為確保重組膠原蛋白產(chǎn)品安全有效、質(zhì)量均一穩(wěn)定，膠原蛋白基再生醫(yī)療產(chǎn)品的質(zhì)量控制不僅要考慮終端產(chǎn)品的質(zhì)量評價，還要從原材料的來源、病毒滅活工藝、生產(chǎn)過程、和滅菌工藝、等諸多方面進(jìn)行全面的風(fēng)險評價分析、風(fēng)險控制，并對控制措施的有效性進(jìn)行驗證[1]。其中，滅菌工藝對重組膠原蛋白產(chǎn)品的安全性和有效性具有決定性作用。

重組膠原蛋白產(chǎn)品滅菌的必要性

?重組膠原蛋白是通過生物工程技術(shù)合成的非動物源膠原蛋白，主要通過三大途徑生產(chǎn)：微生物發(fā)酵表達(dá)系統(tǒng)、動植物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)和合成生物學(xué)技術(shù)。

?因此，需要考慮異源材料可能帶來的免疫原性風(fēng)險和攜帶病毒和傳染因子的風(fēng)險[2]。滅菌工藝作為保障產(chǎn)品安全的關(guān)鍵工藝，不僅是法規(guī)強(qiáng)制要求，更是避免臨床感染、維持蛋白活性的核心手段。

主流的滅菌方法有哪些？

?滅菌是確保重組膠原蛋白產(chǎn)品安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟。目前，市場上常見的滅菌方法有：輻射滅菌法、過濾除菌法。重組膠原蛋白產(chǎn)品的滅菌方法需兼顧蛋白活性保留和無菌保證，根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)（溶液、凝膠、凍干粉等）和用途（注射、植入、外用），產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)和生產(chǎn)廠家可采用一種或多種方法組合滅菌。

表1 基于產(chǎn)品特性的滅菌工藝推薦策略

?2025年3月31日，國家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評中心公開了由山西錦波生物醫(yī)藥股份有限公司生產(chǎn)的“注射用重組Ⅲ型人源化膠原蛋白凝膠”的醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊技術(shù)審評報告。值得注意的是，該產(chǎn)品采用的就是過濾除菌及無菌加工過程的工藝組合。該技術(shù)審批報告及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的公示也為后續(xù)醫(yī)美注射類產(chǎn)品研發(fā)提供了科學(xué)參考。

圖片來源：國家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評中心官網(wǎng)

過濾除菌及無菌加工過程

?為確保產(chǎn)品實現(xiàn)無菌保障的同時，最大限度保留蛋白活性與結(jié)構(gòu)完整性，可以考慮采用“過濾除菌與無菌加工”相結(jié)合的工藝策略。過濾除菌作為一種溫和且廣泛驗證的方式，能夠在不引發(fā)蛋白質(zhì)變性的前提下有效去除細(xì)菌，尤其適用于熱敏性、結(jié)構(gòu)敏感型的重組蛋白制劑。通過物理方式除菌，有效避免了高溫、輻照或化學(xué)滅菌方式可能帶來的蛋白變性、聚集或降解等問題。

?在過濾除菌之后，產(chǎn)品需在符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的A級/B級背景下的A級潔凈環(huán)境中完成灌裝和密封，確保全流程的無菌控制。該聯(lián)合工藝模式不僅能夠滿足國內(nèi)外法規(guī)對無菌制劑的質(zhì)量要求，還可通過建立完善的過濾系統(tǒng)驗證、無菌灌裝驗證以及后續(xù)的穩(wěn)定性研究，系統(tǒng)性地支持產(chǎn)品無菌性、安全性及有效性的確證。因此，過濾除菌與無菌加工的組合工藝是目前針對此蛋白類注射制劑最為合理且可行的滅菌策略。

?在具體的工藝開發(fā)過程中，為實現(xiàn)“過濾除菌+無菌加工”這一無菌保障策略，需從源頭設(shè)計、分離純化到制劑配方各階段進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化與驗證，確保蛋白產(chǎn)品在保證質(zhì)量與活性的前提下具備良好的可過濾性和灌裝適配性。

?首先，在上游表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計階段，應(yīng)優(yōu)先選擇表達(dá)效率高、產(chǎn)物相對均一的宿主細(xì)胞系，以減少高分子量聚集物和錯配產(chǎn)物的產(chǎn)生。對于重組膠原蛋白這類高分子天然聚合物，更需對表達(dá)溫度、誘導(dǎo)條件等進(jìn)行精細(xì)控制，減少非特異性聚集，提高目標(biāo)蛋白的可溶性與表達(dá)穩(wěn)定性。

?在純化工藝開發(fā)環(huán)節(jié)，應(yīng)通過多步層析方法（如離子交換、疏水作用、分子篩等）對目標(biāo)蛋白進(jìn)行充分分離與聚集體剔除，優(yōu)化收率的同時提升產(chǎn)品純度和結(jié)構(gòu)均一性。此外，還需重點關(guān)注純化過程中是否引入界面應(yīng)力或剪切力等物理條件，以避免蛋白結(jié)構(gòu)變性或聚集回升。

?進(jìn)入制劑開發(fā)階段，需綜合評估目標(biāo)蛋白在不同 pH、離子強(qiáng)度和輔料體系下的穩(wěn)定性與過濾性能。對于膠原蛋白這類易凝膠化、黏度變化敏感的蛋白類產(chǎn)品，黏度控制尤為關(guān)鍵，高黏度可能導(dǎo)致過濾膜堵塞或過濾效率下降。合理調(diào)整濃度、pH 值，并添加適量的穩(wěn)定劑（如甘油、氨基酸、聚山梨酯等）有助于維持較佳的流動性與過濾適應(yīng)性。

?整體而言，工藝開發(fā)的目標(biāo)不僅僅是制備高質(zhì)量的蛋白原液，更需實現(xiàn)其在最終無菌制劑中的“可過濾性、可灌裝性、可注冊性”，并通過系統(tǒng)的工藝驗證和穩(wěn)定性研究，建立穩(wěn)健的工藝控制策略，確保產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)質(zhì)量可控、風(fēng)險可防、合規(guī)可申報。

重組膠原蛋白產(chǎn)品的滅菌策略

?重組膠原蛋白產(chǎn)品的滅菌策略需基于“產(chǎn)品形態(tài)”-“活性要求”-“法規(guī)合規(guī)性”的三重考量，過濾除菌和無菌灌裝的工藝組合不僅符合這三重考量，還符合全球主流市場對重組膠原蛋白產(chǎn)品的滅菌要求，無論是醫(yī)美領(lǐng)域還是生物制藥領(lǐng)域。

?Bioworkshops具備完善的工藝開發(fā)能力，可支持從表達(dá)優(yōu)化到制劑設(shè)計的全流程開發(fā)，助力產(chǎn)品實現(xiàn)無菌性與穩(wěn)定性的雙重保障。同時擁有全劑型覆蓋能力，支持預(yù)充針、卡式瓶、西林瓶水針/凍干、注射筆的無菌灌裝，年產(chǎn)能達(dá)2000萬支，靈活滿足從臨床前試驗到商業(yè)化生產(chǎn)的不同需求，已成功交付300+批次。Bioworkshops質(zhì)量體系通過歐盟QP審計、FDA第三方審計，符合 cGMP 標(biāo)準(zhǔn)，確保全球市場準(zhǔn)入。

關(guān)于Bioworkshops

?Bioworkshops是一家專業(yè)的生物藥CDMO，位于蘇州工業(yè)園區(qū)東旺路5號。公司服務(wù)范圍包括生物藥工藝開發(fā)、cGMP原液生產(chǎn)、無菌制劑灌裝等。Bioworkshops原液產(chǎn)能13000L，同時擁有包含西林瓶水針，凍干、卡式瓶、預(yù)充針、注射筆等的無菌制劑灌裝服務(wù)，可完全實現(xiàn)從早期臨床前樣品生產(chǎn)至商業(yè)化生產(chǎn)的高效銜接。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ke Linnan, Huang Yuanli, Fang Yu, Duan Xiaojie, Liu Li, Jiang Lixia, Wang Chunren. Quality Control of Collagen-Based Regenerative Medical Products[J]. Chinese Pharmaceutical Affairs, 2019, 33(4): 475-480. DOI: 10.16153/j.1002-7777.2019.04.020.

[2] 張世慶, 盧紅, 郭準(zhǔn), 等. 關(guān)于植入性醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的幾點思考[J]. 中國醫(yī)療器械信息, 2017, 3: 30-33.