เทคโนโลยี Bactofuge® หนึ่งเดียวจากอัลฟา ลาวาล สำหรับการเก็บเกี่ยวผลผลิตจากการหมักความหนาแน่นสูง ช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับบริษัทยักษ์ใหญ่แห่งวงการยาได้หลายล้านดอลลาร์

ในปัจจุบัน บริษัทยารายใหญ่ต่างเปลี่ยนผ่านไปสู่กระบวนการหมักแบบความหนาแน่นสูง (High-density fermentation) เพื่อผลิตยารักษาโรคที่มีมูลค่าสูง ส่งผลให้ต้องเผชิญกับความท้าทายในกระบวนการขั้นปลาย (Downstream) คือการแยกและทำให้สารละลายที่มีสารแขวนลอยหนาแน่นสูงมีความใสสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อเครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบจานหมุน (Disc stack centrifuge) และระบบกรองแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบโจทย์เงื่อนไขที่เปลี่ยนไปนี้ได้ ส่งผลให้สูญเสียผลิตภัณฑ์อันมีมูลค่าไปกับกากของเสียคิดเป็นมูลค่านับล้านดอลลาร์ ลูกค้าที่ไว้วางใจ Alfa Laval มาอย่างยาวนานจึงได้ร่วมมือกันเพื่อพัฒนาทางออกที่จะมาเปลี่ยนเกม ซึ่งนั่นก็คือ เทคโนโลยี Bactofuge®

ทีมงานของอัลฟา ลาวาล ได้ทำงานร่วมกับลูกค้าอย่างใกล้ชิดเป็นเวลาสองปี และในปี 2022 บริษัทชีวเภสัชภัณฑ์แห่งนี้ได้ตัดสินใจเปลี่ยนเครื่องทำสารละลายให้ใส (Clarifier) รุ่นเดิมที่เคยทำกำไรอยู่แล้ว มาเป็นเครื่องแยกสาร (Separator) รุ่นใหม่ล่าสุดจากอัลฟา ลาวาล และตัวเลขผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งอย่างยิ่ง การเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยี Bactofuge® ช่วยเพิ่มผลผลิต (Product yield) ได้สูงถึงประมาณ 6% ซึ่งคิดเป็นมูลค่าเพิ่มกว่า 7 ล้านดอลลาร์ต่อการผลิตเพียงหนึ่งรอบ (Batch) ส่งผลให้จุดคุ้มทุนของการลงทุนในอุปกรณ์ใหม่นี้เกิดขึ้นก่อนที่จะจบการผลิตในรอบแรกเสียด้วยซ้ำ

“เมื่อคุณมีผลิตภัณฑ์ที่ล้ำสมัยและมีราคาสูงขนาดนี้ สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการให้เกิดคือการสูญเสียปริมาณสารสำคัญไปในกระบวนการทำให้ใสและการแยกสาร แต่นั่นคือสิ่งที่เป็นอยู่ก่อนหน้านี้ ตัวกรองเกิดการอุดตัน และประสิทธิภาพการแยกสารลดลงอย่างเห็นได้ชัด ทว่าเรามองเห็นว่านี่คืองานที่สมบูรณ์แบบสำหรับเครื่องแยกสาร MBPX 714 Bactofuge” Patrik Kagevi, ผู้จัดการขายระดับโลก ธุรกิจ Life Science Technology, Biopharm & Industrial Fermentation จาก อัลฟา ลาวาล

นอกจากนี้ เขายังระบุเพิ่มเติมว่าลูกค้าพึงพอใจกับผลลัพธ์ที่ได้เป็นอย่างมาก และในปัจจุบันได้ลงทุนติดตั้งเครื่องเหวี่ยงแยกสารที่มาพร้อมเทคโนโลยี Bactofuge® เพิ่มเติมรวมเป็น 5 เครื่อง เพื่อยกระดับประสิทธิภาพในลักษณะเดียวกันนี้ในฐานการผลิตอื่นๆ อีกหลายแห่ง

ด้วยคุณสมบัติเด่นของเครื่องเหวี่ยงแยกสารจากอัลฟา ลาวลา เริ่มต้นจากระบบ Hermetic Design ที่ออกแบบให้ชุดหมุนทั้งหมดถูกเติมเต็มด้วยของเหลวอย่างสมบูรณ์ ซึ่งมอบประโยชน์มหาศาล ข้อดีที่สำคัญที่สุดคือการลดแรงเฉือน (Low shear forces) บริเวณทางเข้าของเครื่อง ทำให้สามารถจัดการกับเซลล์ที่บอบบางได้อย่างนุ่มนวลกว่าเครื่องทำสารละลายให้ใสแบบเดิมอย่างสิ้นเชิง

“สารป้อนเข้าสู่ระบบจะยังไม่มีการหมุนเมื่อเข้ามา และต้องถูกเร่งความเร็วไปถึงหลายพันรอบต่อนาทีภายในเศษเสี้ยววินาที เมื่อคุณต้องจัดการกับสิ่งที่ละเอียดอ่อนและเปราะบางมากอย่างเซลล์ที่แตกหักได้ง่าย คุณจำเป็นต้องทำให้การเร่งความเร็วนั้นนุ่มนวลที่สุดและเกิดแรงเฉือนต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งนั่นคือสิ่งที่เป็นไปได้ด้วยถังหมุนที่เติมของเหลวไว้จนเต็ม”
 Patrik อธิบาย

ผลลัพธ์จากการที่เซลล์ไม่แตกหักนั้นส่งผลดีสองต่อ: ประการแรก กระบวนการจะไม่สร้างเศษเซลล์ขนาดเล็กที่แยกออกได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้เลย ทำให้คุณได้ของเหลวที่ใสสะอาดกว่าและคงไว้ซึ่งโมเลกุลเป้าหมายอย่างครบถ้วน ประการที่สอง จะไม่มีการปลดปล่อยโปรตีนภายในเซลล์ออกมาปะปนกับโปรตีนเป้าหมาย ส่งผลให้กระบวนการทำบริสุทธิ์ในขั้นปลาย (Downstream purification) เป็นไปได้อย่างง่ายดายยิ่งขึ้น

นวัตกรรมเปลี่ยนเกมสำหรับการแยกเซลล์ที่มีความหนาแน่นสูงคือ Bactofuge® ความสำคัญของมันในแอปพลิเคชันประเภทนี้เด่นชัดเสียจนถูกนำมาตั้งเป็นชื่อรุ่น การออกแบบช่องทางออกช่วยให้สามารถระบายสารออกได้อย่างต่อเนื่อง (Continuous discharge) มอบขีดความสามารถในการประมวลผลและผลผลิตที่สูงขึ้น In ในขณะเดียวกันก็ลดความจำเป็นในการกรองขั้นปลายและย่นระยะเวลาในกระบวนการทำงาน

“เนื่องจากเป็นกระบวนการแบบต่อเนื่อง คุณจึงได้อัตราการไหลที่คงที่ ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีความผันผวนของผลลัพธ์ ต่างจากรุ่นที่ทำงานเป็นพักๆ (Intermittent model) ที่มักจะมีกากของแข็งที่ยังไม่แยกตัวทะลักออกมาพร้อมกับของเหลวที่ใสแล้ว”   Kagevi กล่าว

เมื่อสามารถแยกเซลล์ออกมาได้อย่างต่อเนื่องเช่นนี้ การปรับตั้งค่าให้ได้ความเข้มข้นตามต้องการจึงเป็นเรื่องที่ทำได้จริง โดยลูกค้าสามารถบรรลุผลลัพธ์ความเข้มข้นได้สูงกว่า 90% ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่สูงมาก โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับตัวเลขเดิมที่อยู่ราวๆ 75% จากเครื่องทำสารละลายให้ใสแบบดั้งเดิม

การออกแบบของ Alfa Laval Bactofuge ยังช่วยให้สามารถตรวจสอบและควบคุมการไหลของมวลชีวภาพ (Biomass) ที่แยกออกมาในช่องทางหนึ่ง และของเหลวที่ใสสะอาดในอีกช่องทางหนึ่งได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ผ่านการใช้มาตรวัดการไหล (Flow meters) และวาล์วควบคุม ทำให้ลูกค้ามั่นใจได้ว่าสภาวะในการผลิตจะคงที่อยู่เสมอ

นี่คือสิ่งที่เราภาคภูมิใจที่อัลฟา ลาวาล Patrik Kagevi สรุป “นี่คือลูกค้าที่อยู่บนจุดสูงสุดของการพัฒนาเทคโนโลยี และเราได้สร้างสรรค์โซลูชันที่ก้าวทันความล้ำหน้าของพวกเขา สำหรับพวกเขาในตอนนี้ มันคือการตัดสินใจที่ง่ายดายมาก พวกเขากำลังผสานรวมเทคโนโลยี Bactofuge เข้ากับกระบวนการหมักความหนาแน่นสูงทั้งหมด เพื่อสร้างความได้เปรียบที่แข็งแกร่งในด้านต้นทุนการผลิต และช่วยให้ผู้ป่วยสามารถเข้าถึงยารักษาโรคเหล่านี้ได้ง่ายยิ่งขึ้น”