Una vez cosechado el producto biológico del biorreactor, comienza el proceso de purificación: la transformación de un caldo de cultivo complejo en un principio activo de alta pureza apto para su formulación como medicamento. Los procesos de filtración tangencial (TFF) y cromatografía son los pilares de esta purificación, y los componentes de proceso —válvulas de membrana, racores clamp, juntas y mangueras— tienen un papel crítico en su eficacia y reproducibilidad.
Filtración Tangencial (TFF): El Sistema y sus Componentes Críticos
La filtración tangencial o filtración de flujo cruzado (TFF/Cross-Flow Filtration) es el proceso de separación de membranas más utilizado en bioproceso para concentración, diafiltración y clarificación de productos biológicos. A diferencia de la filtración frontal convencional, en TFF el fluido circula tangencialmente a la membrana de filtración, lo que mantiene la superficie de la membrana limpia y permite operaciones de mayor duración.
Los sistemas TFF incluyen componentes de proceso críticos:
Bomba peristáltica de recirculación: impulsa el retenato a través del cassette de filtración en modo tangencial. Los tubos de silicona platino de diámetro grande (típicamente 3/8″ a 1″ de ID) son el estándar. El caudal de recirculación es un parámetro crítico de proceso (CPP) que afecta a la transmembrane pressure (TMP) y a la eficiencia de filtración.
Válvulas de membrana de regulación: controlan la presión transmembrana (TMP) y el caudal de permeado. Las válvulas de membrana neumáticas con posicionador permiten el control automático de TMP, un parámetro crítico en TFF.
Racores clamp y juntas: todos los puntos de conexión del sistema TFF utilizan racores clamp (DIN 32676 o ASME BPE) con juntas de silicona platino o EPDM farmacéutico. La trazabilidad de cada junta es esencial para la cualificación del sistema.
Sensores de presión y caudal: con conexión clamp para facilitar el desmontaje y la calibración. Las juntas de silicona de los sensores están incluidas en el inventario de componentes cualificados.
Cromatografía de Purificación: Conexiones Clamp en Columnas y Skids
La cromatografía de proteínas —proteína A para mAbs, intercambio iónico, exclusión por tamaño— es el proceso de purificación de mayor resolución en bioproceso. Los skids de cromatografía son sistemas complejos que integran columnas, bombas, válvulas, sensores UV y colectores de fracciones.
En los skids de cromatografía de producción, las conexiones clamp son ubicuas:
Conexiones a columnas: las columnas de cromatografía de producción tienen conexiones clamp DIN 32676 o ASME BPE en su entrada y salida. Las juntas en estas conexiones deben ser de silicona platino (para compatibilidad con el producto proteico y los buffers habituales en cromatografía) y deben estar cualificadas.
Instrumentación en línea: los detectores UV, conductivímetros y sensores de pH en línea de los skids de cromatografía se conectan mediante racores clamp. Sus juntas de sellado deben incluirse en el inventario de componentes cualificados.
Válvulas de distribución y selección: los skids de cromatografía modernos incluyen válvulas multiposición para la distribución de buffers y la recogida de fracciones. Las conexiones de estas válvulas al circuito principal utilizan racores clamp.
Mangueras de transferencia: para la transferencia de producto entre el tanque de carga y la columna, y entre la columna y el tanque de recolección, se utilizan mangueras farmacéuticas de silicona con terminales clamp integrados.
Validación de Limpieza en Sistemas TFF y Cromatografía
Los sistemas TFF y los skids de cromatografía son equipos de uso multiproducto en muchas instalaciones biofarmacéuticas, o de uso multibatch del mismo producto. En ambos casos, la validación de la limpieza (cleaning validation) es un requisito GMP crítico para demostrar que no hay contaminación cruzada entre lotes o entre productos.
Las conexiones clamp y las juntas son los puntos de mayor atención en la validación de limpieza de estos sistemas por varias razones:
Superficie de contacto significativa: las juntas clamp, aunque pequeñas, representan una proporción significativa de la superficie total de material elastomérico del sistema. Los protocolos de muestreo de cleaning validation deben incluir hisopado de las juntas y los ferrules.
Zonas de retención potencial: aunque el diseño de las juntas clamp bien especificadas no genera zonas muertas, una junta deteriorada (deformada, con grietas) puede crear microporos o irregularidades donde el producto puede retenerse.
Compatibilidad con los agentes de limpieza CIP: los agentes típicos en la limpieza de sistemas TFF y cromatografía (NaOH 0,1-0,5 M, agua, soluciones de NaCl de alta concentración, ácido acético) deben ser compatibles con el material de las juntas clamp. La silicona platino y el EPDM farmacéutico son compatibles con la mayoría de estos agentes.
Criteria de aceptación: los límites de aceptación de la cleaning validation (tipicamente basados en el principio MACO — Maximum Allowable Carryover) deben definirse considerando el área de contacto total del sistema, incluyendo las juntas clamp.
Single-Use TFF: Mangueras y Conjuntos Desechables en Purificación
La adopción de sistemas TFF de un solo uso (single-use TFF) está creciendo en instalaciones biofarmacéuticas, especialmente para procesos de menor escala o instalaciones multipropósito. Los cassettes de filtración desechables se complementan con conjuntos de tuberías y mangueras single-use pre-ensamblados y pre-esterilizados.
Los componentes single-use en sistemas TFF incluyen:
Cassette de filtración desechable: el elemento de membrana en sí, disponible en formatos de uso único de los principales fabricantes (Sartorius Stedim, Merck Millipore, Cytiva).
Conjunto de tuberías desechable: mangueras de silicona platino o C-Flex pre-ensambladas con conectores que se adaptan a los puertos del cassette y a las bombas del skid. El conjunto viene pre-esterilizado por gamma.
Bombas peristálticas con tubo single-use: en sistemas TFF totalmente desechables, las bombas peristálticas del skid utilizan tubos de silicona o Pharmed de uso único.
Conectores de interfaz: adaptadores entre el sistema single-use y la infraestructura fija del skid (clamp-to-SUS o similares). La selección de materiales en estos adaptadores y sus juntas clamp debe incluirse en el estudio E&L del sistema.
Gestión del sistema single-use:
• Verificación de integridad del conjunto desechable antes de su uso (prueba de presión o burbuja de aire)
• Registro del número de lote del conjunto en el batch record
• Gestión del residuo post-uso según el procedimiento medioambiental de la instalación
Automatización y Control en Sistemas TFF de Producción
Los sistemas TFF de producción de biofármacos están completamente automatizados. Las válvulas de membrana neumáticas con posicionador son el elemento de control de los bucles de regulación de presión transmembrana (TMP) y caudal de permeado, que son los parámetros críticos de proceso (CPP) del sistema TFF.
Requisitos de la automatización TFF en el contexto GMP:
Control de TMP: la presión transmembrana (diferencia entre la presión en el lado del retenato y el lado del permeado) debe controlarse dentro del rango especificado para mantener el caudal de permeado y la selectividad de la membrana. Las válvulas de membrana de regulación de retentato y permeado son los elementos de control de TMP.
Registro continuo de CPP: presión entrada cassette, presión salida cassette, presión permeado, caudal de recirculación y caudal de permeado deben registrarse continuamente durante toda la operación de filtración. Los registros electrónicos deben cumplir con los requisitos del Anexo 11 EU GMP.
Alarmas y límites de acción: el sistema debe generar alarmas cuando cualquier CPP supera los límites especificados. Una TMP excesiva puede dañar la membrana del cassette o afectar a la calidad del producto.
Interlocks de seguridad: para proteger la membrana del cassette, el sistema debe incluir interlocks que detengan la operación o abran válvulas de alivio si la TMP supera un límite máximo absoluto.
Conclusión
Los sistemas de filtración y purificación en bioproceso son donde el producto biológico toma forma final. La integridad de cada conexión clamp, la biocompatibilidad de cada junta y la fiabilidad de cada válvula de membrana en estos sistemas determina la pureza y la calidad del biofármaco que llegará al paciente. Si estás diseñando o cualificando un sistema TFF o cromatografía y necesitas asesoramiento en la selección de componentes o en la documentación de cualificación, nuestro equipo técnico está a tu disposición.
