一个热知识|生物制品生产中的无菌连接方案
最近小编在封管机试用过程中
客户提出:是否封管机(热合机)能将硅胶管封闭?
小编想借着老师的疑问,解释一下为什么以硅胶管为代表的热固管无法使用封管机(热合机)以及接管机实现封闭和连接。
其实究其本质,硅胶管是热固管由热固性橡胶/塑料制成。这类材料在加热和硫化(交联)过程中,分子链会形成三维网状结构。一旦成型,再次加热不会熔化,只会碳化分解。这个过程是化学变化,不可逆。而可TPE(热塑管)由热塑性塑料制成。这类材料在加热时会软化或熔化,冷却后重新变硬。这个过程是物理变化,理论上可以反复进行。
简单理解:热塑管就像一块巧克力,加热会融化,冷却后又能凝固成型。热固管就像烤蛋糕,面糊经过烘烤后变成固体蛋糕,无法再变回原来的面糊。
(一)热塑管与热固管的区别
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热塑管 |
热固管 |
分子结构 |
线型或支链型结构,分子间作用力弱 |
三维网状交联结构,非常稳定 |
耐温性 |
常连续使用温度 ≤ 135°C,峰值温度短暂更高 |
极高。可长期耐受 121°C-177°C 的高温蒸汽灭菌(SIP),甚至更高 |
耐压性 |
相对较低,易发生蠕变(在压力下缓慢变形) |
能承受更高的工作压力和真空,抗蠕变性能优异 |
可加工性 |
易于热熔焊接(如射频焊、热风焊),形成无缝平滑的连接 |
通常采用机械卡箍连接,需要专用的管件和卡箍,有死角风险 |
典型应用 |
一次性使用系统(SUS)、生物反应器袋的管路、细胞培养液、培养基输送、取样管 |
固定安装系统、清洁蒸汽(SIP)管道、工艺配液管道、耐腐蚀化学品输送 |
常见材质 |
C-FLEX系列、AdvantaFlex® TPE、Tuflux®TPE |
硅胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、氟橡胶(FKM)等 |
(二)热塑管在生物制品领域的优势
热塑管在生物制品生产中备受青睐,主要源于其以下几方面优势:
卓越的生物相容性与安全性:如AdvantaFlex® TPE等材料,生产过程中不添加硅胶油及动物源性原料,具有极低的吸收与吸附性,不易因气体穿透造成内部液体性质改变。
生产工艺简便高效:热固性材料相比,热塑性材料可直接注塑成型,有助能耗降低,生产效率提高数倍以上,且不产生边角余料和废料。
优异的物理性能:内壁光滑,具有丝滑的流动性,低蛋白吸附,低析出度,低渗透性。某些专用TPE材料在极低温应用中仍能保持柔韧性和弹性,应对生物制药生产工艺中的低温传输要求。
无菌接管机:热塑管应用的完美搭档
基于热塑管的特性,无菌接管机成为了生物制品生产过程中实现无菌连接的关键设备。现代无菌接管机采用高温杀菌、切割、焊接原理,能够在非无菌环境中将两根热塑管路结合,并保持连接件的无菌条件。
(三)DHS无菌接管机具备以下特点:
- 全封闭自动化操作,通过高温灭菌(400℃)、切割和焊接实现一次性无菌连接与密封
- 智能监控系统,实时显示熔接温度和熔接片状态
- 三级权限管理和数据追溯功能,符合行业严格标准
- 能够连接相同及不同管径的管路,应用干-干、干-湿、湿-湿管路的连接
(四)应用前景广阔
无菌接管机配合高性能热塑管,在以下生物制品领域具有广泛应用:
- 疫苗生产
- 无菌填充
- 制药采样机输送系统
- 生物反应器
在生物制品生产领域,热塑管以其优异的性能和工艺简便性,应用广泛。无菌接管机作为热塑管应用的关键设备,为实现安全、高效、无菌的连接提供了完整解决方案。