignet sind und die Verfahrensbedingungen tolerieren, ohne nachteilig beeinflusst zu werden. Die Verfahrensbedingungen, die hierbei eine Rolle spielen sind ein Druck von bis zu 98 ± 5 kPa und Beständigkeit gegenüber der Einwirkung von der verwendeten Flüssigkeit, umfassend Wasser. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Material hohe Temperaturen von bis zu 140 °C verträgt.
Beispielweise werden als transparentes Material transparente Kunststoffe verwendet. Dies sind beispielweise Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyphenylenether (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Mischungen dieser.
Als transparentes Material können auch Gläser eingesetzt werden, insbesondere solche, die gegen den Angriff von Flüssigkeit, umfassend Wasser, stabil sind und einem Druck von bis zu 98 ± 5 kPa standhalten. Gemäß einer Ausführungsform wird beispielweise ein Glas eingesetzt, dass eine hydrolytische Beständigkeit der Klasse 1 gemäß ISO 720 oder USP660 aufweist. Dies sind beispielweise Borosilikatgläser, wie Duran®, Pyrex® oder Fiolax®.
Beispielweise kann auch Saphir, der auch als Saphirglas bezeichnet wird, eingesetzt werden. Saphir bzw. Saphirglas ist kein Glas, sondern hochreiner, synthetischer Saphir (Einkristall), welcher aus geschmolzenem Aluminiumoxid (AI2O3) hergestellt wird. Dieses Material ist besonders gut geeignet, da es transparent ist, für die eingesetzten Drücke verwendbar, von der Flüssigkeit, umfassend Wasser, nicht angegriffen wird und hohe Temperaturen, beispielsweise bis zu 140 °C ohne Probleme aushält.
Da Saphir sehr kostspielig ist, wird gemäß einer Ausführungsform insbesondere nur ein Teil oder Teile der Leitung auf der Filtratseite aus Saphir ausgewählt. Insbesondere werden 2 Saphirglasfenster am Ort der Messung eingesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird für die Leitung auf der Filtratseite Kunststoff eingesetzt, der nicht transparent ist, wobei in die Leitung am Ort der Messung 2 Glasfenster oder 2 Saphirglasfenster für die Messung auf optischem Weg eingebaut sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird für die Leitung auf der Filtratseite Metall, insbesondere Edelstahl, eingesetzt, wobei in die Leitung am Ort der Messung 2 Glasfenster oder 2 Saphirglasfenster für die Messung auf optischem Weg eingebaut sind.
In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, dass nur im Falle, dass das Virusfiltrati- onsmodul einen Defekt, wie einen Riss aufweist, überhaupt eine Luftblasenkette auf der Filtratseite auftritt und detektiert werden kann. Wenn keine Luftblasenkette aus dem Virusfiltrationsmodul austritt, bedeutet dies, dass keine großen oder mittleren Defekte in diesem vorliegen. Um auch kleinste Defekte feststellen zu können, wird zusätzlich der (Gesamt-)Volumenstrom der Luft durch das oder die Virusfilt- rationsmodule gemessen. Der (Gesamt-)Volumenstrom der Luft darf 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul nicht überschreiten.
Somit kann auf optischen Weg die potentiell vorhandene Luftblasenkette, die eine größere bis mittlere Beschädigung oder einen größeren bis mittleren Defekt des Virusfiltrationsmoduls anzeigt, am Virusfiltrationsmodul erkannt werden. Die Flüssigkeit dient daher nur als Spülflüssigkeit und Träger, um die Luftblasenkette im Träger sichtbar zu machen, wodurch die Testung der Virusfiltrationsmodule möglich wird. Der Integritätstest gilt dann als bestanden, wenn über den gesamten Testzeitraum keine durchgehende Luftblasen kette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden festgestellt wird und gleichzeitig ein (Gesamt-)Volumenstrom der Luft von höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul gemessen wird. Die Kombination aus beiden Kriterien (Luftblasenkette und Volumenstrom-Messung der Luft) stellt sicher, dass bei den getesteten Virusfiltrationsmodulen keine Defekte übersehen werden können.
Nach der Durchführung des Integritätstests kann es zweckmäßig sein, wenn die Luft entsorgt und beispielweise in einen Abfallsammel-Behälter aufgefangen wird. Die Flüssigkeit, beispielweise in Form einer Pufferlösung, kann als Medium, für eine anschließend durchzuführende Virusfiltration eines Produkts dienen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt auch die Auswertung des Integritätstests in Schritt f), insbesondere automatisiert, mit der Vorgabe für den Integritätstest, wonach während des gesamten Testzeitraums eine durchgehende Luftblasenkette über mindestens 20s vorliegt oder nicht und ein Volumenstrom der Luft von maximal 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul gemessen wird oder nicht. Der Testzeitraum beginnt in dem Moment, wo Luft gemäß Schritt d) zugeführt wird und der gewählte Testdruck von maximal 98 ± 5 kPa erreicht ist und dauert bis zum Ende des Tests. Da während der Durchführung von Schritt e) Schritt d) in Form der Varianten d1) oder d2) weitergeführt wird, beginnt der Testzeitraum, während Schritt d) durchgeführt wird und dauert während Schritt e) an. Basierend auf den klar definierten und reproduzierbaren Akzeptanzkriterien kann das Testergebnis des Integritätstests dann vorteilhafterweise automatisiert ausgewertet werden. Dies kann beispielweise mit Hilfe einer Software erfolgen. Das Ergebnis des Integritätstest dient daher als ein Kriterium zur Beurteilung der Freigabe des getesteten Virusfiltrationsmoduls für eine Virusfiltration. Man unterscheidet daher die folgenden vier Fälle beim Integritätstest der Erfindung von einem Virusfiltrationsmodul:
- eine Luftblasen kette über mindestens 20s wird festgestellt und der Volumenstrom der Luft liegt über 8 mL/min
das Virusfiltrationsmodul ist defekt;
- eine Luftblasenkette über mindestens 20s wird festgestellt und der Volumenstrom der Luft liegt bei 8 mL/min oder darunter
das Virusfiltrationsmodul ist defekt;
- es wird keine Luftblasen kette festgestellt und der Volumenstrom der Luft liegt über 8 mL/min
das Virusfiltrationsmodul ist defekt; oder
- es wird keine Luftblasenkette festgestellt und der Volumenstrom der Luft liegt bei 8 mL/min oder darunter
das Virusfiltrationsmodul ist intakt, es liegt kein Defekt vor.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass der Fall, wonach eine Luftblasenkette über mindestens 20s festgestellt wird und der Volumenstrom der Luft bei 8 mL/min oder darunter liegt, technisch gar nicht auftreten sollte. Dies würde bedeuten, dass ein mittlerer bis großer Defekt vorliegen würde (Luftblasenkette über mindestens 20s), der jedoch von der Volumenstrommessung, die kleinste Defekte erkennt, nicht erfasst werden würde. Dieser Fall wird nur angeführt, um alle (theoretisch denkbaren) Prüfvarianten aufzuführen.
Bei einem nicht integeren Virusfiltrationsmodul, wenn also ein getestetes Virusfiltrationsmodul nicht intakt ist, d.h. den Integritätstest nicht besteht, wird die eingebrachte Luft aufgrund von Beschädigungen an der Hohlfaser, wie bspw. Rissen, nicht im Inneren der Hohlfasern zurückgehalten. Liegt eine größere bis mittlere Beschädigung vor, gelangen die Luftblasen über die Filtratseite zu einer Detektionsvorrichtung, insbesondere einem Streulichtsensor, welcher dann ein entsprechendes Absorptionssignal für die Luftblasen detektiert. Wenn eine Luftblasenkette auftritt, dann liegt regelmäßig auch der gemessene
maximale Volumenstrom der Luft über 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul, zumeist deutlich über 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul, beispielweise bei über 150 mL/min.
Liegt eine kleine oder sehr kleine Beschädigung vor, kann es sein, dass keine Luftblasenkette auftritt, aber der Volumenstrom der Luft pro Virusfiltrationsmodul dennoch über 8 mL/min liegt, so dass auch in diesem Fall das Virusfiltrationsmodul als nicht intakt erkannt wird.
Bei integeren Virusfiltrationsmodulen, wenn also ein getestetes Virusfiltrationsmodul intakt ist, d.h. den Integritätstest besteht, wird die eingespeiste Luft aufgrund der Filterbenetzung und der Porengröße in den Hohlfasern zurückgehalten, womit an einer Detektionsvorrichtung, insbesondere einem Streulichtsensor, auf der Filtratseite des Filtermoduls kein entsprechendes Absorptionssignal für eine Luftblasenkette detektiert wird. Der gemessene (maximale) Volumenstrom der Luft liegt bei höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul. Beide Kriterien zum Bestehen des Integritätstests werden daher erfüllt.
Der Integritätstest gemäß der vorliegenden Offenbarung stellt daher sicher, dass die Hohlfasern des Virusfiltrationsmoduls unbeschädigt sind. Während die Detektion der Luftblasen kette nur mittlere und größere Defekte feststellen kann, ermöglicht es die Messung des Volumenstroms der Luft durch die Virusfiltrationsmodule auch kleinste Defekte des/der Virusfiltrationsmoduls/e zu erfassen. Die Einhaltung beider Kriterien gewährleistet die Integrität des/der Virusfiltrationsmoduls/e. Die Kontrolle des Moduls erfolgt dabei in einem ersten Integritätstest (Pre-Visual-Leak-Test) vor dem eigentlichen Einsatz (einer Virusfiltration) des Virusfiltrationsmoduls, um sicherzustellen, dass das Modul für den Einsatz geeignet ist und funktioniert. Darüber hinaus erfolgt insbesondere ein zweiter Integritätstest (Post-Vi- sual-Leak-Test) nach dem Einsatz des Moduls, d.h. nach der Virusfiltration, um sicherzustellen, dass dieses während der Virusfiltration, beispielsweise durch Überdruck oder mechanische Belastung, nicht beschädigt wurde. Es versteht sich, dass der erste Integritätstest (Pre-Visual-Leak-Test) und der zweite Integritätstest (Post-Visual-Leak-Test) das gleiche Verfahren mit der gleichen Vorgehensweise verwenden.
Die Detektion von Schritt e) und auch die Auswertung von Schritt f) erfolgen daher insbesondere automatisiert, beispielweise über ein Prozessleitsystem (PLS), d.h. ein Computersystem zum Führen einer verfahrenstechnischen Vorrichtung, wie dieses aus dem Stand der Technik bekannt ist. Beispielweise ist die Detektionsvorrichtung, wie ein Streulichtsensor, und eine Messvorrichtung für den Volumenstrom der Luft in ein internes Prozessleitsystem (PLS) integriert und melden innerhalb des ablaufenden Testprogramms (Schritte a) bis e) bzw. f)), ob die definierten Akzeptanzkriterien zum Bestehen des Integritätstests (keine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden über den gesamten Testzeitraum und Messen des (Gesamt-)Volumenstroms der Luft durch das/die Virusfiltrati- onsmodul/e von höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul über den gesamten Testzeitraum) eingehalten wurden oder nicht. Die Verwendung eines PLS-Systems ist besonders vorteilhaft, da hierdurch die Datenintegrität und die Unveränderbarkeit der aufgezeichneten Daten gewährleistet werden und zu jeder zeit darauf zugegriffen werden kann.
Ein verwendetes Prozessleitsystem ist beispielweise Teil einer verfahrenstechnischen Filtrationsvorrichtung, in der während einer vom PLS gesteuerten Filtration die Virusentfernung durchgeführt wird. In ein und derselben Filtrationsvorrichtung werden vorteilhafterweise nicht nur die beiden Integritätstests - ein Integritätstest des Virusfiltrationsmoduls vor der Virusfiltration und ein Integritätstest des Virusfiltra- tionsmoduls nach der Virusfiltration - durchgeführt, sondern es wird zwischen den Integritätstests auch die Virusentfernung aus einem Produkt durchgeführt, ohne dass es notwendig ist, das Virusfiltrations- modul für jedes der Verfahren in eine geeignete Vorrichtung ein- und auszubauen. Gemäß dieser Ausführungsform findet die Funktionstestung des oder der Virusfiltrationsmodule für die Filtration und die eigentliche Virusfiltration mit dem oder den Virusfiltrationsmodulen in derselben Filtrationsvorrichtung statt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Integritätstest eines Virusfiltrationsmoduls somit in einer Filtrationsvorrichtung durchgeführt, in der zwischen den beiden Integritätstests eine Virusfiltration durchgeführt wird. Dadurch entfällt ein wiederholter Ein- und Ausbau des Virusfiltrationsmoduls in eine separate Testanlage sowie ein Ein- und Ausbau in eine Virusfiltrationsanlage. Der Wegfall von Ein- und Ausbauschritten hat große Vorteile, da Virusfiltrationsmodule sehr empfindlich gegenüber Beschädigungen sind. Beispielsweise könnte die unsachgemäße Handhabung eines Filtermoduls, wie beispielsweise schon ein leichtes Schütteln, dazu führen, dass die enthaltenen Hohlfasern hierdurch zerstört werden. Erfindungsgemäß müssen das oder die Virusfiltrationsmodule nun nicht mehr außerhalb einer Virusfiltrationsanlage separat getestet werden, wodurch das Risiko potentieller Beschädigungen oder der Kontamination der Module signifikant reduziert wird. Der Integritätstest und die Virusfiltra- tion können daher insbesondere innerhalb ein- und derselben Filtrationsvorrichtung durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Testverfahren für ein Virusfiltrationsmodul kann daher mittels eines teilweise oder sogar vollständig automatisierten Verfahrens durchgeführt werden, wobei die Verfahrensschritte b) bis d) und gegebenenfalls auch f) oder die Verfahrensschritte a) bis d) und gegebenenfalls auch f) jeweils teilweise oder vollständig automatisiert ablaufen können. Schritt e) erfolgt in jedem Fall vollständig automatisiert.
Das Testverfahren der Erfindung stellt ein validierbares Verfahren dar, bei dem der dokumentierte Nachweis möglich ist, dass das Verfahren kontinuierlich die definierten Spezifikationen und Qualitätsmerkmale erfüllt. Von Vorteil ist dabei auch, dass im Testverfahren nicht veränderbare Parameter eingesetzt werden können, die beispielweise durch Verwendung eines PLS-Systems die Verfahrensführung vereinfachen kann.
Die Schritte a) bis e) oder a) bis f) erfolgen insbesondere ohne Zwischenschritte unmittelbar aufeinander und in der angegebenen Reihenfolge.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eines, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder auch mehr Virusfiltrationsmodule gleichzeitig getestet werden. Bei Durchführung des Integritätstests gemäß der Schritte a) bis e) oder a) bis f) mit mehreren Hohlfaser-Filtermodulen gleichzeitig wird insbesondere eine
parallele Testung durchgeführt. Hierdurch wird der Zeitaufwand pro Testung für ein Filtermodul deutlich reduziert. Wenn ein Virusfiltrationsmodul getestet wird, dann dauert dies etwa 10 bis 15 min. Wenn parallel 10 Virusfiltrationsmodule getestet werden, dann dauert dies immer noch 10 bis 15 min, wohingegen bei einer Einzel-Testung die 10fache Zeit eingesetzt werden müsste. Erst wenn bei Testung mehrerer Virusfiltrationsmodule festgestellt wird, dass ein Modul von diesen nicht intakt ist, wird eine Einzel-Testung vorgenommen. Dies hat den Vorteil, dass ein zeitsparendes Vorgehen vorliegt, da mehrere Module gleichzeitig im Test geprüft werden können, ob diese voll funktionsfähig sind.
Es ist zweckmäßig wenn alle Schritte bei allen Virusfiltrationsmodulen in gleicher Weise durchgeführt werden. Wenn z.B. ein Medium, wie Flüssigkeit oder Luft, zugeführt wird, wird es bei allen Virusfiltrationsmodulen von der gleichen Seite zugeführt. Wenn ein optionaler Zwischenschritt durchgeführt wird, wird dieser bei allen Virusfiltrationsmodulen parallel durchgeführt; oder dieser Zwischenschritt wird bei allen weggelassen.
Der Testzeitraum für den Integritätstest zur Feststellung einer Luftblasenkette und währenddessen weiterhin Messung des Volumenstroms der Luft liegt in einem Bereich der mindestens 20 Sekunden beträgt. Ein Zeitraum von 20 s für den Integritätstest wird beispielweise von den Herstellern der Virusfiltrationsmodule generell als ausreichend angesehen. Es kann aber auch länger getestet werden, beispielsweise 500 s oder 400 s, insbesondere 300 s. Dies stellt nur den Zeitraum dar, während dem die Luft in das Filtermodul eingepresst und überprüft wird, ob eine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden auftritt und gleichzeitig der (Gesamt-)Volumenstrom der Luft gemessen wird. Hinzu kommen noch die Vorbereitung und Nachbereitung des Tests, so dass der Integritätstest für ein getestetes Filtermodul bzw. pro parallel getesteter Filtermodul-Charge etwa 10 bis 15 min dauert. Aufgrund von möglichem Keimwachstum ist es zudem zweckmäßig, wenn der zeitliche Abstand zwischen Integritätstest und Virusfiltration 24 h nicht überschreitet, insbesondere weniger als 24h beträgt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr Virusfiltrationsmodule, die in Form von Hohlfaser-Filtermodulen vorliegen, jeweils umfassend Hohlfasern mit einem inneren Bereich und Hohlfaser-Zwischenräumen, die jeweils eine Feedseite, eine Retentatseite und eine Filtratseite aufweisen;
Einrichtungen zum Anbringen und Befestigen von einem oder mehreren Virusfiltrationsmodulen; jeweils eine Leitung auf der Feedseite, eine Leitung auf der Retentatseite und eine Leitung auf der Filtratseite jedes Virusfiltrationsmoduls, für die Zuführung von Flüssigkeitund/oder Luft eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen; Öffnungs- und Schließeinrichtungen für die jeweiligen Leitungen; einen Anschluss zum Zuführen von Flüssigkeit eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen;
einen Anschluss zum Zuführen von Luft eines gleichbleibenden Drucks in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen; eine Detektionsvorrichtung zum automatischen Detektieren einer Luftblasenkette in der Leitung auf der Filtratseite des oder der Virusfiltrationsmodule und eine Messvorrichtung zum Messen des Volumenstroms der Luft durch das oder die Virusfiltrationsmodule.
Die Erläuterungen zum Testverfahren der Erfindung gelten gleichermaßen für die Filtrationsvorrichtung.
Die Einrichtungen zum Anbringen und Befestigen eines Virusfiltrationsmoduls in einer Filtrationsvorrichtung sind nicht weiter beschränkt und dem Fachmann bekannt.
Wenn mehrere Virusfiltrationsmodule gleichzeitig getestet werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn diese jeweils zueinander parallel ausgerichtet sind. Beispielweise werden die Hohlfasern jedes Filtermoduls insbesondere in vertikaler Richtung verlaufend oder in einer Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Position verlaufend angeordnet. Eine andere Orientierung ist ebenfalls möglich.
Beim gleichzeitigen Testen von mehreren Virusfiltrationsmodulen ist es aus verfahrenstechnischen Gründen zweckmäßig, wenn bei sämtlichen gleichzeitig getesteten Virusfiltrationsmodulen die Flüssigkeit dem Filtermodul jeweils von derselben Seite (Feedseite oder Retentatseite) zugeführt wird.
Beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule ist es zudem zweckmäßig, wenn die Luft jeweils über eine jedem Virusfiltrationsmodul zugeordnete Leitung dem Filtermodul jeweils von derselben Seite (Feedseite oder Retentatseite) zugeführt wird, da hierdurch die Virusfiltrationsmodule gleichzeitig, d.h. parallel, getestet werden können und hierdurch Zeit eingespart wird.
Beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule können die jeweiligen Leitungen auf der Filtratseite zu einer Leitung zusammengeführt werden, und an der zusammengeführten Leitung kann dann die Detektionsvorrichtung angeordnet sein. Hierdurch ist es ausreichend, wenn eine Detektionsvorrichtung für mehrere Virusfiltrationsmodule eingesetzt wird. Eine aufwändige Messung mit mehreren Detektionsvorrichtungen in jeder der Leitungen auf der Filtratseite wird hierdurch vermieden.
Zur Detektion kann zusätzlich eine Zählvorrichtung für die Luftblasen der Luftblasenkette, wie ein Luft- blasen-Counter, vorgesehen sein. Zusätzlich kann eine Auswerteeinheit vorgesehen sein. Die Detektionsvorrichtung und Auswerteeinheit sind insbesondere vollständig automatisiert und werden beispielweise unter Verwendung einer Software betrieben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Filtrationsvorrichtung der Erfindung Teil einer Virusfiltrationsan- lage.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Filtrationsvorrichtung dafür ausgelegt, dass ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder auch mehr Virusfiltrationsmodule gleichzeitig dem Integritätstest unterzogen
werden können, dann eine Virusfiltration mit diesen durchgeführt werden kann und im Anschluss das oder die Virusfiltrationsmodule ein weiteres Mal dem Integritätstest unterzogen werden können. Insbesondere wird die Virusfiltration mit demselben oder einem geringeren Druck, der im Integritätstest ausgewählt wird, durchgeführt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen in flüssiger Zellkultur in einem Bioreaktor unter Herstellung eines Produkts, insbesondere Proteins, und Durchführen einer Virusfiltration des erhaltenen Produkts mit ein oder mehreren Virusfiltrati- onsmodulen, wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule gemäß der vorliegenden Erfindung vor und/oder nach der Virusfiltration, insbesondere vor und nach der Virusfiltration, durchgeführt wird.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Schritt a) Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen, die ein rekombinantes Protein in Zellkultur exprimieren, in einem Bioreaktor;
Schritt b) Ernten des rekombinanten Proteins;
Schritt c) Reinigen des rekombinanten Proteins;
Schritt d) Entfernen von möglicherweise vorhandenen Viren aus dem erhaltenen rekombinaten Protein in einer Virusfiltration mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen, wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule gemäß der vorliegenden Erfindung vor und/oder nach der Virusfiltration, insbesondere vor und nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
Das Produkt, das erfindungsgemäß einer Virusfiltration unterzogen wird, ist nicht weiter beschränkt. Dieses ist gemäß einer Ausführungsform ein Protein. Das Protein kann beispielweise ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus monoklonalen Antikörpern, polyklonalen Antikörpern, monospezifischen Antikörpern, multispezifischen Antikörpern, einkettigen Antikörpern oder Antikörperfragmenten davon, wie Fv, scFv, Fab, Fab', scFab, F(ab')2, Fab2, Fc- und Fc'-Fragmente, schwere und leichte Immunglobulinketten und deren konstante, variable oder hypervariable Region sowie Fv- und Fd-Frag- mente, Diabody, Triabody, scFv-Fc, Minibody oder Single-Domain-Antikörper oder eine Mischung davon. Das Protein kann insbesondere aus einem therapeutischen Protein ausgewählt werden, das zur Vorbeugung oder Behandlung einer Krankheit oder Störung eingesetzt wird.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind außerordentlich vielschichtig:
Die Nachteile des bislang bekannten und eingesetzten Integritätstests werden ausgeräumt. So wird die subjektive, durch zumindest eine Person durchgeführte visuelle Luftblasenkontrolle am Ende des Integritätstests durch ein Detektionsverfahren ersetzt, das vollständig automatisiert ist. Die Detektion einer Luftblasenkette erfolgt vorteilhafterweise auf optischem Weg, beispielweise über einen Streulichtsensor, der automatisch betrieben werden kann.
Das Ergebnis in Form zweier definierter Akzeptanzkriterien für den Integritätstest, wonach der Integritätstest bestanden wird, wenn über den gesamten Testzeitraum keine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden festgestellt wird und insbesondere ein Volumenstrom der Luft von höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul vorliegt, kann eindeutig erfasst und reproduzierbarer aufgezeichnet werden. Dies ermöglicht den Einsatz einer Software, mit der eine automatische Detektion und gegebenenfalls auch eine automatische Auswertung des Integritätstests durchgeführt werden kann.
Die Kombination der beiden Kriterien zum Bestehen des Integritätstests ermöglicht es, auch kleinste Defekte in dem oder den Virusfiltrationsmodulen festzustellen.
Die Bestimmung des Volumenstroms der Luft ermöglicht sogar eine quantitative Auswertung der Anzahl der defekten Hohlfasern. Die Erfassung der Luftmenge während der Testphase und der Vergleich mit einem Erwartungswert von 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul ermöglicht es, dass Diffusionseffekte ausgeschlossen werden können.
Insbesondere können die Verfahrensschritte b) bis d) oder auch die Verfahrensschritte a) bis d) zumindest teilweise automatisiert durchgeführt werden. Schritt e) erfolgt in jedem Fall vollständig automatisiert. Auch die Auswertung von Schritt f) wird insbesondere automatisiert durchgeführt.
Durch die Automatisierung wird das Risiko eines menschlichen Fehlers generell ausgeschlossen. Die erhaltenen Testergebnisse sind aufgrund der Datenaufzeichnung jederzeit nachvollziehbar und reproduzierbar und entsprechen somit den aktuellen Anforderungen der Datenintegrität.
Für die automatisierte Testdurchführung mit definierten Parametern, die Erfassung und Auswertung der Ergebnisse sind keine Mitarbeiter mehr erforderlich. Dies umfasst sowohl die Durchführung des Integritätstests und kann sich insbesondere auch auf die automatisierte Auswertung unter Verwendung von geeigneter Software erstrecken.
Der Integritätstest eines Filters erfolgt damit erfindungsgemäß unter Verwendung eines validierbaren Verfahrens, wobei nicht veränderbare Parameter eingesetzt werden können. Die Automatisierung stellt die Verlässlichkeit und Reproduzierbarkeit des Verfahrens sicher. Insbesondere durch Verwendung eines Computerprogramms in Form eines Prozessleitsystems (PLS) kann die Verfahrensführung vereinfacht und zuverlässig durchgeführt werden.
Für die Durchführung von Integritätstests an Virusfiltrationsmodulen muss keine gesonderte Testvorrichtung mehr zur Verfügung gestellt werden, in die die Filtermodule für jede Testung ein- und ausgebaut werden müssen. Vielmehr ist es nunmehr möglich, dass der Integritätstest der Virusfiltrationsmodule in einer Filtrationsvorrichtung erfolgt, mit der auch die Virusfiltration durchgeführt werden kann. Hierdurch entfallen zusätzliche Ein- und Ausbauschritte und somit potentielle Quellen für einen Keimeintrag und
mögliche Beschädigungen der Virusfiltrationsmodule. Die Virusfiltrationsmodule können vorteilhafterweise im eingebauten Zustand, innerhalb einer verwendeten Filtrationsvorrichtung, dem/den Integritäts- test/s unterzogen werden.
Die manuelle Handhabung der Virusfiltrationsmodule zwischen den Testungen, die ein hohes Risiko von Beschädigungen mit sich bringt, wird somit vermieden und durch automatisierte Verfahrensweisen ersetzt.
Es können ein, zwei, drei vier, fünf, sechs, sieben oder auch mehr Virusfiltrationsmodule gleichzeitig und parallel getestet werden. Dies hat den Vorteil, dass der Zeitaufwand pro Testung für ein Filtermodul deutlich reduziert werden kann. Ein zeitsparendes Vorgehen ist insbesondere für ein großindustrielles Verfahren von enormem Vorteil.
Nur wenn beim gleichzeitigen Testen von mehreren Virusfiltrationsmodulen im Integritätstest (ersten Integritätstest oder Pre- Visual-Leak-Test) ein Defekt festgestellt wird, dann wird insbesondere zunächst eine Einzel-Testung der Virusfiltrationsmodule gemäß der Schritte b) bis e) bzw. f) durchgeführt. Das oder die defekten Virusfiltrationsmodule können dann einfach ausgetauscht werden und das Verfahren kann dann gemäß der Schritte b) bis e) bzw. f) mit dem oder den ausgetauschten oder allen Virusfiltrationsmodulen wiederholt werden. Wenn bereits beim ersten Integritätstest ein Defekt festgestellt wurde, kann es sinnvoll sein, nach Behebung des Defekts durch Austausch des oder der Virusfiltrationsmodule und Durchführen des ersten Integritätstests (Pre- Visual-Leak-Test) mit Erfolg, wenn der zweite Integritätstest nach der Virusfiltration (Post-Visual-Leak-Test) wieder in Einzel-Testung mit den Virusfiltrationsmodulen durchgeführt wird, um das Ergebnis besser verifizieren zu können.
Zweckmäßigerweise können beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule die jeweiligen Leitungen auf der Filtratseite zu einer Leitung zusammengeführt werden, und an der zusammengeführten Leitung die Detektionsvorrichtung, wie ein Streulichtsensor, angeordnet werden. Hierdurch ist nur eine Detektionsvorrichtung für mehrere Filtermodule erforderlich, was den apparativen Aufwand deutlich reduziert. Dies bedeutet zudem eine signifikante Vereinfachung und Beschleunigung der Detektion und Auswertung des Tests.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Filtrationsvorrichtung der Erfindung Teil einer Virusfiltrationsan- lage, so dass sowohl die Durchführung der Integritätstests als auch die Virusfiltration in ein und derselben Filtrationsvorrichtung durchgeführt werden können.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit eine vereinfachte und erleichterte Integritätstestung von Virusfiltrationsmodulen. Dies gilt umso mehr, da der Integritätstest mit jedem Virusfiltrationsmodul insbesondere regelmäßig zweifach durchgeführt wird, und zwar einmal vor und einmal nach dem Einsatz des Filtermoduls. Beim gleichzeitigen Einsatz mehrerer Virusfiltrationsmodule zum Testen und zur Virusfiltration werden diese Vorteile noch deutlicher.
Nachfolgend wird die Offenbarung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert und veranschaulicht, ohne die Offenbarung hierauf zu beschränken. Hierbei wird detailliert auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen und Symbole durchweg in den Zeichnungen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Die verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Elemente sind nur repräsentativ und nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet. Die Zeichnungen sollen nur beispielhaft Ausführungsformen der Offenbarung der Erfindung veranschaulichen, und ein Fachmann im Stand der Technik wird ohne weiteres erkennen, wo die Zeichnungen vereinfacht wurden, um die Schlüsselaspekte der Offenbarung zu veranschaulichen.
Die Figuren 1 bis 3c wurden bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert.
In Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäß eingesetzten Virusfiltrationsmo- duls in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls 10 dargestellt. Das Hohlfaser-Filtermodul 10 weist eine Feedseite 55, eine Retentatseite 65 und eine Filtratseite 75 auf sowie jeweils daran angeschlossene Leitungen, d.h. eine Leitung 55a, die an der Feedseite 55 des Hohlfaser-Filtermoduls 10 angeschlossen wird, eine Leitung 65a, die an der Retentatseite 65 des Hohlfaser-Filtermoduls 10 angeschlossen wird und eine Leitung 75a, die an der Filtratseite 75 des Hohlfaser-Filtermoduls 10 angeschlossen wird. Das Hohlfaser-Filtermodul 10 weist ein Bündel 50 aus Hohlfasern auf, die u.v.a. die Hohlfasern 50.1 und 50.2 umfassen. Wie aus Fig. 4 zu entnehmen sind die Hohlfasern 50.1 , 50.2,... in dem Filtermodul 10 so angeordnet und weisen eine derartige Orientierung auf, dass die Hohlfasern 50.1 , 50.2,... in vertikaler Richtung von der Feedseite 55 des Filtermoduls 10 zu der Retentatseite 65 des Filtermoduls 10 verlaufen, wobei die Hohlfasern 50.1 , 50.2,... zudem im Wesentlichen zueinander parallel sind.
Die in Fig. 4 gezeigte vertikale Position ist hier nur zur Vereinfachung der Erläuterungen dargestellt. Andere Orientierungen sind möglich, wie beispielweise eine Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Position. Beispielhaft ist in Figur 5 eine Zwischenposition des Virusfiltrationsmoduls 10 dargestellt, die sich zwischen einer vertikalen Achse V und einer horizontalen Achse H befindet. Das Vi- rusfiltrationsmodul 10 liegt in einer (beliebigen) Schräglage vor, die mehr oder weniger stark von der vertikalen Richtung abweicht, so dass die Ausrichtung der Hohlfasern nicht parallel zur Achse V verlaufen. Das Virusfiltrationsmodul 10 ist nicht in exakt aufrechter oder vertikaler Position und befindet sich auch nicht exakt in liegender, d.h. horizontaler Position mit den Hohlfasern parallel zur horizontalen Achse H verlaufend.
Zwischen den Hohlfasern 50.1 , 50.2,... befinden sich jeweils Zwischenräume (nicht dargestellt). In Schritt a) des erfindungsgemäßen Testverfahrens wird das Virusfiltrationsmodul 10 daher, wie in Fig. 4 dargestellt, in aufrechter Position mit vertikal verlaufenden Hohlfasern 50.1 , 50.2.... in ein Filtrationsvorrichtung eingebaut. Andere Ausrichtungen der Hohlfasern 50.1 , 50.2.... sind möglich.
Es wird ein Filtermodul 10 verwendet, das für einen maximalen Druck von bis 98 ± 5 kPa zugelassen ist. Bei Anlegen eines höheren Drucks könnte das Filtermodul 10 zerstört werden. Ein Filtermodul, das für höhere Drücke eingesetzt werden kann, wird erfindungsgemäß nicht verwendet.
Vor Durchführen des Schritts a) kann es zweckmäßig sein, wenn eine Sterilisation der Leitungen 55a, 65a und 75a, insbesondere eine Heißdampfsterilisation, durchgeführt wird. Diese wird in der Regel ohne Virusfiltrationsmodul durchgeführt, wobei anstelle des Virusfiltrationsmoduls beispielweise ein Passstück zum Schließen der offenen Strecke in das Filtrationssystem eingesetzt wird. Ein Passstück ist beispielweise ein Leitungs-Zwischenstück. Die Sterilisation (SIP, sterilisation in place) kann beispielweise bei 100 °C oder darüber, insbesondere im Bereich von 100 - 130 °C erfolgen. Dies ist dann sinnvoll, wenn sich an den Integritätstest eine Virusfiltration anschließen und ein steriles Produkt erhalten werden soll. Im Anschluss an die Sterilisation der Leitungen können die Leitungen dann unter Überdruck, beispielweise von etwa 100 kPa gesetzt werden, um den Eintrag von Kontaminationen nach der Sterilisation zu verhindern. Wird ein Überdruck eingesetzt, dann erfolgt vor Durchführung des Integritätstests ein Druckabbau, beispielweise auf einen Druck P < 10 kPa, in allen Leitungen, wobei im gesamten System ein Druckausgleich erfolgt. Dies dient zum Schutz des Virusfiltrationsmoduls vor Beschädigung.
Die Leitungen 55a, 65a und 75a sind beispielsweise jeweils aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Edelstahl, aufgebaut. Es kann vorteilhaft sein, wenn sämtliche Leitungen des Virusfiltrationsmoduls 10 aus demselben Material ausgewählt sind; dies ist aber nicht in jedem Fall erforderlich.
In Schritt b) des Verfahrens werden das Virusfiltrationsmodul 10 und die angeschlossenen Leitungen 55a, 65a und 75a mit Flüssigkeit 70 eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa in 3 Teilschritten gefüllt. Gegebenenfalls vorhandene weitere Ein- und Ausgänge des Virusfiltrationsmoduls 10, die für den Integritätstest nicht verwendet werden, werden geschlossen. Ein nicht verwendeter Ausgang des Virusfiltrationsmoduls 10 ist in Fig. 4 durch die Leitung 75b an der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 dargestellt, die geschlossen ist. Dies kann beispielweise durch ein Ventil, einen Stopfen, eine entsprechende Klemme oder in anderer Weise erfolgen.
Zunächst werden in Schritt b1) alle an das Virusfiltrationsmodul angeschlossenen Leitungen 55a und 65a mit Flüssigkeit 70, aber ohne das Virusfiltrationsmodul 10 gefüllt. In Schritt b2) wird der innere Bereich der Hohlfasern 50.1 , 50.2... des Virusfiltrationsmoduls 10 mit Flüssigkeit 70 gefüllt. Dies geschieht, indem das Ventil 55v der Leitung 55a auf der Feedseite 55 und das Ventil 65v der Leitung 65a auf der Retentatseite 65 geöffnet werden und das Ventil 75v der Leitung 75a auf der Filtratseite 75 geschlossen wird. In Schritt b3) erfolgt dann das Füllen der Zwischenräume der Hohlfasern 50.1 , 50.2... des Virusfiltrationsmoduls 10 mit Flüssigkeit 70. Hierbei wird entweder die Leitung 55a auf der Feedseite 55 und die Leitung 75a auf der Filtratseite 75 geöffnet und die Leitung 65a auf der Retentatseite 65 geschlossen. Alternativ wird die Leitung 65a auf der Retentatseite 65 und die Leitung 75a auf der Filtratseite 75 geöffnet und die Leitung 55a auf der Feedseite 55 geschlossen werden.
Die verwendete Flüssigkeit 70 ist nicht besonders beschränkt; dies hängt vom späteren Einsatzort und -zweck des Filtermoduls 10 ab. Beispielweise wird eine Flüssigkeit, umfassend Wasser, insbesondere Wasser als Hauptbestandteil, eingesetzt. Dies kann auch eine wasserhaltige Pufferlösung sein. Die
Reinheit des Wassers hängt vom jeweiligen Verwendungszweck ab, insbesondere aus welcher flüssigen Produkt-haltigen Zusammensetzung nachfolgend die Viren entfernt werden sollen.
Das Befüllen mit Flüssigkeit 70 in Schritt b2) und b3) kann jeweils entweder von der Feedseite 55 (in Fig. 4 von unten) über Leitung 55a oder von der Retentatseite 65 (in Fig. 4 von oben) über Leitung 65a erfolgen. Das Füllen mit Flüssigkeit 70 von der Feedseite 55 ist besonders vorteilhaft, da dies in der Regel verfahrenstechnisch einfacher und daher besonders einfach durchführbar ist. Ein weiterer Vorteil bei der Zuführung der Flüssigkeit 70 von unten ist, dass eventuell im Filtermodul 10 vorhandene Luft hierdurch nach oben aus dem Filter herausgedrückt wird, so dass keine Luft im Filter mehr verbleiben kann. Es wird damit gleichzeitig eine vollständige Entlüftung des Filtermoduls 10 erreicht.
Der Ausdruck Zufuhr „von unten“ oder „von oben“ oder entsprechende Formulierungen bedeutet hierbei nicht, dass ein Filtermodul 10 in jedem Fall exakt eine vertikale Position einnehmen muss. Vielmehr kann das Filtermoduls 10 auch eine von der vertikalen Ausrichtung abweichende beliebige Zwischenposition einnehmen, die zwischen einer vertikalen Position (Hohlfasern parallel zu einer vertikalen Achse) und einer horizontalen Position (Hohlfasern parallel zu einer horizontalen Achse) liegt (siehe Fig. 5). Auch bei einem in einem Winkel von der vertikalen Richtung weg geneigten Filtermodul 10, kann eine Zuführung von unten bzw. oben erfolgen.
Der Füllungsgrad des Virusfiltrationsmoduls 10 in Schritt b2) und b3) kann durch Messen des Drucks vor und nach dem Filtermodul, in Fig. 4 beispielweise in den Leitungen 55a und 65a für Schritt b2) und in den Leitungen 55a und 75a für Schritt b3) gemessen und jeweils der Differenz-Drucks bestimmt werden. Bei einer maximalen Druckdifferenz von 98 ± 5 kPa kann man davon ausgehen, dass das Virus- filtrationsmodul gemäß Schritt b2) bzw. b3) gefüllt ist. Alternativ oder zusätzliche kann die zugeführte Menge an Flüssigkeit bestimmt und in Relation zum Totvolumen der Leitungen 55a, 65a und 75a und des Virusfiltrationsmoduls 10 gesetzt werden, wobei die Menge an Flüssigkeit > Totvolumen ist. Das Totvolumen in Fig. 4 wäre das Volumen der Leitungen 55a, 65a, 75a und des Filtermoduls 10 ohne Flüssigkeit. Dies kann man in jedem Einzelfall bestimmen oder beim Hersteller erfragen.
Demnach wird in Fig. 4 das Hohlfaser-Filtermodul 10 vollständig mit Flüssigkeit 70 gefüllt, so dass - soweit physikalisch möglich - kein Leerraum im Filtermodul 10 verbleibt. Mit anderen Worten werden alle inneren Bereiche der Hohlfasern (z.B. innerer Bereich 35 der Hohlfaser 50.1 a in Fig. 3b) sowie alle Zwischenräume zwischen den Hohlfasern 50.1 , 50.2, ... (z.B. Zwischenbereiche 38.1 , 38.2... in Fig. 3b) mit Flüssigkeit 70 gefüllt. Eventuell vorhandene Luft wird durch die Flüssigkeit 70 verdrängt, so dass das Filtermodul 10 damit auch entlüftet wird. Das Filtermodul 10 ist somit komplett mit Flüssigkeit 70 gefüllt. Das nahezu vollständige Füllen des Virusfiltrationsmoduls und aller Leitungen erfolgt, indem die Flüssigkeit 70 unter Druck zugesetzt wird; der Druck wird so gewählt, dass dieser maximal 98 ± 5 kPa beträgt. Geringere Druckwerte sind ebenfalls möglich. Je höher der Druck eingestellt wird, je eher lassen sich die Luftblasen einer Luftblasenkette detektieren.
Die 3 Pfeile A, B, C in Fig. 4 geben die jeweilige Fließrichtung bei Befüllung der Flüssigkeit 70 durch das Hohlfaser-Filtermodul 10 für die erfindungsgemäße Verfahrensalternative an, wonach die Flüssigkeit 70 in Schritt b2) und b3) beispielhaft jeweils von der Feedseite 55 zum Filtermodul 10 zugeführt wird. Andere Verfahrensvarianten sind ebenfalls möglich.
Das Befüllen mit Flüssigkeit 70 ist zwingend in den beschriebenen 3 Teilschritten erforderlich, da ansonsten keine vollständige Füllung des Filtermoduls 10 erfolgen kann, wie bereits erläutert wurde.
Sobald das Hohlfaser-Filtermodul 10 und die Leitungen 55a, 65a und 75a insgesamt mit Flüssigkeit gefüllt sind, wird die Zufuhr von Flüssigkeit 70 beendet und alle Leitungen 55a, 65a, 75a werden geschlossen, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt (Schritt c)). Das Schließen der Leitungen 55a, 65a, 75a erfolgt mittels geeigneter Einrichtungen, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind. Dies sind beispielweise Ventile 55v, 65v und 75v, die in den jeweiligen Leitungen vorgesehen sind. Andere Öffnungs- und Schließeinrichtungen sind ebenfalls möglich. Hierdurch wird ein vollständig mit Flüssigkeit 70 gefülltes, geschlossenes System erhalten, das nach wie vor unter dem eingesetzten Druck steht.
An Schritt c) kann sich ein optionaler Zwischenschritt anschließen, mit dem der innere Bereich der Hohlfasern 50.1 , 50.2... des Virusfiltrationsmoduls 10 und die daran angeschlossene Leitung, in Fig. 4 Leitung 55a, wieder von Flüssigkeit 70 vollständig entleert wird. Dies kann für das Virusfiltrationsmodul 10 eine besonders schonende Vorgehensweise darstellen und das Modul vor Beschädigungen schützen. Auf den nachfolgenden Integritätstest hat dies keine nachteiligen Auswirkungen.
Nach Schritt c) oder nach dem optionalen Zwischenschritt, aber vor Durchführen von Schritt d), kann es ein Dichtigkeitstest des kompletten Systems, einschließlich des Virusfiltrationsmoduls, durchgeführt wird, um eine Undichtigkeit am System auszuschließen. Dies dient dazu sicherzustellen, dass keine Luft aus dem System entweicht, wodurch der nachfolgende Integritätstest und dessen Auswertung beeinträchtigt werden könnten. Da jedoch während der Durchführung des Integritätstests, insbesondere während der Schritte d1) oder d2) der Volumenstrom der Luft durch das Filtermodul 10 gemessen wird, kann ein Dichtigkeitstest generell entfallen. Dieser soll hier nur der Vollständigkeit halber beschrieben werden.
Im Dichtigkeitstest wird Luft in das System gepresst. In Fig. 4 kann diese entweder von der Retentatseite 65 oder von der Feedseite 55 des Virusfiltrationsmoduls 10 erfolgen. Der Luftdruck wird beispielweise schrittweise von 0 kPa bis auf 70 kPa erhöht. 70 kPa stellen dann den Vorstabilisierungsdruck dar. Nach Erreichen des Vorstabilisierungsdrucks wird eine Stabilisierungszeit von mindestens 180s eingehalten, in der sich die Luft im System verteilen kann, bevor die Auswertung des Dichtigkeitstests erfolgt. Beträgt der Druckabfall nach der Stabilisierungszeit < 10 kPa, ist der Dichtigkeitstest bestanden. Beträgt der Druckabfall > 10 kPa liegt eine Undichtigkeit im Filtrationssystem vor, die beseitigt werden muss.
Anschließend wird dem Virusfiltrationsmodul Luft mit Schritt d1) oder d2) zugeführt. Hierbei wird zwischen 2 Verfahrensalternativen ausgewählt: entweder wird gemäß Schritt d1) oder gemäß Schritt d2) vorgegangen, je nachdem, über welche Leitung die Luft dem Virusfiltrationsmodul 10 zugeführt wird:
In der ersten Verfahrensvariante werden in Schritt d1) die Leitung 55a auf der Feedseite 55 und die Leitung 75a auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 geöffnet und die Leitung 65a auf der Retentatseite 65 geschlossen oder diese bleibt geschlossen. Weitere für den Test nicht verwendete Leitungen, hier: Leitung 75b auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10, bleiben nach wie vor geschlossen. Der gewählte Druck von höchstens 98 ± 5 kPa bleibt über die gesamte Durchführung des Integritätstests und damit auch während der Durchführung von Schritt d1) aufrechterhalten. In Schritt d1) wird Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie für den Flüssigkeitsdruck ausgewählt von der Leitung 55a auf der Feedseite 55 in das Virusfiltrationsmodul 10 zugeführt. Hierzu ist beispielweise ein Anschluss (nicht gezeigt) an die Leitung 55a vorgesehen, um Luft in die Leitung 55a einzupressen. Die eingepresste Luft hat einen Druck, der genauso hoch ist wie der Druck der für die Flüssigkeit 70 ausgewählt wurde. Beispielweise wird ein Druck für die Flüssigkeit und die Luft eingestellt, der jeweils 98 ± 5 kPa beträgt. Dies hat den Vorteil, dass die Luftblasenkette, sofern diese ausgebildet wird, besonders gut detektierbar ist.
Alternativ werden in der zweiten Verfahrensvariante in Schritt d2) die Leitung 65a auf der Retentatseite 65 und die Leitung 75a auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 geöffnet und die Leitung 55a auf der Feedseite 55 geschlossen, sofern dies nicht schon erfolgt ist. Weitere für den Test nicht verwendete Leitungen, hier: Leitung 75b auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10, bleiben nach wie vor geschlossen. Der gewählte Druck von höchstens 98 ± 5 kPa bleibt über die gesamte Durchführung des Integritätstests und damit auch während der Durchführung von Schritt d2) aufrechterhalten. In Schritt d2) wird Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie für den Flüssigkeitsdruck ausgewählt von der Leitung 65a auf der Retentatseite 65 in das Virusfiltrationsmodul 10 zugeführt. Hierzu ist ein Anschluss (nicht gezeigt) an die Leitung 65a vorgesehen, um Luft in die Leitung 65a einzupressen. Die eingepresste Luft hat einen Druck der genauso hoch ist wie der Druck, der für die Flüssigkeit 70 ausgewählt wurde. Beispielweise wird ein Druck für die Flüssigkeit und die Luft eingestellt, der jeweils 98 ± 5 kPa beträgt. Dies hat den Vorteil, dass die Luftblasenkette, sofern diese ausgebildet wird, besonders gut detektierbar ist.
Im erfindungsgemäßen Verfahren liegt demnach - anders als bei den meisten Systemen aus dem Stand der Technik - keine Druckdifferenz vor, sondern überall liegt derselbe Druck von maximal 98 ± 5 kPa vor. Ein Transmembrandruck ist überraschenderweise nicht erforderlich. Die Einstellung einer Druckdifferenz ist generell nachteilig, da ein exakter Druckunterschied nicht exakt einstellbar ist, es wird immer eine Schwankungsbreite (vergleichbar mit der Geschwindigkeitseinstellung beim Tempomat) vorliegen. Es wird vermutet, dass die Strömungsmechanik dabei eine Rolle spielt; Adhäsionsvorgänge sind allenfalls nur von untergeordneter Bedeutung. Auch bei geringen Drücken von 10 ± 0,5 kPa oder 20 ± 1 kPa kann der Integritätstest durchgeführt werden, da auch in diesem Fall, wie Versuche zeigen, eine durchgehende Luftblasenkette detektiert werden kann.
In den Verfahrensschritten d1) und d2) wird somit Luft in das Filtermodul 10 eingepresst. Diese Luft dient dazu festzustellen, ob die Hohlfasern im Filtermodul 10 intakt sind, d.h. keine Beschädigungen, wie Risse, aufweisen und daher die gewünschte Filterfunktion erfüllen. Bei funktionsfähigem Filtermodul wird die Luft im Inneren der Hohlfasern 50.1 , 50.2... zurückgehalten, da die Luft nicht die Hohlfaserwand durchdringen kann. Die einströmende Luft wird daher über den gewählten Filtereingang des Virusfiltra- tionsmoduls 10 durch die enthaltenen Hohlfasern 50.1 , 50.2... zum Filterausgang gedrückt. Der Filtereingang ist in diesem Fall die Seite des Filtermoduls 10, an der die Luft eingebracht wird, der Filterausgang ist die Seite des Filtermoduls 10, an der die Luft eigentlich wieder austreten soll, wenn die Hohlfasern intakt sind.
Wenn die Luft von unten über die Leitung 55a in das Virusfiltrationsmodul 10 eingepresst wird, tritt die Luft bei einem intakten Virusfiltrationsmodul 10 bei der Leitung 65a aus. Da ein geschlossenes System vorliegt, verteilt sich die Luft zwischen Leitung 55a, Filtermodul 10 und Leitung 65a. Wenn die Luft von oben über die Leitung 65a in das Virusfiltrationsmodul 10 eingepresst wird, tritt die Luft bei einem intakten Virusfiltrationsmodul 10 bei der Leitung 55a aus. Da ein geschlossenes System vorliegt, verteilt sich auch in diesem Fall die Luft zwischen Leitung 55a, Filtermodul 10 und Leitung 65a. Bei einem nicht funktionsfähigen Filtermodul 10 tritt die Luft durch Beschädigungen in der Hohlfaserwand durch diese hindurch und gelangt so zur Filtratseite 75 und damit in die Leitung 75a des Filtermoduls 10, wo dann eine Luftblasenkette auftritt und in der Leitung 75a detektiert werden kann. Gleichzeitig wird der Volumenstrom der Luft bzw. der maximale Volumenstrom (Volmax) der Luft durch das Filtermodul 10 mit einer Messvorrichtung (nicht gezeigt) gemessen. Der Volumenstrom der Luft darf bei einem funktionsfähigen Filtermodul 10 8 mL/min nicht überschreiten. Man unterscheidet daher folgende Fälle bei Testung von Filtermodul 10:
Volmax liegt über 8 mL/min + Luftblasen kette > 20s oder
Volmax beträgt höchstens 8 mL/min + Luftblasen kette > 20s oder
Volmax liegt über 8 mL/min + Luftblasen kette < 20s.
In diesen drei Fällen ist das Filtermodul 10 nicht funktionsfähig und enthält einen Defekt.
Volmax beträgt höchstens 8 mL/min + Luftblasen kette < 20s.
In diesem Fall ist das Filtermodul 10 funktionsfähig und enthält keinen Defekt.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass davon ausgegangen wird, dass Volmax höchstens 8 mL/min beträgt + Luftblasenkette > 20s ist, nicht auftreten kann. Dies würde bedeuten, dass ein mittlerer bis großer Defekt vorliegen würde (Luftblasen kette > 20s), der jedoch von der Volumenstrommessung, die kleinste Defekte erkennt, nicht erfasst werden würde. Dieser Fall wird nur angeführt, um alle (theoretisch denkbaren) Prüfvarianten aufzuführen. Eine praktische Bedeutung hat dieser Fall nicht.
Die zweite Verfahrensalternative, wonach die Luft von oben über die Leitung 65a in das Virusfiltrationsmodul 10 eingepresst wird, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, insbesondere wenn vom höchsten Punkt des Filtermoduls 10 aus Luft in dieses eingeführt wird.
Die Luft, die eingesetzt wird, ist nicht besonders beschränkt. Es versteht sich, dass diese keine Bestandteile enthalten soll, welche das Virusfiltrationsmodul 10 oder den Integritätstest in irgendeiner Weise beeinträchtigen könnten. Insbesondere wird Prozessluft eingesetzt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Luft, die in den Verfahrensschritten d1) oder d2) eingesetzt wird, jeweils zunächst durch einen Luftfilter (in Fig. 4 nicht gezeigt, aber in den Figuren 5a und 5b) geführt, bevor diese in das Hohlfaser-Filtermodul 10 gelangen kann, um potentielle Kontaminationen aus der Luft zurückzuhalten, damit diese nicht das Filtermodul 10 verunreinigen. Es wurde festgestellt, dass das Testverfahren nicht durch einen derartigen Luftfilter beeinträchtigt wird.
In den Fig. 6a und 6b sind in schematisch vereinfachter Ansicht ein Virusfiltrationsmodul in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls 10 mit angeschlossenen Leitungen sowie die relative Position eines Luftfilters 85 zum Hohlfaser-Filtermodul 10 dargestellt. In Fig. 6a ist eine beispielhafte Ausführungsform veranschaulicht, bei der das Virusfiltrationsmodul 10 insgesamt und dessen Leitungen 55a, 65a und 75a bereits vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind (Schritte b1) b2) und b3)). Die Flüssigkeit 70 wurde im gezeigten Beispielfall jeweils von unten, d.h. durch das Ventil 55v und über die Leitung 55a zum Filtermodul 10 zugeführt. Alternativ könnte die Flüssigkeit 70 auch von oben, d.h. durch das Ventil 65v und über die Leitung 65a zum Filtermodul 10 zugeführt werden. Die Ventile 55v, 65v und 75av in Fig. 6a sind nach dem Befüllen geschlossen worden; die Ventile 75bv und 85v waren bereits vor dem Befüllen geschlossen. Es liegt somit ein in sich geschlossenes System vor.
Aus Gründen der Vereinfachung wird in den Figuren das Virusfiltrationsmodul stets in vertikaler Position dargestellt. Dies ist jedoch in der praktischen Durchführung nicht erforderlich. Das Virusfiltrationsmodul kann in beliebiger Ausrichtung in eine Filtrationsvorrichtung eingebaut werden.
Die Luft soll im gezeigten Beispielfall nun von unten über die Leitung 55a zugeführt werden. Hierzu wird das Ventil 85v geöffnet, so dass Flüssigkeit 70, die sich in der Leitung 55a befindet, in die Leitung 85a gelangen könnte. Im gezeigten Beispielfall ist der Luftfilter 85 oberhalb des Filtermoduls 10 angeordnet. Dadurch, dass der Luftfilter 85 sich insgesamt über dem Filtermodul 10 befindet, wird in einfacher Weise verhindert, dass die Flüssigkeit 70 aus der Flüssigkeit-führenden Leitung 55a über Leitung 85a zum Luftfilter 85 hochsteigen kann und diesen gegebenenfalls in seiner Funktion beeinträchtigt.
Alternativ wäre es bereits ausreichend, wenn die vom Luftfilter abgehende Luft-führende Leitung 85a einen Abschnitt aufweist, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung umfasst. Dann könnte der Luftfilter 85 neben oder unterhalb des Virusfiltrationsmoduls 10 angeordnet sein. Hierdurch würde sichergestellt, dass Flüssigkeit 70 nicht zum Luftfilter 85 hochsteigen und in diesen eindringen kann.
In Fig. 6b wird die Luft im gezeigten Beispielfall nun von oben über die Leitung 65a zugeführt. Hierzu wird das Ventil 85v geöffnet, so dass Flüssigkeit 70, die sich in der Leitung 65a befindet, in die Leitung 85a gelangen könnte. Um dies zu verhindern ist in Fig. 6b der Luftfilter 85 in vollem Umfang oberhalb des Filtermoduls 10 angeordnet, so dass die Flüssigkeit 70 aus der Flüssigkeits-führenden Leitung 65a über Leitung 85a nicht zum Luftfilter 85 hochsteigen kann und diesen gegebenenfalls in seiner Funktion
beeinträchtigt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte die vom Luftfilter abgehende Luft-führende Leitung 85a auch einen Abschnitt aufweisen, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung umfasst. In diesem Fall könnte der Luftfilter 85 auch unterhalb des Virusfiltrationsmoduls 10 angeordnet sein. Hierdurch wird verhindert, dass Flüssigkeit 70 zum Luftfilter 85 hochsteigen und in diesen eindringen kann.
Nach bzw. während Schritt d) und bevor Schritt e) durchgeführt wird, kann gemäß einer Ausführungsform eine bestimmte Zeitspanne abgewartet werden, in der die Luft weiter zugeführt wird und sich die Luft weiter im System verteilen kann. Dies ist die sog. Stabilisierungszeit, die bis zu 600s betragen kann. Diese kann jedoch auch einfach weggelassen werden.
Wie in Fig. 4 schematisch gezeigt, schließt sich an eine der beiden Verfahrensalternativen d1) oder d2), gegebenenfalls nach einer Stabilisierungszeit von bis zu 600s Schritt e) an, d.h. ein automatisches De- tektieren einer Luftblasenkette, die an der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 in der Leitung 75a auftreten kann. Schritt e) erfolgt während die Schritt d1) oder Schritt d2) noch durchgeführt werden. Gleichzeitig wird der Volumenstrom der Luft durch das Virusfiltrationsmodul 10 mit einer Messvorrichtung (nicht gezeigt) gemessen.
Das Detektieren eines möglichen Defektes am Virusfiltrationsmodul 10 anhand einer auftretenden Luftblasenkette erfolgt vorteilhafterweise auf optischem Weg. Beispielweise wird ein Streulichtsensor 120 eingesetzt, wie in Fig. 4 schematisch in Form von 2 Rechtecken veranschaulicht. Der Sensor 120 misst die Lichtstreuung (Seitwärtsstreuung) und ist in der Regel aus einer Lichtquelle und einem oder mehreren Detektoren zum Detektieren des Lichts nach Durchgang durch die Leitung 75a und die in der Leitung enthaltene Flüssigkeit, die gegebenenfalls eine Luftblasenkette enthält, aufgebaut. Dabei wird beispielweise Licht im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge im Bereich von 730 bis 970 nm von einer Lichtquelle des Sensors 120 ausgesendet, tritt durch die mit Flüssigkeit gefüllte Leitung 75a und wird von den in der Flüssigkeit vorliegenden Luftblasen einer Luftblasenkette absorbiert. Das aus der Leitung 75a austretende Licht kann beispielsweise über einen Detektor, wie eine Photozelle, Photodioden oder dergleichen, wieder erfasst und daraus ein Messwert ermittelt werden. Mit dem Streulichtsensor 120 wird daher die veränderte Absorption des Lichts gemessen, wenn eine Luftblasenkette auftritt.
An der Position, wo die Detektion der Luftblasenkette stattfindet, insbesondere am Ort der Detektion oder der Messung ist die Leitung 75a auf der Filtratseite 75 zumindest teilweise transparent ausgeführt. In Fig. 4 ist der Ort der Detektion oder der Messung der Teil der Leitung 75a der sich zwischen den einzelnen Komponenten des Streulichtsensors 120 (symbolisiert durch 2 Rechtecke) befindet. Da die Detektion der Luftblasenkette in der gezeigten Ausführungsform auf optischem Weg erfolgt, werden zumindest diejenigen Abschnitte der Leitung 75a auf der Filtratseite 75 transparent gewählt, die sich im Strahlengang des eingesetzten Lichts befinden.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein transparentes Rohr oder 2 transparente Abschnitte in Form von 2 Fenstern für die Leitung 75a verwendet, die jeweils in ihren Abmessungen so ausgewählt sind, dass
diese den Strahlengang des ein- und austretenden Lichts im Sensor 120 nicht behindern, so dass das Licht unbeeinträchtigt passieren kann.
Transparente Materialien, die in Frage kommen können, wurden bereits beschrieben. Die Dicke des transparenten Materials richtet sich nach dessen Art und Zusammensetzung. Dieses kann beispielweise einige mm oder sogar einige cm dick gewählt werden, um dem gewählten Druck standzuhalten.
Wenn 2 transparente Fenster zum Einsatz kommen, so werden beide insbesondere aus demselben Material hergestellt und weisen beide insbesondere dieselbe Stärke (= Dicke) auf.
Ein beispielhafter Aufbau für die Streulichtmessung mit einem Streulichtsensor 120 ist in Fig. 7 in vereinfachter Form in einer Teilschnittansicht veranschaulicht. Es ist ein Schnitt durch die mit Flüssigkeit 70 gefüllte Leitung 75a auf der Filtratseite 75 des Virusfiltrationsmoduls 10 dargestellt. Die Flüssigkeit 70 befindet sich in der Leitung 75a unter dem gewählten Druck. Eine Lichtquelle 120.1 , beispielweise eine Wolframlampe, sendet Licht L der gewünschten Wellenlänge aus, die beispielsweise im Bereich von 730 bis 970 nm liegt. In der Leitung 75a sind am Ort der Messung, d.h. im Weg des zu messenden Lichts L auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Leitung 75a jeweils ein transparenter Abschnitt in Form von Fenstern 78.1 und 78.2 angebracht, so dass das von der Lichtquelle 120.1 ausgestrahlte Licht durch das erste Fenster 78.1 in die Flüssigkeits-gefüllte Leitung 75a tritt und dann aus dem zweiten Fenster 78.2 wieder aus der Leitung 75a heraustritt. Das Material der Fenster 78.1 , 78.2 ist beispielweise aus einem Borosilikatglas, wie Pyrex®, aufgebaut oder aus Saphir. Die Fenster 78.1 und 78.2 verschließen die Öffnungen 77.1 und 77.2 der Leitung 75a und decken diese gleichzeitig ab. Zudem sind Dichtungen 79.1 , 79.2, 79.3 und 79.4 vorgesehen, um die Leitung 75a abzudichten.
Wandert nun eine Luftblasenkette 130 in der Flüssigkeit 70 der Leitung 75a durch den Strahlengang des Lichts L, so wird das Licht L in entsprechender Weise absorbiert und gestreut (Lichtstrahlen L1 , L2 und L3), was mit Hilfe von den beispielhaft gezeigten Detektoren 120.2, 120.3 und 120.4 erfasst wird. Dies sind beispielsweise Photodioden. Die genaue Optik im Strahlengang des Lichts L vor und nach Durchtritt durch die Leitung 75a mit verschiedenen Linsen und dergleichen ist in der Fig. 7 nicht gezeigt und ist dem Fachmann bekannt. Beispielweise können im Handel erhältliche Streulichtsensoren, insbesondere bekannte Trübungssensoren, zum Einsatz kommen.
Der Streulichtsensor 120 wird daher am Filterausgang auf der Filtratseite 75 des Virusfiltrationsmoduls 10 angebracht und detektiert eine auftretende Luftblasenkette 130 in der Leitung 75a.
Zusätzlich zur Kontrolle, ob eine durchgängige Luftblasenkette auftritt, wird der Volumenstrom der Luft durch das Virusfiltrationsmodul 10 gemessen.
Das Ergebnis des Integritätstest dient dann als Kriterium zur Beurteilung einer später zu erfolgenden Freigabe des Virusfiltrationsmoduls 10 für eine Virusfiltration. Ist das Virusfiltrationsmodul 10 intakt, überschreitet der Volumenstrom der Luft des Virusfiltrationsmoduls 10 die Grenze von 8 mL/min nicht
und vom Streulichtsensor 120 wird auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 kein entsprechendes Absorptionssignal für eine Luftblasenkette detektiert. Ist das Virusfiltrationsmodul 10 nicht intakt, überschreitet der Volumenstrom der Luft des Filtermoduls 10 die Grenze von 8 mL/min und gegebenenfalls wird vom Streulichtsensor 120 auf der Filtratseite 75 des Filtermoduls 10 auch noch ein Absorptionssignal für eine Luftblasenkette detektiert.
Die Auswertung der Detektion, insbesondere der Streulichtmessung und Messung des Volumenstroms der Luft, erfolgt in Schritt f) insbesondere ebenfalls automatisiert anhand der Vorgaben für den Integritätstest, dass eine Luftblasenkette über mindestens 20 s vorliegt oder nicht und dass der Volumenstrom der Luft 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul überschreitet oder nicht. Gemäß einer Ausführungsform ist der Streulichtsensor 120 sowie die Messvorrichtung (nicht dargestellt) für den Volumenstrom der Luft in ein internes Prozessleitsystem (PLS) integriert (nicht gezeigt) und meldet innerhalb eines ablaufenden Testprogramms, ob die definierten Akzeptanzkriterien zum Bestehen des Integritätstests eingehalten wurden oder nicht.
Beispielsweise kann das Prozessleitsystem Teil einer verfahrenstechnischen Filtrationsvorrichtung sein, in der die Integritätstests und eine Virusentfernung mit dem Virusfiltrationsmodul 10 durchgeführt werden kann.
In den Fig. 8 und 9 sind jeweils schematische Schnittansichten eines Ausschnitts aus einer Filtrationsvorrichtung 100 gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, in denen jeweils sowohl der Integritätstest als auch eine Virusfiltration durchgeführt werden kann. Zudem können in der Filtrationsvorrichtung 100 mehrere Virusfiltrationsmodule gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getestet werden.
Im Einzelnen ist in Fig. 8 ein Ausschnitt aus einer Filtrationsvorrichtung 100 dargestellt, in der sowohl die Integritätstests mit den Virusfiltrationsmodulen als auch eine Virusfiltration mit diesen durchgeführt werden kann. Es sind 3 Virusfiltrationsmodule, jeweils in Form von Hohlfaser-Filtermodulen 10.1 , 10.2 und 10.3 in eingebautem Zustand dargestellt, in denen die Hohlfasern so orientiert sind, dass diese in vertikaler Richtung verlaufen (Schritt a)). Selbstverständlich können auch mehr als die beispielhaft gezeigten 3 Virusfiltrationsmodule vorgesehen werden. Dies hängt von der Art und Größe der Filtrationsvorrichtung und der durchzuführenden Virusfiltration ab.
Die vertikale Orientierung wurde nur zu Vereinfachungszwecken und besseren Erläuterung gewählt. Selbstverständlich kann auch eine andere Position ausgewählt werden, wie eine beliebige Zwischenposition zwischen vertikaler und horizontaler Orientierung (siehe Fig. 5).
Die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 weisen jeweils eine Feedseite 55.1 , 55.2 und 55.3, eine Retentatseite, 65.1 , 65.2 und 65.3 sowie eine Filtratseite 75.1 , 75.2 und 75.3 auf. An jedem Filtermodul 10.1 , 10.2 und 10.3 sind jeweils Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a auf der Feedseite, Leitungen auf der
Retentatseite 65.1 a, 65.2a und 65.3a und Leitungen auf der Filtratseite 75.1 a, 75.2a und 75.3a angeschlossen. Eine weitere auf der Filtratseite an jedem Virusfiltrationsmodul 10.1 , 10.2, 10.3 vorliegende Leitung wurde der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Das Material der Leitungen ist nicht besonders beschränkt, in Fig. 8 sind die Leitungen aus Edelstahl.
Zur Durchführung des Integritätstests wird eine Flüssigkeit 70, im gezeigten Beispielfall Reinstwasser, insbesondere WFI-Wasser (WFI, Wasser für die Injektion), eingesetzt und die parallel zueinander vorliegenden Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 und sämtliche daran angeschlossene Leitungen mit Reinstwasser wurden bereits mit Flüssigkeit 70 gefüllt (Schritte b1), b2) und b3)). Dies kann analog zu Fig. 4, aberfür alle 3 Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 und sämtliche daran angeschlossene Leitungen gleichzeitig durchgeführt werden. Das Wasser 70 kann erfindungsgemäß jeweils entweder von unten durch die Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a auf der Feedseite oder von oben durch die Leitung 65.1 a, 65.2a und 65.3a auf der Retentatseite erfolgen. Die Begriffe „von oben“ oder „von unten“ sind möglichst breit zu verstehen und können sich beispielweise auch auf eine andere Zwischenposition der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2, 10.3 beziehen, wie für ein Virusfiltrationsmodul in Zusammenhang mit Fig. 5 bereits erläutert. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird das Wasser 70 jeweils von unten durch das Ventil 55v über die Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a zugeführt.
Aus verfahrenstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, wenn bei sämtlichen gleichzeitig getesteten Virusfiltrationsmodulen 10.1 , 10.2 und 10.3 das Wasser 70 jeweils von derselben Seite zugeführt wird, in Fig. 8 bei sämtlichen Virusfiltrationsmodulen jeweils von unten. Alternativ könnte das Wasser 70 auch bei sämtlichen Virusfiltrationsmodulen von oben zugeführt werden.
In jeder der Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a zum Zuführen von Wasser 70 können Einlass-Filter (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um mögliche Verunreinigungen des Wassers zu entfernen, bevor diese in das Filtermodul gelangt. Das Wasser 70 wird mit einem Druck von höchstens 98 ± 5 kPa in 3 Teilschritten - wie bereits erläutert - zugeführt, damit sämtliche inneren Bereiche der Hohlfaser, sämtliche Zwischenräume zwischen den Hohlfasern und sämtliche angeschlossene Leitungen am Virusfiltrationsmodul 10.1 , 10.2 und 10.3 mit Wasser 70 gefüllt werden. Der Druckbereich wird in einem Bereich ausgewählt, der die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 nicht beeinträchtigt.
Sobald das Virusfiltrationsmodul 10.1 , 10.2 und 10.3 und die jeweiligen Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a; 65.1 a, 65.2a und 65.3a sowie 75.1 a, 75.2a und 75.3a insgesamt mit Wasser 70 gefüllt sind, wird die Zufuhr von Wasser 70 beendet (Schritt c)) und sämtliche Leitungen werden geschlossen. Hierzu werden die Ventile auf der Feedseite 55.1 v, 55.2v, 55.3v, die Ventile auf der Retentatseite 65.1 v, 65.2v, 65.3v und die Ventile auf der Filtratseite 75.1v, 75.2v, 75.3v jeweils geschlossen. Es liegt damit ein vollständig mit Wasser 70 gefülltes, geschlossenes System vor, das nach wie vor unter dem eingesetzten Druck von höchstens 98 ± 5 kPa steht.
In einem folgenden optionalen Zwischenschritt kann das Wasser 70 aus dem inneren Bereich jedes Virusfiltrationsmodul 10.1 , 10.2 und 10.3 und den zugehörigen Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a vollständig entleert werden. Dies dient zum zusätzlichen Schutz der Module 10.1 , 10.2 und 10.3 vor Beschädigung. Dieser Zwischenschritt kann auch weggelassen werden.
Es kann sich dann ein Dichtigkeitstest (Druckhaltetest) der Leitungen der Filtrationsvorrichtung 100 und der eingebauten Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 anschließen. Hierzu wird die Luft entweder von unten oder von oben in die Virusfiltrationsmodule eingepresst und die entsprechenden mit Flüssigkeit gefüllten Leitungen an jedem Virusfiltrationsmodul geöffnet. Wird Luft von oben zugeführt, werden am Virusfiltrationsmodul 10.1 die Leitungen 65.1 a und 75.1 a sowie die analogen Leitungen an den beiden anderen Virusfiltrationsmodulen 10.2 und 10.3 geöffnet. Wird alternativ Luft von unten zugeführt, werden am Virusfiltrationsmodul 10.1 die Leitungen 55.1 a und 75.1 a sowie die analogen Leitungen an den beiden anderen Virusfiltrationsmodulen 10.2 und 10.3 geöffnet. Die nicht benötigten Ein- und Ausgänge des Systems für Wasser 70 (Ventil 55v) und Luft 80 (Ventil 75v) werden verschlossen. Dann wird Luft entweder von oben oder von unten in die Virusfiltrationsmodule eingepresst. In Fig. 8 würde dies von unten von der Feedseite über die Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a in die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 mit demselben Druck wie der Wasserdruck erfolgen, wobei der Luftdruck beispielweise schrittweise von 0 kPa bis auf einen Vorstabilisierungsdruck von beispielweise 70 kPa erhöht wird. Nach einer optionalen Stabilisierungszeit von beispielweise mindestens 180s wird festgestellt, ob der Druckabfall < 10 kPa. Ist dieser > 10 kPa liegt eine Undichtigkeit im Filtrationssystem vor, die beseitigt werden muss. Da jedoch der Volumenstrom der Luft während der Durchführung des Integritätstests, insbesondere während die Schritte d1) oder d2) noch andauern und Schritt e) durchgeführt wird, auch während der Durchführung von Schritt e) gemessen wird, ist der Dichtigkeitstest überflüssig und kann weggelassen werden. Dieser wird hier nur zur Veranschaulichung erläutert.
Im folgenden Schritt d) wird Luft in die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2, 10.3 eingepresst; dies geschieht entweder von unten (Schritt d1 )), jeweils durch die Leitung auf der Feedseite oder von oben (Schritt d2)), jeweils durch die Leitung auf der Retentatseite jedes Virusfiltrationsmoduls 10.1 , 10.2, 10.3. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird die Luft 80 von unten gemäß Schritt d 1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingepresst. Wenn ein Dichtigkeitstest durchgeführt werden sollte, ist es zweckmäßig, wenn dann die Luft von unten eingebracht wird, wie auch in Schritt d) erfolgt.
Im Einzelnen werden gemäß Schritt d1) die Leitungen auf der Feedseite bei jedem Virusfiltrationsmodul und die Leitungen auf der Filtratseite geöffnet und die anderen Leitungen bleiben geschlossen, wobei der Druck (wie in Schritt b) angegeben) aufrecht erhalten bleibt, um Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Wasserdruck von der Leitung auf der Feedseite (von unten) in das Virusfiltrationsmodul zuzuführen. In Fig. 8 werden daher die Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a auf der Feedseite 55.1 , 55.2 und 55.2 (jeweils am unteren Ende des Virusfiltrationsmoduls 10.1 , 10.2, 10.3) und die Leitungen 75.1 a, 75.2a und 75.3a auf der Filtratseite 75.1 , 75.2 und 75.3 des Filtermoduls 10.1 , 10.2 und 10.3 (an der Seitenwand des Filtermoduls 10.1 , 10.2 und 10.3) jeweils geöffnet und die Leitung 65.1 a, 65.2a und 65.3a auf der Retentatseite 65.1 a, 65.2a und 65.3a (am oberen Ende des Filtermoduls
10.1 , 10.2 und 10.3) bleiben geschlossen. Das Öffnen der Leitungen bewirkt keinen Druckabfall. Vielmehr bleibt der Druck bei dem für das Testverfahren verwendeten Druckwert, der aus dem Bereich von höchstens 98 ± 5 kPa ausgewählt wurde, während des gesamten Testverfahrens konstant aufrecht erhalten.
Das Öffnen und Schließen der Leitungen kann mittels dem Fachmann bekannter Einrichtungen erfolgen. In Fig. 8 sind Ventile gezeigt; andere Möglichkeiten sind denkbar.
Nach dem Öffnen der Leitungen auf der Feedseite und der Leitungen auf der Filtratseite wird Luft 80 über die Ventil 85v1 und 85v2 in die Leitungen 55.1a, 55.2a und 55.3a, die sich jeweils auf der Feedseite
55.1 , 55.2 und 55.2 der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2, 10.3 befinden, mit einem gleichbleibenden Druck von höchstens 98 ± 5 kPa den jeweiligen Virusfiltrationsmodulen 10.1 , 10.2, 10.3 zugeführt. Der Luftdruck wird dabei genauso hoch eingestellt wie der zuvor eingestellte Wasserdruck.
In Fig. 8 wird gemäß einer Ausführungsform die Luft 80 zunächst über einen Luftfilter 85 geführt, um Verunreinigungen aus der Luft zu entfernen, damit diese nicht in eines der Filtermodule 10.1 , 10.2 und 10.3 gelangen können. Der Luftfilter 85 ist oberhalb der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 angeordnet. Alternativ könnte die vom Luftfilter 85 abgehende Luft-führende Leitung 85a einen Abschnitt aufweisen, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung umfasst, so dass kein Wasser zum Luftfilter 85 hochsteigen kann, selbst wenn der Luftfilter 85 nicht oberhalb der Virusfiltrationsmodule 10.1 ,
10.2, 10.3 angeordnet wäre. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Dadurch, dass der Luftfilter 85 oder ein Abschnitt der Luft-führenden Leitung sich über den Filtermodulen 10.1 , 10.2, 10.3 befindet, wird in einfacher Weise verhindert, dass das Wasser aus der Wasser-führenden Leitung 55a zum Luftfilter 85 hochsteigen kann und diesen gegebenenfalls in seiner Funktion beeinträchtigt.
Das Vorsehen eines Luftfilters 85 beeinträchtigt das Verfahren in keiner Weise.
Die Luft 80, die eingesetzt wird, ist nicht besonders beschränkt, insbesondere wird Prozessluft eingesetzt.
Während der Durchführung von Schritt d) wird zusätzlich der Gesamt-Volumenstrom der Luft mit einer Messvorrichtung (nicht gezeigt) durch die Filtermodulen 10.1 , 10.2, 10.3 gemessen.
In Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens, der während die Schritt d1) oder d2) noch weitergeführt werden, durchgeführt wird, erfolgt dann ein automatisches Detektieren einer Luftblasenkette, wenn diese auftritt (symbolisiert durch den gestrichelten Pfeil 80, oben links in Figur 7). Zudem wird der Volumenstrom in den Schritten d1) oder d2) gemessen und damit auch in Schritt e), da Schritt e) durchgeführt wird, während die Schritt d1) oder d2) weitergeführt werden. Das Detektieren einer auftretenden Luftblasen kette erfolgt in Fig. 8 mit Hilfe eines Streulichtsensors 120, der die Absorption misst. Gleichzeitig wird der Gesamt-Volumenstrom in den Schritten d1) oder d2) und dem gleichzeitig erfolgenden Schritt e) insbesondere automatisch erfasst.
Wenn die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 intakt sind, d.h. keine Beschädigungen, wie Risse, aufweisen und daher die gewünschte Filterfunktion erfüllen, bleibt die Luft 80 in den Hohlfasern, da die Luft 80 die Poren der Hohlfaserwand nicht durchdringen kann. Eine Luftblasenkette wird durch den Streulichtsensor 120 in der zu einer Leitung zusammengeführten Leitung 75a auf der Filtratseite 75.1 , 75.2, 75.3 nicht detektiert. Der Volumenstrom der Luft 80 beträgt höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrati- onsmodul 10.1 , 10.2 und 10.3.
Wenn eines oder mehrere der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 nicht intakt sind, d.h. Beschädigungen, wie Risse, vorliegen und daher die gewünschte Filterfunktion nicht erfüllen wird, tritt die Luft 80 durch die Beschädigungen in der Hohlfaserwand hindurch und gelangt so zur Filtratseite 75.1 , 75.2 und 75.3 des Filtermoduls 10.1 , 10.2 und 10.3, wo dann in der jeweiligen Leitung 75.1 a, 75.2a oder 75.3a eine Luftblasenkette auftritt. Gleichzeitig liegt der gemessene Volumenstrom der Luft 80 über 8 mL/min für zumindest eines der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3. Wenn nur eine sehr kleine Beschädigung vorliegt, wird in der Regel keine Luftblasen kette festgestellt, aber der gemessene Volumenstrom der Luft 80 liegt dann über 8 mL/min für zumindest eines der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 und zeigt einen Defekt an.
Die Leitungen 75.1 a, 75.2a oder 75.3a auf der Filtratseite 75.1 , 75.2, 75.3 werden gemäß der gezeigten Ausführungsform zu einer Leitung 75a zusammengeführt, an der die Detektion auf optischem Weg, insbesondere durch einen Streulichtsensor 120, durchgeführt wird. Auch für die Messung des (Gesamt- ) Volumenstroms der Luft kann nur eine Messvorrichtung (nicht gezeigt) für sämtliche Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 vorliegen. Hierdurch sind nur eine Detektionsvorrichtung und nur eine Messvorrichtung für den Gesamt-Volumenstrom der Luft erforderlich, was die Detektion und Auswertung des Tests deutlich vereinfacht und beschleunigt. Wenn eines oder mehrere der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 nicht intakt sind, wird im Sensor 120 dann eine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden detektiert und der gemessene Volumenstrom der Luft 80 liegt über 8 mL/min für zumindest eines der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3.
Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform wird der Streulichtsensor 120 hier an einem von unten nach oben verlaufenden Teil der Leitung 75a angeordnet, so dass eine Luftblasenkette in der Leitung, während diese aufsteigen, besonders gut und vollständig detektiert werden kann.
Auch wenn ein Virusfiltrationsmodul 10.1 , 10.2 und 10.3 völlig intakt ist, konnte in Versuchen dennoch ein minimaler Verlust an eingepresster Luft 80 (sog. Schleichmenge) nach Passage durch das Filtrationsmodul 10.1 , 10.2, 10.3 beobachtet werden. Dies spielt aber für die Durchführung des Integritätstests keine Rolle.
Nach Durchgang durch die Filtermodule 10.1 , 10.2 und 10.3 kann die Luft 80 entsorgt und beispielweise in einem Abfallsammel-Behälter (nicht gezeigt) aufgefangen werden.
In der veranschaulichten Ausführungsform von Fig. 8 sind 2 Saphirglasfenster 78.1 und 78.2 für die Messung auf optischem Weg eingebaut, die im Strahlengang des Sensors 120 in der Leitung 75a angeordnet sind.
Zweckmäßiger Weise kann am Filterausgang in den Leitungen 75.1 a, 75.2a und 75.3a auf der Filtratseite 75.1 , 75.2 und 75.3 zusätzlich jeweils ein Auslass-Filter vorgesehen werden (nicht gezeigt), der potentielle Verunreinigungen entfernt, damit der Streulichtsensor 120 nicht Absorptionssignale von unerwünschten Bestandteilen erfasst und die Messung beeinträchtigt wird.
Die Detektion (Schritt e)) durch den Streulichtsensor 120, die Messung des Volumenstroms der Luft und auch die Auswertung (Schritt f)) erfolgen insbesondere völlig automatisiert, beispielweise unter Verwendung eines Computerprogramms in Form eines Prozessleitsystems (PLS) (nicht gezeigt), in das der Streulichtsensor 120 integriert vorliegt. Das Prozessleitsystem ist in Fig. 8 ein Teil einer verfahrenstechnischen Filtrationsvorrichtung, in der eine Virusentfernung durchgeführt werden kann. In der im Ausschnitt gezeigten Filtrationsvorrichtung werden daher die beiden Integritätstests und die Virusfiltration durchgeführt: Ein Integritätstest (Pre- Visual-Leak-Test) der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 erfolgt vor der Virusfiltration und ein Integritätstest (Post-Visual-Leak-Test) der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 erfolgt nach der Virusfiltration, ohne dass es notwendig ist, die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 für die Tests jeweils ein- und auszubauen. Die Funktionstestung der Filtration und die eigentliche Filtration finden daher für die Virusfiltrationsmodule10.1 , 10.2 und 10.3 in der gezeigten Filtrationsvorrichtung statt. Das Risiko potentieller Beschädigungen oder der Kontamination der Module wird hierdurch deutlich reduziert.
Die in Fig. 8 veranschaulichte Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Zeitaufwand pro Testung für jedes Filtermodul deutlich reduziert werden kann. Es können gleichzeitig mehrere Filtermodule getestet werden, wobei insbesondere bei einem automatisierten Testverfahren eine deutliche Zeitersparnis resultiert. Dies kann insbesondere bei großindustriellem Einsatz von großer Bedeutung sein.
Wenn beim gleichzeitigen Testen der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 ein Defekt festgestellt wird, erfolgt eine Einzel-Testung der Virusfiltrationsmodule. Hierfür werden die Verfahrensschritte nur an einem Virusfiltrationsmodul, z.B. Virusfiltrationsmodul 10.1 , durchgeführt und die Leitungen für die anderen Virusfiltrationsmodule, z.B. 10.2 und 10.3 geschlossen gehalten. Wird das defekte Virusfiltrationsmodul identifiziert, wird dieses ausgetauscht, und das Verfahren gemäß der Schritte b) bis e) mit allen Virusfiltrationsmodulen wiederholt.
In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Sofern dieselben Erläuterungen wie für die Fig. 8 gelten, wird auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet. Insbesondere wird - wie in Figur 7 - das Wasser 70 von unten (von der Feedseite 55.1 , 55.2 und 55.3 der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3) zugeführt. Im Unterschied zu Fig. 8 wird jedoch in Fig. 9 die Luft 80 nicht von unten, sondern von oben (von der Retentatseite 65.1 , 65.2 und 65.3 der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3) zugeführt. Die Begriffe „von unten“ oder „von oben“ sind dabei möglichst breit auszulegen, wie bereits im Einzelnen erläutert wurde.
Im Einzelnen wird in der in Fig. 9 veranschaulichten Ausführungsform nach Durchführung der Schritte a), b), c) und gegebenenfalls dem optional durchgeführten Zwischenschritt und einem Dichtigkeitstest, die wie bei Fig. 8 beispielhaft erläutert erfolgen, der Schritt d2) durchgeführt. In Schritt d2) werden bei jedem Virusfiltrationsmodul die Leitungen auf der Retentatseite und die Leitungen auf der Filtratseite geöffnet und die Leitungen auf der Feedseite geschlossen, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Wasserdruck von den Leitungen auf der Retentatseite (von oben) in das Virusfiltrationsmodul zuzuführen. Im Einzelnen werden in Fig. 9 daher die Leitungen 65.1 a, 65.2a und 65.3a auf der Retentatseite 65.1 , 65.2 und 65.3 (am oberen Ende der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3) und die Leitungen 75.1 a, 75.2a und 75.3a auf der Filtratseite 75.1 , 75.2 und 75.3 der jeweiligen Filtermodule 10.1 , 10.2 und 10.3 geöffnet und die Leitungen 55.1 a, 55.2a und 55.3a auf der Feedseite 55.1 , 55.2 und 55.3 (am unteren Ende der Filtermodule 10.1 ,
10.2 und 10.3) bleiben geschlossen.
Das Öffnen der Leitungen bewirkt keinen Druckabfall. Vielmehr bleibt der Druck bei dem für das Testverfahren verwendeten Druckwert, der aus dem Bereich von höchstens 98 ± 5 kPa ausgewählt wurde, während des gesamten Testverfahrens konstant aufrechterhalten.
Das Öffnen und Schließen der Leitungen kann mittels dem Fachmann bekannter Einrichtung erfolgen. In Fig. 9 sind Ventile gezeigt; andere Möglichkeiten sind denkbar.
Nach dem Öffnen der Leitungen auf der Retentatseite und der Leitungen auf der Filtratseite wird Luft 80 über die Ventile 85v1 und 85v2 in die Leitungen 65.1 a, 65.2a und 65.3a, die sich jeweils auf der Retentatseite 65.1 , 65.2 und 65.2 der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2, 10.3 befinden, mit einem gleichbleibenden Druck von höchstens 98 ± 5 kPa den jeweiligen Virusfiltrationsmodulen 10.1 , 10.2, 10.3 zugeführt. Der Luftdruck wird dabei genauso hoch eingestellt wie der zuvor eingestellte Wasserdruck.
In Fig. 9 wird gemäß einer Ausführungsform - wie in Figur 7 - die Luft 80 zunächst über einen Luftfilter 85 geführt, um Verunreinigungen aus der Luft zu entfernen, damit diese nicht in eines die Filtermodule
10.1 . 10.2 und 10.3 gelangen können. Der Luftfilter 85 ist oberhalb der Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 angeordnet.
Der Volumenstrom der Luft 80 durch die Virusfiltrationsmodule 10.1 , 10.2 und 10.3 wird während Schritt d2) gemessen.
In Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dann ein automatisches Detektieren einer Luftblasenkette, wenn diese auftritt (symbolisiert durch den gestrichelten Pfeil 80, oben links in Figur 8). Das Detektieren erfolgt in Fig. 9 mit Hilfe eines Streulichtsensors 120, der die Absorption misst. Weitere Details sind bei Fig. 8 erläutert. Schritt e) findet insbesondere statt, während Schritt d2) weiter durchgeführt wird, so dass gleichzeitig mit der automatischen Detektion der Luftblasenkette zusätzlich der Volumenstrom der Luft 80, wie bereits bei Fig. 8 erläutert, gemessen wird.
Die vorliegende Offenbarung stellt damit erstmals ein teil- oder vollautomatisiertes Verfahren bzw. eine entsprechende Filtrationsvorrichtung für einen Integritätstest zur Verfügung, mit dem der Test zuverlässig, reproduzierbar und in einfacher Weise durchgeführt werden kann.
Nachfolgend wird das Verfahren der Offenbarung anhand von Beispielen weiter veranschaulicht, ohne die Offenbarung hierauf zu beschränken.
Ausführungsbeispiele
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird in den Beispielen im Einzelnen anhand verschiedener Ausführungsformen erläutert.
Beispiel 1 :
Visual-Leak-Test (VLT) für ein Virusfiltrationsmodul
1 . Vorbereitung der Filtrationseinheit und der Filtermodule: a. Es wurden zunächst die benötigten Medienverbindungen an der Filtrationseinheit hergestellt. Dies waren z.B. alle Schlauchverbindungen für die benötigten Flüssigkeitszuführungen und -ableitun- gen. Dies umfasste auch die Zuführung von Prozessluft und Bereitstellung von Elektrizität, z.B. für Messgeräte, Sensoren und dergleichen zum Betrieb der Filtrationseinheit. Die verwendeten Flüssigkeiten können beispielweise Wasser oder eine Pufferlösung, umfassend Wasser, sein. Die verwendete Flüssigkeit war in Beispiel 1 eine wässrige Essigsäure/Acetat-Pufferlösung b. Alle Leitungen und Leitungsverbindungen wurden zunächst einer Heißdampfsterilisation mit bis zu 130 °C unterzogen, da im Anschluss an den Visual-Leak-Test eine Virusfiltration durchgeführt werden soll. Hierzu wurde anstelle eines Virusfiltrationsmoduls ein Passstück zum Schließen der offenen Strecke in die Filtrationsvorrichtung eingesetzt. Dann wurde das Leitungssystem unter Überdruck von etwa 100 kPa gesetzt, um den Eintrag von Kontaminationen zu verhindern. Schließlich fand ein Druckabbau auf einen Druck P < 10 kPa statt, wobei im gesamten System ein Druckausgleich erfolgte. An allen Stellen im System, welche einen Einfluss auf das Filtermodule haben, war der Druck nach Abschluss dieses Vorgangs daher P < 10 kPa. Dies erfolgte zum Schutz des Virusfiltrationsmoduls vor Beschädigung. c. Es erfolgte der Einbau des Filtermoduls in die Filtrationseinheit, wobei das Filtermodul so eingebaut wurde, dass die Hohlfasern in vertikaler Richtung verliefen (die Retentatseite des Filtermoduls lag oben, die Feedseite lag unten, wie in Fig. 3a gezeigt). Die Anzahl der Filtermodule ist je nach Bedarf flexibel. Im vorliegenden Beispiel 1 wurde ein Virusfiltrationsmodul eingebaut, das von der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 war.
2. Füllen der Filtrationseinheit inklusive des zuvor eingebauten Filtermoduls: a. Es erfolgte zunächst mittels Abarbeitung eines internen Prozessleitsystem-(PLS)-Programms ein Füllen der Leitungen in der Filtrationseinheit ohne das eingebaute Filtermodul. Hierzu wurden die entsprechenden Ventile am Filtermodul geschlossen. Dies verhindert eine mögliche Beschädigung der
Module. Der ausgewählte Druck lag bei < 98 ± 5 kPa. Es wurde dann überprüft, dass in der ausfließenden Flüssigkeit keine Luftblasen mehr enthalten waren, da dann das Leitungssystem komplett gefüllt war. Dies kann visuell von einem Mitarbeiter oder mit einem Sensor erfolgen. Im vorliegenden Beispiel 1 wurde dies visuell vorgenommen. b. Es wurde mit dem Füllen des Filtermoduls begonnen, wobei zunächst nur der innere Bereich der Hohlfasern, d.h. die „Hohlfaserinnerseite“, von der Feedseite (von unten) gefüllt wurde. Dies entspricht in Fig. 1 der Zufuhr von Flüssigkeit beginnend von A zu B. Gemäß Fig. 3a wurde daher Flüssigkeit über den Eingang bei 55 des Filtermoduls zum Ausgang bei 65 geführt. Die Ausgänge bei 75o + 75u waren dabei mit Ventilen jeweils verschlossen. Ziel war die komplette Füllung der „Hohlfaserinnerseite“. Als Parameter zur Überprüfung der kompletten Füllung wurde der Differenz-Druck über das Filtermodul bei 98 kPa ± 5 kPa bestimmt. Der Differenz-Druck wurde durch zwei Druckmessgeräte, eines vor und eines nach dem Filtermodul ermittelt, wobei die Differenz beider Drücke gemessen wurde. Wenn der Druck vor und nach dem Filtermodul etwa gleich groß ist, lag eine komplette Füllung vor. Als weiterer Parameter diente das Erreichen des Totvolumens. Als Totvolumen wird das Volumen des gesamten Leitungsystems inklusive aller verwendeten Filtermodule (hier: ein Filtermodul) angesehen. Dies hängt von der jeweiligen Anlage, der Art und Anzahl der Filtermodule ab und kann ohne weiteres vom Fachmann in jedem Einzelfall ermittelt werden oder beim Hersteller erfragt werden. Das verwendete 4 m2-Filtermodul hatte ein Totvolumen gemäß Herstellerangaben von 1.900 mL. c. Es wurde dann mit dem Füllen von Flüssigkeit in das Filtermodul und zwar den Zwischenräume zwischen den Hohlfasern von der Feedseite (von unten) begonnen. Dies entspricht in Fig. 1 von A durch das Filtermodul hindurch zu C. Gemäß Fig. 3a wurde daher Flüssigkeit vom Eingang bei 55 des Filtermoduls zum Ausgang bei 75o des Filtermoduls geleitet. Der Ausgang bei 65 (und 75u) blieb dabei verschlossen. Ziel war das gesamte Leitungssystem und das Filtermodul so vollständig wie möglich mit Flüssigkeit zu füllen. Als Parameter zur Überprüfung der kompletten Füllung der Zwischenräume des Filtermoduls wurde wieder der Differenz-Druck über das Filtermodule bei 98 kPa ± 5 kPa eingesetzt sowie das Erreichen das Totvolumens.
3. Optionales Entleeren des inneren Bereichs des Filtermoduls:
Hierfür wurde die Flüssigkeit im inneren Bereich der Hohlfasern wieder entfernt. Dazu wurde mittels PLS- Programm wie in Fig. 6b dargestellt, das Ventil 55v geöffnet, so dass die Pufferlösung über Leitung 55a aus dem Filtermodul ausströmen konnte, bis sich der inneren Bereich der Hohlfasern und auch die angeschlossene Leitung 55a vollständig entleert hatte. Zusätzlich wurde gemäß Fig. 6b der Eingang bei Leitung 65a geöffnet und das Filtermodul über den Weg 85a durch Öffnen des Ventils 85v über den Luftfilter 85 belüftet. Als Parameter dient, dass am Ausgang der Filtrationseinheit keine Flüssigkeit mehr austritt. Dies kann durch geschulte Mitarbeiter in visueller Prüfung oder über einen Sensor mit Hilfe des PLS-Programms erfolgen. In diesem Beispiel wurde dies visuell durchgeführt.
Dieser optionale Schritt ist nicht in jedem Fall erforderlich. Dieser Schritt hat den Vorteil, dass das innere Entleeren des Virusfiltrationsmoduls eine besonders schonende Vorgehensweise für den nachfolgenden Visual-Leak-Test darstellt. Wird der innere Bereich der Hohlfasern mit Flüssigkeit gefüllt und dann
für den Visual-Leak-Test auch noch mit Gas beaufschlagt, könnte hierdurch ein zusätzliches Aufblähen der Hohlfasern erfolgen, wodurch sich die Beanspruchung des Filtermoduls noch erhöht.
4. Visual-Leak-Test (VLT): a. Dichtiqkeitstest des Filtrationssystems: Vor dem Start des Visual-Leak-Tests kann zunächst ein Dichtigkeitstest vom Filtrationssystem und dem eingebauten Filtermodul erfolgen, um eine Undichtigkeit am System, z.B. durch eine unsachgemäß eingesetzte Dichtung, auszuschließen. Dies ist aufgrund der Messung des Volumenstroms der Prozessluft zwar nicht erforderlich, soll aber aus Gründen der Vollständigkeit hier beschrieben werden, um die Verfahrensweise anhand eines Beispiels aufzuzeigen. Der Dichtigkeitstest wurde mittels PLS-Programms durchgeführt. Ein PLS-Programm ist zweckmäßig, da zusätzlich zu einer durchgehenden Luftblasenkette mit der Streulichtmessung auch der Gesamt-Volumenstrom an Prozessluft über das Filtrationssystem während der Durchführung des Visual-Leak-Tests zuverlässig gemessen werden kann. Der Dichtigkeitstest (auch bezeichnet als Druckhaltetest) dient dazu sicherzustellen, dass keine Luft aus dem System entweicht, wodurch der nachfolgende Integritätstest und dessen Auswertung beeinträchtigt werden könnte.
Gemäß dem PLS-Programm Teil 1 wurden daher analog zu Fig. 9, aber nur für ein Virusfiltrationsmodul (Modul 10.1), die Ventile 85.1 v, 85.2v, 65.1 v und 75.1v geöffnet. Ventil 55.1v blieb geschlossen, da die Luft von der Retentatseite (von oben) eingepresst werden soll. Die nicht benötigten Ein- und Ausgänge bei den Ventilen 55v und 75v des Systems wurden verschlossen. Ein in Fig. 9 nicht gezeigter weiterer Ausgang am Filtermodul (siehe Fig.3a: Ausgang bei 75u) wurde ebenfalls am Filtermodul verschlossen. Die Prozessluft wurde im vorliegenden Beispiel daher von der Retentatseite (von oben) dem Virusfiltrationsmodul zugeführt. Es erfolgte ein schrittweiser Druckaufbau mittels kontrolliertem Druckanstieg (sog. fixe Rampe), der unter Verwendung von Prozessluft bis zum Erreichen des Testdruckes (auch als Vorstabilisierungsdruck bezeichnet) erzielt wurde. Der Druck im System wurde in diesem Beispiel, beginnend bei 0 kPa, auf 70 kPa erhöht. Der Vorstabilisierungsdruck betrug somit 70 kPa. Es wurde eine Stabilisierungszeit von 180s gewählt. Die Stabilisierungszeit war die Zeit, in der sich die Prozessluft im System verteilen konnte, bevor die Auswertung des Dichtigkeitstests erfolgte. Der Dichtigkeitstest gilt als bestanden, wenn der Druckabfall nach der Stabilisierungszeit < 10 kPa, insbesondere < 5 kPa beträgt.
Nach dem optional durchgeführten Dichtigkeitstest erfolgte dessen Auswertung im PLS-Programm, ob der Druckabfall in diesem Zeitraum (< 10 kPa) eingehalten wurde oder nicht:
Druckabfall: < 10 kPa:
Wenn der Druckabfall unterhalb des erlaubten max. AP liegt, muss davon ausgegangen werden, dass keine Undichtigkeit im Filtrationssystem vorliegt. In diesem Fall läuft das PLS-Programm gemäß Punkt 4b. weiter.
Druckabfall > 10 kPa
Wenn der Druckabfall oberhalb des erlaubten max. AP liegt, muss davon ausgegangen werden, dass eine Undichtigkeit im System vorlag. In diesem Fall wird das PLS Programm beendet und man sucht
und beseitigt die Undichtigkeit im Filtrationssystem und startet mittels Wiederholung vom PLS-Pro- gramm wieder bei Punkt 4a.
Im vorliegenden Beispiel 1 war der Druckabfall < 10 kPa, der Dichtigkeitstest des Filtrationssystems galt daher als bestanden. Der Visual-Leak-Test gemäß Punkt 4b. konnte durchgeführt werden. b. Durchführung des Visual-Leak-Tests: Gemäß dem PLS-Programm Teil 2 wurde analog zu Fig. 9, jedoch unter Verwendung von nur einem Filtrationsmodul (hier: Modul 10.1), zusätzlich zu den bereits geöffneten Ventilen 85.1 v, 85.2v, 65.1v, 75.1v noch der Ausgang bei Ventil 75v vom Filtrationssystem geöffnet. Die nicht benötigten Ein- und Ausgänge (hier: bei Ventil 55v) im Filtrationssystem und Ventil 55.1v beim Filtermodul wurden verschlossen. Ein in Fig. 9 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigter Filtermodulausgang (siehe z.B. in Fig.3a der Ausgang bei 75u) wurde ebenfalls geschlossen. Die Prozessluft wurde hier von der Retentatseite (von oben) dem Virusfiltrationsmodul zugeführt. Der vorliegende Druck wurde mit Prozessluft weiter erhöht (sog. Weiterführung der Rampe) bis der finale Testdruck von 98 ± 5 kPa erreicht wurde. Nach Ablauf einer Stabilisierungszeit erfolgte während des Testzeitraums eine kontinuierliche Auswertung, wobei die Detektion von einer sichtbaren Luftblasenkette durchgeführt wurde und der Volumenstrom an Prozessluft, welcher in das System einströmte, gemessen wurde.
Die Parameter für das PLS-Programm Teil 2 waren wie folgt:
Die Stabilisierungszeit betrug 600s: Es handelte sich um die Zeit, in der sich die Prozessluft weiter im System verteilen konnte, bevor der Start der Auswertung im PLS-Programm erfolgte. Der Start der Auswertung entsprach dem Ende des Erreichens des Testdrucks.
Der Testdruck betrug 98 ± 5 kPa: dies war der Druck, mit dem das Filtrationssystem während des Testzeitraumes mit Prozessluft beaufschlagt war.
Der Testzeitraum betrug 300s: Dies war der Zeitraum, in dem der Testdruck konstant anlag und die kontinuierliche Kontrolle auf Vorhandensein von Prozessluft am Streulichtsensor (siehe Fig. 7) detektiert wurde. Zusätzlich wurde ebenso die Menge an Prozessluft, genauer gesagt der Volumenstrom der Prozessluft, welche in das System floss, kontinuierlich vom PLS erfasst.
Der gemessene maximal erlaubte Volumenstrom Volmax der Luft kann bis zu 8 mL/min / Filtermodul betragen: Dies stellt den maximal erlaubten Volumenstrom von Luft während des Testzeitraums dar. Es handelt sich um einen Erwartungswert für den maximalen Volumenstrom von Luft für ein intaktes Filtermodul. Der Volumenstrom der Luft liegt erfahrungsgemäß zwischen 0,8 - 8 mL/min / Filtermodul. Man muss beachten, dass sich bei Testung mehrerer Filtermodulen die Volumenströme addieren. Zum Beispiel beträgt der maximal erlaubte Volumenstrom Volmax der Luft bei 7 Filtermodulen = 7 * 8 mL/min < 56 mL/min. Wenn in dem getesteten Filtrationsmodul nur 1 Hohlfaser defekt ist, wird ein Volumenstrom der Luft >150mL/min gemessen.
Nach dem Ablauf des Visual-Leak-Tests erfolgte die Auswertung mit einem Computerprogramm in Form eines PLS, ob der Detektor der Streulichtmessung in Zusammenarbeit mit dem PLS-Programm eine durchgehende Luftblasen kette > 20s während des gesamten Testzeitraum ergab. Zusätzlich wurde überprüft, ob der maximal erlaubte Volumenstrom Volmax der Luft während des gesamten Testzeitraums eingehalten wurde. Kurzzeitig auftretende Luftblasen sind dabei zu vernachlässigen, solange sie nicht als Luftblasen kette von > 20 s auftreten.
Man unterscheidet daher folgende 3 Fälle bei Testung von 1 Virusfiltrationsmodul:
Fall 4.b.1 :
Volmax liegt über 8 mL/min + Luftblasen kette > 20s oder
Volmax liegt bei höchstens 8 mL/min + Luftblasen kette > 20s oder
Volmax liegt über 8 mL/min + Luftblasen kette < 20s.
Anmerkung: Es wir davon ausgegangen, dass der Fall Volmax liegt bei höchstens 8 mL/min + Luftblasenkette > 20s nicht auftreten kann. Dies würde bedeuten, dass ein mittlerer bis großer Defekt vorliegen würde (Luftblasenkette > 20s), der jedoch von der Volumenstrommessung, die kleinste Defekte erkennt, nicht erfasst werden würde. Sicherheitshalber werden beim Testen jedoch stets alle (theoretisch denkbaren) Varianten überprüft. Eine praktische Bedeutung hat dieser Fall nicht.
Fall 4.b.2:
Volmax liegt bei höchstens 8 mL/min + Luftblasen kette < 20s.
Für Fall 4.b.1 gilt in allen 3 Fällen: Es muss von einem defekten Filtermodul ausgegangen werden. In diesem Fall geht das Verfahren weiter mit Punkt 5.a.
Für Fall 4.b.2 gilt: Es liegt kein Defekt des Filtermoduls vor. In diesem Fall geht das Verfahren weiter mit Punkt 5.b.
Im vorliegenden Beispiel 1 wurde beim getesteten Virusfiltrationsmodul ein Volmax unter 8 mL/min gemessen und keine Luftblasenkette festgestellt. Das getestete Filtermodul hatte keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5.b weiter gegangen werden.
Der Vollständigkeit halber wird hier auch noch erläutert wie bei Vorliegen eines defekten Filtermoduls vorgegangen wird:
5. Auswertung des Visual-Leak-Tests: Das Computerprogramm in Form des PLS-Programms entscheidet automatisiert ohne Möglichkeit der Einflussnahme durch die Mitarbeitenden wie weiter vorgegangen wird. a. Fall 4.b.1 (defekte/s Filtermodul/e) i. Pre- Visual-Leak-Test (vor Virusfiltration):
Beim Testen mehrerer Filtermodule gleichzeitig, bei denen ein Defekt festgestellt wurde, wird eine Einzel-Testung der Filtermodule durchgeführt, wobei die obigen Schritte 2. bis 4. wiederholt werden. Die Einzel-Testung bei einem Aufbau wie in Fig. 8
oder 9 erfolgt so, dass die Leitungen bei den nicht getesteten Filtermodulen während der Tests permanent geschlossen bleiben. a. Es erfolgt die Detektion und der Austausch des/ der defekten Filtermodule und die Wiederholung der Schritte beginnend mit 1.c. bis 4. entweder nur mit dem ausgetauschten Filtermodul oder mit allen Filtermodulen bis alle Filtermodule den Visual-Leak-Test bestanden haben. b. Da nun alle Filtermodule intakt sind, wird die Virusfiltration des Produkts durchgeführt. ii. Post-Visual-Leak-Test (nach Virusfiltration):
Es erfolgt eine erneute Einzel-Testung der Filtermodule unter Wiederholung der Schritte 2. bis 4. Die Einzel-Testung bei einem Aufbau wie in Fig. 8 oder 9 erfolgt so, dass die Leitungen bei den nicht getesteten Filtermodulen während der Tests permanent geschlossen bleiben. a. Es erfolgt die Detektion und somit Verifizierung des Ergebnisses aus Punkt 4. b. Falls das Ergebnis wieder einen Defekt an einem / mehreren Filtermodulen bestätigt, wird wie im folgenden Punkt i. vorgegangen. i. Da von einem Defekt an einem / mehreren Filtermodulen ausgegangen wird, muss von einer nicht erfolgreichen Abtrennung der potentiell vorhanden Viren ausgegangen werden und der gesamte Prozessschritt der Virusfiltration ist zu wiederholen Es wird bei Punkt 5. a fortgefahren. b. Fall 4.b.2 (kein defektes Filtermodul) i. Pre- Visual-Leak-Test (vor Virusfiltration):
Es liegt kein Defekt der getesteten Filtermodule vor. Der Pre- Visual-Leak-Test ist bestanden. Es kann unmittelbar die Virusfiltration des Produkts durchgeführt werden. ii. Post-Visual-Leak-Test (nach Virusfiltration):
Es wird mit dem Visual-Leak-Test gemäß Punkt 4.b fortgefahren. Wenn kein Defekt der getesteten Filtermodule gefunden wird, ist der Post-Visual-Leak-Test bestanden. Es kann unmittelbar mit der Durchführung des nachfolgenden Gold-Partikel-Test (GPT- Test) gestartet werden. Dieser GPT-Test ist laut Hersteller Asahi Kasei als weiterer Test für die Freigabe des Produktes zur Weiterverarbeitung notwendig.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel 1 konnte gemäß Fall 4.b.2. vorgegangen werden. Der Pre-Visual- Leak-Test wurde bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts angeschlossen werden. Auch der folgende Post-Visual-Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Partikel-Test (GPT-Test) durchgeführt und bestanden. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiel 2:
Visual-Leak-Test für ein Virusfiltrationsmodul
Es wurde ein Virusfiltrationsmodul der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 bereitgestellt. Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurde die Flüssigkeit in Punkt 2.b und 2.c dem Filtrationsmodul jeweils von der Retentatseite (von oben) zugeführt.
Ein Dichtigkeitstest musste nicht durchgeführt werden, da der Volumenstrom der Luft während des gesamten Testzeitraums überwacht wurde. Im Visual-Leak-Test wurde beim getesteten Virusfiltrationsmodul ein Volmax unter 8 mL/min gemessen und keine Luftblasen kette festgestellt. Das getestete Filtermodul hatte keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5.b weiter gegangen werden. Der Pre-Visual- Leak-Test wurde daher bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts angeschlossen werden. Auch der folgende Post-Visual-Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Par- tikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiel 3:
Visual-Leak-Test für ein Virusfiltrationsmodul
Es wurde ein Virusfiltrationsmodul der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 bereitgestellt. Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurde die Prozessluft in Punkt 4.b. von der Feedseite (von unten) dem Virusfiltrationsmodul zugeführt.
Ein Dichtigkeitstest musste nicht durchgeführt werden, da der Volumenstrom der Luft während des gesamten Testzeitraums überwacht wurde. Im Visual-Leak-Test wurde beim getesteten Virusfiltrationsmodul ein Volmax unter 8 mL/min gemessen und keine Luftblasen kette festgestellt. Das getestete Filtermodul hatte keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5.b weiter gegangen werden. Der Pre-Visual- Leak-Test wurde daher bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts angeschlossen werden. Auch der folgende Post-Visual-Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Par- tikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiele 4 bis 6:
Visual-Leak-Test für ein Virusfiltrationsmodul
Die Beispiele 1 bis 3 wurden jeweils mit einem Virusfiltrationsmodul der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 wiederholt, wobei jedoch der optionale Schritt 3. (das Entleeren des inneren Bereichs des Virusfiltrationsmoduls) weggelassen wurde. Als Pufferlösung wurde ein wässriger Essigsäure/Acetat-Puffer verwendet.
In allen Beispielen 4 bis 6 wurde der Dichtigkeitstest weggelassen, da der Volumenstrom der Luft während des gesamten Testzeitraums überwacht wurde. Im Visual-Leak-Test wurde beim getesteten Virusfiltrationsmodul jeweils ein Volmax unter 8 mL/min gemessen und keine Luftblasenkette festgestellt. Die getesteten Filtermodule hatten keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5. b weiter gegangen werden. Der Pre- Visual-Leak-Test wurde daher bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts
durchgeführt werden. Auch der folgende Post-Visual-Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Partikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiel 7:
Visual-Leak-Test für drei Virusfiltrationsmodule
Es wurden 3 Virusfiltrationsmodule der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 bereitgestellt, die gleichzeitig getestet werden sollten. Es wurde analog wie in Beispiel 1 vorgegangen.
Der Dichtigkeitstest verlief erfolgreich. Im Visual-Leak-Test wurde ein Defekt gefunden: Volmax betrug > 150 mL/min und eine Luftblasenkette > 20s wurde festgestellt. Zumindest eines der getesteten Filtermodule hatte einen Defekt. Da eine Luftblasenkette > 20s auftrat, konnte von einem mittleren bis großen Defekt ausgegangen werden.
Es wurde wie in Fall 4.b.1 vorgegangen und im Pre-Visual-Leak-Test (vor Virusfiltration) eine Einzel- Testung mit jedem der 3 Filtermodule durchgeführt. Beim 3. Filtermodul wurde der Defekt detektiert und dieses ausgetauscht. Dann wurden die Schritt 2. bis 4. wiederholt und mit allen 3 Filtermodulen gleichzeitig durchgeführt. Die Filtermodule bestanden den Pre-Visual-Leak-Test. Es konnte das Produkt filtriert werden.
Zur eindeutigen Verifizierung wurde im Post-Visual-Leak-Test (nach Virusfiltration) eine erneute Einzel- Testung der Filtermodule unter Wiederholung der Schritte 2. bis 4. durchgeführt. Der Post-Test bestätigte die Ergebnisse.
Im Anschluss wurde der Gold-Partikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiel 8:
Visual-Leak-Test für sieben Virusfiltrationsmodule
Es wurden 7 Virusfiltrationsmodul der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 bereitgestellt, um diese gleichzeitig zu testen. Es wurde wie in Beispiel 1 aber unter Weglassen des optionalen Schritts 3 und des Dichtigkeitstests vorgegangen.
. Im Visual-Leak-Test wurde bei den getesteten Virusfiltrationsmodulen ein Volmax unter 56 mL/min gemessen (7 x 8 mL/min) und keine Luftblasen kette festgestellt. Die gleichzeitig getesteten 7 Filtermodul hatten keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5. b weiter gegangen, Der Pre-Visual-Leak-Test wurde daher bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts durchgeführt werden. Auch der folgende Post-Visual-Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Partikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
Beispiel 9:
Visual-Leak-Test für sieben Virusfiltrationsmodule
Es wurden 7 Virusfiltrationsmodul der Firma Asahi Kasei Medical CO., LTD., Modell PLANOVA 20N4 bereitgestellt, um diese gleichzeitig zu testen. Es wurde wie in Beispiel 3 vorgegangen, d.h. die Pro- zessluft in Punkt 4.b. wurde von der Feedseite (von unten) dem Virusfiltrationsmodul zugeführt.
Im Visual-Leak-Test wurde bei den getesteten Virusfiltrationsmodulen ein Volmax unter 56 mL/min gemessen und keine Luftblasenkette festgestellt. Die getesteten Filtermodule hatten keinen Defekt. Es konnte direkt zu Punkt 5.b. weiter gegangen. Der Pre- Visual-Leak-Test wurde daher bestanden. Es konnte unmittelbar die Virusfiltration des Produkts durchgeführt werden. Auch der folgende Post-Visual- Leak-Test wurde bestanden. Danach wurde der Gold-Partikel-Test (GPT-Test) erfolgreich durchgeführt. Das filtrierte und nun Virus-freie Produkt konnte freigegeben werden.
BEZUGSZEICHENLISTE:
10, 10.1 , 10.2, 10.3 Virusfiltrationsmodul, Hohlfaser-Filtermodul
20 unteres Ende einer Hohlfaser
30 oberes Ende einer Hohlfaser
35 innerer Bereich einer Hohlfaser
38.1 , 38.2 Zwischenräume zwischen Hohlfasern
40 Wand einer Hohlfaser
45 Pore
50 Bündel von Hohlfasern
50.1. 50.2, 50.1 a, 50.1 b Hohlfasern
55, 55.1 , 55.2, 55.3 Feedseite
65, 65.1 , 65.2, 65.3 Retentatseite
75, 75o, 75u, 75.1 , 75.2,
75.3 Filtratseite
78.1 , 78.2 transparente Fenster
55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a Leitung auf der Feedseite
65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a Leitung auf der Retentatseite
70 Flüssigkeit, Wasser
75a, 75b, 75.1 a, 75.2a, 75.3a Leitung auf der Filtratseite
55v, 55.1 v, 55.2v, 55.3v, 55v Ventile in der Leitung auf der Feedseite
65v, 65.1v, 65.2v, 65.3v Ventile in der Leitung auf der Retentatseite
75v, 75.1 v, 75.2v, 75.3v,
75av, 75bv Ventile in der Leitung auf der Filtratseite
77.1 , 77.2 Öffnungen
78.1 , 78.2 Fenster
79.1. 79.2, 79.3, 79.4 Dichtungen
80 Luft
75v, 85.1v, 85.2v Ventile in Luft-führenden Leitungen
85 Luftfilter
90 Beschädigung
100 Filtrationsvorrichtung zum Durchführen des Integritätstests sowie einer Virusfiltartion
110.1 , 110.2 Viren 120 Streulichtsensor
120.1 Lichtquelle
120.2, 120.3, 120.4 Detektoren
130 Luftblasenkette
L Licht L1 , L2, L3 Lichtstrahlen
H horizontale Achse
V vertikale Achse
Die Erfindung umfasst Aspekte, die in den folgenden Sätzen offenbart werden:
SÄTZE
1. Verfahren zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3), umfassend die Schritte: a) Einbauen eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in eine Filtrationsvorrichtung (100), wobei das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls vorliegt, umfassend Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) mit einem inneren Bereich (35) und Hohlfaser-Zwischenräume (38.1 , 38.2), das eine Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), eine Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und eine Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) und jeweils eine Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), eine Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 ,
65.2, 65.3) und eine Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) aufweist; b) Füllen des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und der angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit (70), eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Schritten: b1) Füllen aller an das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit (70), aber ohne das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zu füllen; b2) Füllen des inneren Bereichs (35) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Flüssigkeit (70), wobei die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) und die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) geöffnet werden und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geschlossen wird und b3) Füllen der Zwischenräume (38.1 , 38.2) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Flüssigkeit (70), wobei entweder die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geöffnet und die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) geschlossen oder die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 ,
65.2, 65.3) und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geöffnet und die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 ,
55.2, 55.3) geschlossen werden; wobei in Schritt b2) und b3) dem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) die Flüssigkeit (70) von der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) oder von der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) zugeführt wird;
c) Beenden der Zufuhr der Flüssigkeit (70), sobald das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und die Leitungen mit Flüssigkeit (70) gefüllt sind, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, und Schließen sämtlicher Leitungen; d) Zuführen von Luft (80) zum Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Schritt d1) oder d2): d1) Öffnen der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) und der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und Geschlossen lassen der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3), wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft (80) mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) in das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zuzuführen; oder d2) Öffnen der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2,
65.3) und der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2,
75.3) des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und Geschlossen lassen der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft (80) mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) in das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zuzuführen; und e) automatisches Detektieren von auftretenden Luftblasen (130) in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3).
2. Verfahren nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Detektieren von auftretenden Luftblasen (130) in Schritt e) auf optischem Weg durchgeführt wird, insbesondere ein Streulichtsensor (120) eingesetzt wird, wobei die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) zur optischen Detektion so ausgewählt wird, dass diese aus transparentem Material besteht oder dieses umfasst.
3. Verfahren nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung von Schritt c) aus dem inneren Bereich (35) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) und der angeschlossenen Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) die vorhandene Flüssigkeit (70) vollständig entleert wird.
4. Verfahren nach einem der Sätze 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt e) folgenden Schritt f) ein Auswerten, insbesondere ein automatisches Auswerten, von Schritt e) durchgeführt wird, wobei derTest als bestanden gewertet wird, wenn während des Tests keine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) detektiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (70) gemäß Schritt b2) und b3) dem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) jeweils von der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) zugeführt wird und die Luft (80) gemäß Schritt d2) dem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) von der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b2) und b3) der Füllungsgrad des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) überwacht wird durch:
Messen des Drucks vor und nach dem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und Bestimmen des Differenz-Drucks und/oder
Bestimmen der zugeführten Menge an Flüssigkeit (70) in Relation zum Totvolumen der Filtrationsvorrichtung (100), einschließlich des Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei gilt: die zugeführte Menge an Flüssigkeit (70) > Totvolumen.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) bis e) und optional f) mit Unterstützung eines Prozessleitsystem durchgeführt werden, wobei das Prozessleitsystem insbesondere so ausgewählt wird, dass dieses auch die Durchführung einer Virusfiltration unterstützen kann.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) gemäß der Schritte a) bis e) und optional f) zweimal durchgeführt wird und zwischen den beiden Verfahren eine Virusfiltration mit dem getesteten Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) gleichzeitig in dem Verfahren gemäß der Schritte a) bis e) und optional f) getestet werden.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass ein, zwei, drei oder mehr der folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: die Flüssigkeit (70) ausgewählt wird aus Wasser oder einer Pufferlösung, umfassend Wasser; das Wasser der Flüssigkeit (70) ausgewählt wird aus destilliertem Wasser, bidestilliertem oder deionisiertem Wasser, Reinstwasser oder sterilem Wasser, insbesondere Wasser für Injektionszwecke; das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) während des Verfahrens so angeordnet wird, dass die Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) in horizontale Richtung oder in vertikale Richtung verlaufen, insbesondere in vertikale Richtung; vor Eintritt der Flüssigkeit (70) in das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Schritt b1) und b2) die Flüssigkeit (70) durch einen Einlass-Filter geführt wird, um mögliche Verunreinigungen und Kontaminationen aus der Flüssigkeit (70) herauszufiltern; nach Austritt der Flüssigkeit (70) aus dem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Schritt b2) und b3) die Flüssigkeit (70) durch einen Auslass-Filter geführt wird; die Luft (80) ausgewählt wird aus Prozessluft; die Luft (80) vor Eintritt in das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) durch einen Luftfilter (85) geführt wird; nach Schritt d) und vor Schritt e) eine Stabilisierungszeit von bis zu 600 s abgewartete wird, in der sich die Luft (80) weiter verteilt; eine Zählvorrichtung für die Luftblasen eingesetzt wird; transparente Abschnitte in Form von Fenstern (78.1 , 78.2) in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) für die Detektion auf optischem Weg vorgesehen werden;
Fenster (78.1 , 78.2) aus transparentem Kunststoff, ausgewählt aus Polystyrol (PS), Polyme- thylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyphenylenether (PPO) o- der Polyethylen (PE) oder Mischungen dieser; oder ausgewählt aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 oder Saphirglas vorgesehen werden; bei einer Detektion auf optischem Weg die Detektionsvorrichtung (120) an einer von unten nach oben verlaufenden Leitung (75a) angeordnet wird, so dass die zu delektierenden Luftblasen (130) in der Leitung (75a) aufsteigen können; während Schritt d 1 ) oder d2) der Volumenstrom der Luft (80) gemessen wird; eine vom Luftfilter (85) abgehende Luft-führende Leitung (85a) mit einem Abschnitt bereitgestellt wird, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung (100) aufweist, so dass keine Flüssigkeit (70) zum Luftfilter (85) hochsteigen kann; beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) diese jeweils zueinander parallel mit den Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) in vertikaler Richtung verlaufend ausgerichtet werden; beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) die Flüssigkeit (70) jeweils über eine jedem Virusfiltrationsmodul (10.1 , 10.2, 10.3) zugeordnete Leitung (55.1 a, 55.2a, 55.3a oder 65.1 a, 65.2a, 65.3a) und für alle zu testenden Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) von derselben Seite zugeführt wird; beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) die Luft (80) jeweils über eine jedem Virusfiltrationsmodul (10.1 , 10.2, 10.3) zugeordnete Leitung (55.1 a, 55.2a, 55.3a
oder 65.1 a, 65.2a, 65.3a) und für alle zu testenden Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) von derselben Seite zugeführt wird; beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) die jeweiligen Leitungen (75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75.1 , 75.2, 75.3) zu einer Leitung (75a) zusammengeführt werden, und an der zusammengeführten Leitung (75a) die Detektionsvorrichtung (120) angeordnet wird; vor dem Durchführen der Schritte a) bis e) eine Sterilisation, insbesondere Heißdampfsterilisation, der Leitungen durchgeführt wird; nach einer Sterilisation der Leitungen und vor Durchführung von Schritt a) die Leitungen unter Überdruck von etwa 100 kPa gesetzt werden und anschließend ein Druckabbau auf einen Druck P < 10 kPa in allen Leitungen vorgenommen wird; vor dem Durchführen von Schritt d) ein Dichtigkeitstest vom Filtrationssystem (100) und dem oder den eingebauten Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) durchgeführt wird; und/oder die Filtrationsvorrichtung so ausgelegt wird, dass mit dieser eine Virusfiltration durchgeführt werden kann.
11 . Verfahren nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenn beim gleichzeitigen Testen von mehreren Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) im Integritätstest ein Defekt festgestellt wird, eine Einzel-Testung der Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) gemäß der Schritte b) bis e) und optional f) durchgeführt wird, das oder die defekten Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) ausgetauscht werden und das Verfahren gemäß der Schritte b) bis e) und optional f) mit dem oder den ausgetauschten oder mit allen Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) wiederholt wird.
12. Filtrationsvorrichtung (100) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Sätze 1 bis 11 , umfassend ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3), die in Form von Hohlfaser-Filtermodulen vorliegen, jeweils umfassend Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) mit einem inneren Bereich (35) und Hohlfaser-Zwischenräume (38.1 , 38.2), die jeweils eine Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), eine Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und eine Filtratseite (75, 75.1 ,
75.2, 75.3) aufweisen;
Einrichtungen zum Anbringen und Befestigen von einem oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3); jeweils eine Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), eine Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und eine Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) jedes Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 ,
10.2, 10.3) für die Zuführung von Flüssigkeit (70) und/oder Luft (80) eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3);
Öffnungs- und Schließeinrichtungen (55v, 55.1v, 55.2v, 55.3v, 65v, 65.1v, 65.2v 65.3v, 75v, 75.1v, 75.2v, 75.3v, 75av, 75bv, 85v, 85.1v, 85.2v) für die jeweiligen Leitungen;
ein Anschluss zum Zuführen von Flüssigkeit (70) eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3); ein Anschluss zum Zuführen von Luft (80) eines gleichbleibenden Drucks in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3); sowie eine Detektionsvorrichtung (120) zum automatischen Detektieren von Luftblasen (130) in der Leitung (75a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3).
13. Filtrationsvorrichtung (100) nach Satz 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung einen Streulichtsensor (120) darstellt, wobei die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) zur optischen Detektion so ausgewählt ist, dass diese aus transparentem Material besteht oder dieses umfasst.
14. Filtrationsvorrichtung (100) nach Satz 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein, zwei, drei, vier oder mehr der folgenden Merkmale aufweist: transparente Abschnitte in Form von Fenstern (78.1 , 78.2) in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) für die Detektion auf optischem Weg vorgesehen sind; transparenten Abschnitte in Form von Fenstern (78.1 , 78.2) aus transparentem Kunststoff, ausgewählt aus Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyphenylenether (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Mischungen dieser; oder ausgewählt aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 oder Saphirglas vorgesehen sind; das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in der Filtrationsvorrichtung so angeordnet ist, dass die Hohlfasern im Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in horizontale Richtung oder in vertikale Richtung verlaufen, insbesondere in vertikale Richtung; die Öffnungs- und Schließeinrichtungen für die Leitungen ausgewählt sind aus Ventilen; bei einer Detektion auf optischem Weg die Detektionsvorrichtung (120) an einer von unten nach oben verlaufenden Leitung (75a) angeordnet ist, so dass die Luftblasen (130) in der Leitung (75a) aufsteigen können; eine Messvorrichtung zum Messen des Volumenstroms der Luft (80) durch das Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) vorgesehen ist; eine vom Luftfilter (85) abgehende Luft-führende Leitung (85a) einen Abschnitt aufweist, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung (100) darstellt, so dass keine Flüssigkeit (70) zum Luftfilter (85) hochsteigen kann; wenn gleichzeitig mehrere Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) in der Filtrationsvorrichtung (100) vorliegen, diese jeweils zueinander parallel mit den Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) in vertikaler Richtung verlaufend ausgerichtet sind; und/oder wenn gleichzeitig mehrere Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) in der Filtrationsvorrichtung
(100) vorliegen, die jeweiligen Leitungen (75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75.1 , 75.2, 75.3) zu
einer Leitung (75a) zusammengeführt sind, und an der zusammengeführten Leitung (75a) die Detektionsvorrichtung (120) angeordnet ist.
15. Filtrationsvorrichtung (100) nach einem der Sätze 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationsvorrichtung (100) zum Durchführen des Verfahrens zum Testen der Integrität eines Virus- filtrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der Sätze 1 bis 12 so ausgelegt ist, dass in dieser eine Virusfiltration mit dem oder den getesteten Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) durchführbar ist.
16. Verfahren zur Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen in flüssiger Zellkultur in einem Bioreaktor unter Herstellung eines Produkts, insbesondere Proteins, und Durchführen einer Virusfiltration des erhaltenen Produkts mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 1 1 vor und/oder nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
17. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Schritt a) Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen, die ein rekombinantes Protein in Zellkultur exprimieren, in einem Bioreaktor;
Schritt b) Ernten des rekombinanten Proteins;
Schritt c) Reinigen des rekombinanten Proteins;
Schritt d) Entfernen von Viren aus dem erhaltenen rekombinanten Protein in einer Virusfiltration mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der vorangehenden Sätze 1 bis 11 vor und/oder nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
Claims
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Testen der Integrität eines oder mehrerer Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3), umfassend die Schritte: a) Einbauen eines oder mehrerer Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in eine Filtrationsvorrichtung (100), wobei jedes Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Form eines Hohlfaser-Filtermoduls vorliegt, jeweils umfassend Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) mit einem inneren Bereich (35) und Hohlfaser-Zwischenräume (38.1 , 38.2), einer Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), einer Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und einer Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) und jeweils einer Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), einer Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und einer Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3); b) Füllen des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und der angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit (70), eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Schritten: b1) Füllen aller an das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) angeschlossenen Leitungen mit Flüssigkeit (70), aber ohne das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zu füllen; b2) Füllen des inneren Bereichs (35) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Flüssigkeit (70), wobei jeweils die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) und die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) geöffnet werden und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geschlossen wird und b3) Füllen der Zwischenräume (38.1 , 38.2) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Flüssigkeit (70), wobei entweder jeweils die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geöffnet und die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) geschlossen oder die Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und die Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) geöffnet und die Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) geschlossen werden; wobei in Schritt b2) und b3) dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) die Flüssigkeit (70) von der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) oder von der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) zugeführt wird;
c) Beenden der Zufuhr der Flüssigkeit (70), sobald das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und die Leitungen mit Flüssigkeit (70) gefüllt sind, wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, und Schließen sämtlicher Leitungen; d) Zuführen von Luft (80) zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) mit Schritt d1) oder d2): d1) Öffnen jeweils der Leitung (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2,
55.3) und der Leitung (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2,
75.3) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und jeweils Geschlossenlassen der Leitung (65a, 65.1a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65,
65.1 , 65.2, 65.3), wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft (80) mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) in das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zuzuführen; oder d2) Öffnen jeweils der Leitung (65a, 65.1a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 ,
65.2, 65.3) und der Leitung (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 ,
75.2, 75.3) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und jeweils Geschlossenlassen der Leitung (55a, 55.1a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 ,
55.2, 55.3), wobei der Druck aufrecht erhalten bleibt, um Luft (80) mit einem gleichbleibenden Druck in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck von der Leitung (65a, 65.1a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) in das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) zuzuführen; wobei während Schritt d1) oder d2) der Volumenstrom der Luft (80) durch die ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) gemessen wird; und e) automatisches Detektieren einer auftretenden Luftblasenkette (130) in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Detektieren einer auftretenden Luftblasenkette (130) in Schritt e) auf optischem Weg durchgeführt wird, insbesondere ein Streulichtsensor (120) eingesetzt wird, wobei die Leitung (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) zur optischen Detektion so ausgewählt wird, dass diese aus transparentem Material besteht oder dieses umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung von Schritt c) aus dem inneren Bereich (35) der Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) und der angeschlossenen Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) die vorhandene Flüssigkeit (70) vollständig entleert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wobei der Volumenstrom der Luft (80) durch die ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nur während Schritt e) gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt e) folgenden Schritt f) ein Auswerten, insbesondere ein automatisches Auswerten, des Integritätstests durchgeführt wird, wobei der Test als bestanden gewertet wird, wenn während des Tests keine durchgehende Luftblasenkette über eine Dauer von mindestens 20 Sekunden in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) detektiert wird, wobei insbesondere eine Zählvorrichtung für die Luftblasen der Luftblasenkette (130) eingesetzt wird, und gleichzeitig ein Volumenstrom der Luft (80) durch die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) von höchstens 8 mL/min pro Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) gemessen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (70) gemäß Schritt b2) und b3) dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) jeweils von der Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3) zugeführt wird und die Luft (80) gemäß Schritt d2) dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) von der Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b2) und b3) der Füllungsgrad des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) überwacht wird durch:
Messen des Drucks vor und nach jedem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und Bestimmen des Differenz-Drucks und/oder
Bestimmen der zugeführten Menge an Flüssigkeit (70) in Relation zum Totvolumen der Filtrationsvorrichtung (100), einschließlich jedes Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei gilt: die zugeführte Menge an Flüssigkeit (70) > Totvolumen.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schritte b) bis e) und optional f) mit Unterstützung eines Computerprogramms in Form eines Prozessleitsystem durchgeführt werden, wobei das Prozessleitsystem insbesondere so ausgewählt wird, dass dieses auch die Durchführung einer Virusfiltration unterstützen kann.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) gemäß der Schritte a) bis e) und optional f) zweimal durchgeführt wird und zwischen den beiden Verfahren eine Virusfiltration mit dem oder den getesteten Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (70) ausgewählt wird aus destilliertem Wasser, bidestilliertem oder deionisiertem Wasser, Reinstwasser oder sterilem Wasser, insbesondere Wasser für Injektionszwecke oder einer Pufferlösung, umfassend Wasser, und/oder die Luft (80) ausgewählt wird aus Prozessluft.
11 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor Eintritt der Flüssigkeit (70) in jedes Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Schritt b1) und b2) die Flüssigkeit (70) durch einen Einlass-Filter geführt wird, um mögliche Verunreinigungen und Kontaminationen aus der Flüssigkeit (70) herauszufiltern und/oder nach Austritt der Flüssigkeit (70) aus jedem Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) in Schritt b2) und b3) die Flüssigkeit (70) durch einen Auslass-Filter geführt wird und/oder die Luft (80) vor Eintritt in jedes Virusfiltrationsmodul (10, 10.1 , 10.2, 10.3) durch einen Luftfilter (85) geführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass während Schritt d) und vor Schritt e) eine Stabilisierungszeit von bis zu 600 s abgewartet wird, in der sich die Luft (80) weiter verteilt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass transparente Abschnitte in Form von Fenstern (78.1 , 78.2) in der Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) für die Detektion auf optischem Weg vorgesehen werden, wobei die Fenster (78.1 , 78.2) aus transparentem Kunststoff, insbesondere ausgewählt aus Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyphenylenether (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Mischungen dieser; oder ausgewählt aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 oder Saphirglas vorgesehen werden.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Detektion auf optischem Weg die Detektionsvorrichtung (120) an einer von unten nach oben verlaufenden Leitung (75a) angeordnet wird, so dass die zu detektierende Luftblasen kette (130) in der Leitung (75a) aufsteigen kann.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Luftfilter (85) abgehende Luft-führende Leitung (85a) mit einem Abschnitt bereitgestellt wird, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung (100) aufweist, so dass keine Flüssigkeit (70) zum Luftfilter (85) hochsteigen kann.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Testen eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) dieses so angeordnet wird, dass die Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung oder einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung verlaufen, und beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) diese so angeordnet werden, dass die Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) jeweils zueinander parallel ausgerichtet werden, insbesondere in vertikaler Richtung verlaufen oder in einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) die Flüssigkeit (70) und/ oder die Luft (80) jeweils über eine jedem Virusfiltrationsmodul (10.1 , 10.2, 10.3) zugeordnete Leitung (55.1 a, 55.2a, 55.3a oder 65.1 a, 65.2a, 65.3a) und für alle zu testenden Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) von derselben Seite zugeführt wird.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass beim gleichzeitigen Testen mehrerer Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) die jeweiligen Leitungen (75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75.1 , 75.2, 75.3) zu einer Leitung (75a) zusammengeführt werden, und an der zusammengeführten Leitung (75a) die Detektionsvorrichtung (120) angeordnet wird.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Durchführen von Schritt a) eine Sterilisation, insbesondere Heißdampfsterilisation, der Leitungen durchgeführt wird und insbesondere nach einer Sterilisation der Leitungen und/oder vor Durchführung von Schritt a) die Leitungen unter Überdruck von etwa 100 kPa gesetzt werden und anschließend ein Druckabbau auf einen Druck P < 10 kPa in allen Leitungen vorgenommen wird.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Durchführen von Schritt d) ein Dichtigkeitstest vom Filtrationssystem (100) und dem oder den eingebauten Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) durchgeführt wird.
21 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationsvorrichtung so ausgelegt wird, dass mit dieser eine Virusfiltration durchgeführt werden kann, wobei die Virusfiltration mit demselben oder einem geringeren Druck, der in Anspruch 1 ausgewählt wird, durchgeführt wird.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass wenn beim gleichzeitigen Testen von mehreren Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) im Integritätstest ein Defekt festgestellt wird, eine Einzel-Testung der Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2,
10.3) gemäß der Schritte b) bis e) und optional f) durchgeführt wird, das oder die defekten Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) ausgetauscht werden und das Verfahren gemäß der Schritte b) bis e) und optional f) mit dem oder den ausgetauschten oder mit allen Virusfiltrationsmodulen (10.1 , 10.2, 10.3) wiederholt wird.
23. Filtrationsvorrichtung (100) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22, umfassend eines oder mehrere Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3), die in Form von Hohlfaser- Filtermodulen vorliegen, jeweils umfassend Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1 a, 50.1 b) mit einem inneren Bereich (35) und Hohlfaser-Zwischenräume (38.1 , 38.2), die jeweils eine Feedseite (55, 55.1 , 55.2,
55.3), eine Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und eine Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) aufweisen;
Einrichtungen zum Anbringen und Befestigen von einem oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3); jeweils eine Leitung (55a, 55.1 a, 55.2a, 55.3a) auf der Feedseite (55, 55.1 , 55.2, 55.3), eine Leitung (65a, 65.1 a, 65.2a, 65.3a) auf der Retentatseite (65, 65.1 , 65.2, 65.3) und eine Leitung (75a, 75.1 a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) jedes Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) für die Zuführung von Flüssigkeit (70) und/oder Luft (80) eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3);
Öffnungs- und Schließeinrichtungen (55v, 55.1v, 55.2v, 55.3v, 65v, 65.1v, 65.2v 65.3v, 75v, 75.1v, 75.2v, 75.3v, 75av, 75bv, 85v, 85.1v, 85.2v) für die jeweiligen Leitungen; einen Anschluss zum Zuführen von Flüssigkeit (70) eines gleichbleibenden Drucks von höchstens 98 ± 5 kPa mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3); einen Anschluss zum Zuführen von Luft (80) eines gleichbleibenden Drucks in derselben Höhe wie der Flüssigkeitsdruck mit den Leitungen zu dem oder den Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2,
10.3); eine Detektionsvorrichtung (120) zum automatischen Detektieren einer Luftblasenkette (130) in der Leitung (75a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) des oder der Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) und
eine Messvorrichtung zum Messen des Volumenstroms der Luft (80) durch das oder die Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3).
24. Filtrationsvorrichtung (100) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung einen Streulichtsensor (120) darstellt, wobei die Leitung (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) zur optischen Detektion so ausgewählt ist, dass diese aus transparentem Material besteht oder dieses umfasst.
25. Filtrationsvorrichtung (100) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass transparente Abschnitte in Form von Fenstern (78.1 , 78.2) in der Leitung (75a, 75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75, 75.1 , 75.2, 75.3) für die Detektion auf optischem Weg vorgesehen sind, wobei die Fenster (78.1 , 78.2) aus transparentem Kunststoff, insbesondere ausgewählt aus Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyphenylenether (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Mischungen dieser; oder ausgewählt aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 oder Saphirglas vorgesehen sind.
26. Filtrationsvorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Detektion auf optischem Weg die Detektionsvorrichtung (120) an einer von unten nach oben verlaufenden Leitung (75a) angeordnet ist, so dass die Luftblasenkette (130) in der Leitung (75a) aufsteigen kann, und/oder eine vom Luftfilter (85) abgehende Luft-führende Leitung (85a) einen Abschnitt aufweist, der den höchsten Punkt der Filtrationsvorrichtung (100) darstellt, so dass keine Flüssigkeit (70) zum Luftfilter (85) hochsteigen kann, und/oder die jeweiligen Leitungen (75.1a, 75.2a, 75.3a) auf der Filtratseite (75.1 , 75.2, 75.3) zu einer Leitung (75a) zusammengeführt sind, und an der zusammengeführten Leitung (75a) die Detektionsvorrichtung (120) angeordnet ist.
27. Filtrationsvorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass wenn gleichzeitig mehrere Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) in der Filtrationsvorrichtung (100) vorliegen, diese so angeordnet werden, dass die Hohlfasern (50.1 , 50.2, 50.1a, 50.1 b) der Virusfiltrationsmodule (10.1 , 10.2, 10.3) jeweils zueinander parallel ausgerichtet sind, insbesondere in vertikaler Richtung verlaufen oder in einer Zwischenposition zwischen horizontaler und vertikaler Richtung ausgerichtet sind.
28. Filtrationsvorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationsvorrichtung (100) zum Durchführen des Verfahrens zum Testen der Integrität eines Virusfiltrationsmoduls (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 so ausgelegt ist, dass in dieser eine Virusfiltration mit dem oder den getesteten Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3) durchführbar ist.
29. Verfahren zur Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen in flüssiger Zellkultur in einem Bioreaktor unter Herstellung eines Produkts, insbesondere Proteins, und Durchführen einer Virusfiltration des erhaltenen Produkts mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren
Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 22 vor und/oder nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
30. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Schritt a) Kultivierung von prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen, die ein rekombinantes Protein in Zellkultur exprimieren, in einem Bioreaktor;
Schritt b) Ernten des rekombinanten Proteins;
Schritt c) Reinigen des rekombinanten Proteins;
Schritt d) Entfernen von Viren aus dem erhaltenen rekombinanten Protein in einer Virusfiltration mit ein oder mehreren Virusfiltrationsmodulen (10, 10.1 , 10.2, 10.3), wobei das Verfahren zum Testen der Integrität der ein oder mehreren Virusfiltrationsmodule (10, 10.1 , 10.2, 10.3) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 22 vor und/oder nach der Virusfiltration durchgeführt wird.
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