(57)【要約】本発明は、懸濁液から固形物を濾過し乾燥させ貯蔵するための装置（ＦＤＳユニット）、及び、固形物懸濁液、特に、結晶化可能な治療用タンパク質若しくは活性成分の固形物懸濁液、の終了段階の処理のために、このシステムおいて実行される方法、に関する。使い捨てシステムとしての使用に設計されているＦＤＳユニットは、閉じたプロセス手順において、つまり中間の開口や移送なしに、活性成分の結晶を、穏やかに且つ安全に、濾過し、乾燥させ、貯蔵し、そして再構成することができる、装置である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁液から固形粒子を濾過するためのフィルタ・ユニットにして、
フィルタ・ハウジング（１０）であって、フィルタ・チャンバ（１３）と、該フィルタ・チャンバ（１３）に対する少なくとも１つのインレット（１５）の端にある液体ディストリビュータ（５０）と、ベース（１２）と、フィルタ媒体（１１）と、を有し、フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）とは、接続部により、その周囲及びフィルタ媒体（１１）に対して密閉するように、フィルタ媒体（１１）の領域で接続されている、フィルタ・ハウジング（１０）と、
フィルタ・ハウジング（１０）のベース（１２）にある、少なくとも１つのアウトレット（１４）と、を備える、フィルタ・ユニット。
【請求項２】
上記フィルタ・ハウジングは、プラスチックから形成されている、請求項１記載のフィルタ・ユニット。
【請求項３】
上記フィルタ・ハウジングは、全体的又は部分的に、プラスチック・ポーチとして構成されている、請求項１又は２記載のフィルタ・ユニット。
【請求項４】
上記フィルタ媒体は、１つ以上のフィルタ・プレート、円筒状フィルタ、キャンドル、又は、その組み合わせ、からなるグループから選択される、請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ・ユニット。
【請求項５】
上記フィルタ・チャンバ（１３）と上記ベース（１２）とは、取り外し不可能に接続されている、請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタ・ユニット。
【請求項６】
フィルタ・プレートを備えた液体ディストリビュータが、液体の分配に用いられる、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタ・ユニット。
【請求項７】
同一の長さ及び同一の直径の複数の柔軟な管状ライン（５２）の手段によりディストリビュータ・プレート（５４）に接続されたプレディストリビュータ（５６）を備え、
上記柔軟な管状ライン（５２）は、可能な限り連続的な傾斜と拡大部とを有して、ディストリビュータ・プレート（５４）の垂直な出口開口（５３）内に開いており、
上記出口開口（５３）は、同心トラック上に配置されていることを特徴とする、液体ディストリビュータ。
【請求項８】
上記出口開口は、フィルタ・チャンバの外壁に対する一定の距離をもって、互いに６０°の配列で同一距離を置いて、配置され、又は、その実現し得る最良の組み合わせをもって、配置される、請求項７記載の液体ディストリビュータ。
【請求項９】
各出口開口は、分岐していない柔軟な管状ライン（５２）の助けを借りて、上記プレディストリビュータ（５６）に接続されている、請求項７又は８記載の液体ディストリビュータ。
【請求項１０】
懸濁液から固形粒子を濾過するためのシステムにして、
一端において、結晶体及び補正媒質（１０１）用の１つ以上のリザーバにラインを通して一時的に接続される結晶化タンク（１００）であって、他端において、請求項１〜６のいずれかに係るフィルタ・ユニット、又は、並列の複数の当該フィルタ・ユニット、に一時的に接続される結晶化タンク（１００）と、
上記フィルタ・ユニットの上記アウトレット（１４）に接続部を通して一時的に接続される母液リザーバ（１１０）と、を備える、システム。
【請求項１１】
乾燥ユニット、加湿ユニット、又は、乾燥ユニット及び加湿ユニット、を備える、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
ＦＤＳユニットの内容物を非侵襲的に攪拌するための手段であって、軌道シェーカー、又は、垂直回転振動装置からなるグループから選択される手段を備える、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
固形物懸濁液の終了時の処理のための方法にして、
請求項１０〜１２のいずれかに係るシステムにおいて、請求項１〜６のいずれかに係る、単一のフィルタ・ユニットで、又は、並列接続されたフィルタ・ユニットで、固形物懸濁液を濾過するステップと、
保持された固形物の洗浄を行い、又は、該固形物の媒体の変更を行い、そして、任意に、乾燥ガスの手段により、上記保持された結晶体の対流乾燥を行うステップと、
上記システムから、固形物で満たされた濾過ユニットを取り除くステップと、
上記固形物で満たされた濾過ユニットを移送して保管し、そして、任意に、濾過ユニット内で溶解することにより、そのタンパク質を再構成するステップと、を有する、方法。
【請求項１４】
上記対流乾燥は、制御可能な温度、体積流量、含水量、又は、その組み合わせをもって、実行される、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁液から固形物を濾過し乾燥させ収容（貯蔵）するための装置（ＦＤＳユニット）、及び、固形物懸濁液、特に、結晶化可能な治療用タンパク質又は活性成分（有効成分）の固形物懸濁液、の精密検査（workup）及び乾燥のために、このシステムおいて実行される方法、に関する。使い捨てシステムとしての使用に設計されている上記ＦＤＳユニットは、閉じた工程（プロセス）手順において、つまり中間の開口や移送なしに、活性成分の結晶を、穏やかに且つ安全に、濾過し、乾燥させ、収容し、そして再構成することができる、装置である。
【背景技術】
【０００２】
薬学的活性ペプチドとタンパク質、及び治療用免疫体（抗体）の製造は、発酵により、「開始時の処理（立ち上げ段階の処理、Upstream Processing）」（ＵＳＰ）と称されるもので行われる。次いで、そのタンパク質は、「終了時の処理（終了段階の処理、Downstream Processing）」（ＤＳＰ）と称されるもので精製（純化）され、処方（製剤）設計の通り、医療用途に適切な投薬形態に変換される。
【０００３】
上記ＤＳＰを目的として、クロマトグラフィーに基づく分離法が、広く、一般に、用いられている。複数の分離ステップからなる、その精製法について、汚染（汚染物質）からの精製及び解放に関する必須要件（前提条件）は、近年の認識（知識、経験、experience）により、常に、拡大している。これは、特に、薬剤の活性成分（有効成分）、たとえば、治療用ペプチドやタンパク質等、の製造に関わるものであり、発酵中に形成される多数の副生成物による、意図されたものではない、生物学的副作用を排除するためのものである。汚染（汚染物質、悪影響、contamination）を最も厳格に回避するために、高度に複雑で高価なＤＳＰステップが、時おり、必要とされる。これは、全体的プロセスの経済的効率に決定的な影響を与える。何故なら、特に、近年、ＵＳＰにおける効率増大のため、ＤＳＰを犠牲にして、かなりの費用転嫁（シフト）が行われているからである。専門家は、この傾向の継続を予見しており、また、更に、生産量の不足の増大を予見している。当該生産量の不足は、今日、既に、多数のバイオプロセスの決定的障害として考えられている可能性がある（http://biopharminternational.findpharma.com/biopharm/Trends/Downstream-Processing/ArticleStandard/Article/detail/627965）。
【０００４】
生物医薬品製造業において、コスト（費用）に対する強い圧力に対抗できるようにするために、新しく、高度に効率的で、費用がかからず、そして資源（リゾース）を節約する、精製及び収容方法が、治療用タンパク質やペプチドのために必要とされている。これらの方法は、バイオテクノロジー的方法が、長期的に、競争の中で、生き残ることができるか否かについて、決定的影響を有する（非特許文献１）。
【０００５】
治療用タンパク質を製造するために、現在、主に用いられているクロマトグラフィーの分離技術との比較において、高度選択的なタンパク質の結晶化（結晶体、crystallization）は、経済的代替案になり得る。当初、技術的なタンパク質の結晶化として、Ｘ線結晶学による分子の３次元構造の解明のために用いられたその方法は、次第に、現在の精製方法に接近しつつある。この精製方法において、最初の結晶（クリスタル）が数分から数時間後に現れる迄、タンパク質の溶解度は、沈殿剤を慎重に付加することで、徐々に減じられる。その代替的方法と比較される技術の利点は、実質的に、次の特徴の組み合わせに存する。
・単一の工程段階で達成される高純度
・とりわけ、タンパク質のイン型（protein isoforms）、及び／又は、グリコシル化異形体（glycosylated variants）さえも分離できる、高選択性
・低コスト
・結晶の高貯蔵（保存）安定性
・貯蔵（保存）中の製品損失の低減
・比較的小さい貯蔵用の装置容積をもっての結晶の高濃縮化
・結晶化後における、伝統的な固液分離法の費用効率が高い使用
・活性含有物のバイオアベイラビリティ（生体利用効率）を均一化するための徐放製剤（持続放出製剤）の選択肢
【０００６】
ナバッロ氏等（セパレーション・アンド・ピュアリフィケーション・テクノロジー ２００９年、６８：１２９−１３７）（非特許文献２）は、タンパク質の結晶化の利点を次のように要約している。
2015500202.tif 000002
【０００７】
タンパク質の化学的及び熱的不安定性のため、工業生産で用いられることができる方法は、特に、終了時の処理において、制限される。タンパク質を溶液内で貯蔵（保存、保管、収容）している間、タンパク質の微環境における物理化学的な小さい変化（pHの変化、イオン強度又は温度の変化）は、活量（活性化の度合い、activity）の損失を伴う、三次構造における、可逆的変化、或いは、普通は不可逆的変化、をもたらし得る。加えて、タンパク質は、とりわけ、凝集、加水分解、アミド分解（脱アミド）、異性化、脱グリコル化、及び、酸化若しくは還元、により、非活性化され得る、という事実が存する。
【０００８】
上記安定性の問題は、タンパク質溶液を可能な限り低温で貯蔵（保管）することにより、最小化できる。この手段により、あり得る化学的改質反応の進度（速度、割合、rate）は、減じられる。加えて、タンパク質の周囲環境は、変性の効果が最小化されるように、最適化されることができる。同様に、タンパク質は、乾燥によって、安定化されることができる。何故なら、水の除去により、貯蔵中に、その反応がもはや生じないように、或いは、その反応が大幅に遅れて生じるように、その反応が遅延せしめられるからである。上記溶液中のタンパク質のアミド分解（脱アミド）や加水分解が主たる問題である場合には、これらのプロセスが果たす役割は、その乾燥状態において、小さいものとなる（非特許文献３）。加えて、残留含水量の低減をもって、酸化反応が低減することが、観察されている（非特許文献４）。乾燥タンパク質の実質的な利点は、その熱安定性の増大であり、これは、同様に、貯蔵（保管）安定性の改善をもたらす。
【０００９】
製薬業界において一般に知られている標準的方法は、凍結乾燥法（非特許文献５）である。連続的又は非連続的に操作可能な、この方法は、低温で均一に乾燥させる。タンパク質の再構成は、一般に、急速に、そして問題なく、進行する。（１週間迄の）増加時間と、エネルギーの必須要件（前提条件）とは、しかしながら、また、加えて、タンパク質に変性効果を及ぼし得る、非常にコストがかかる方法を招くことになる。短期貯蔵及び長期貯蔵のために、凍結乾燥が、唯一、最終工程段階として、使用可能である。タンパク質の技術的結晶化におけるような精製は、行われない。
【００１０】
従って、極めて特定の製品の精製と、貯蔵（保管）安定性における同時的な改善（改良）と、が組み合わされた可能性（実現性）を有する、タンパク質の結晶化は、特に、費用効率が高い方法である。
【００１１】
乾燥せしめられた結晶のＤＳＰに関して、活性化した製品（active products）の移送（移動）は、環境（職員の露出）に対する、そして製品（二次汚染）に対する、かなりの汚染の危険を生じさせる。特に、乾燥した粉末物質の取り扱いは、非常に高い潜在的な危険を伴う。製品バッチ間の二次汚染、特に、異なる製品間の二次汚染、を排除するために、固液処理に用いられる装置は、繰り返して用いられる前に、続く洗浄バリデーション（洗浄検証）と共に、徹底的な洗浄処理に付されなければならないが、これは、スタッフと時間の観点で、高額な出費を生じさせる。加えて、オープンな取り扱いには、高額なクリーンルーム環境と、また、複雑な安全対策（露出に対する保護、粉塵爆発に対する保護等）とが要求される。
【００１２】
分離、乾燥、搬送、貯蔵、及び再構成を含む、薬学的見地における活性タンパク質の結晶（或いは、薬学的見地における他の活性物質の結晶）の処理は、従って、物質の漏れにより、職員が危険に曝されないように、或いは、製品に対する汚染の危険がないように、続行されるべきである。リストアップされた工程段階に関するエラーがない利用（活用、適用、application）と、また、スタッフと時間の観点における出費の削減とは、ＤＳＦにおける結晶化の安全且つ経済的な利用に対して、決定的に重要である。この問題に対して、これ迄、十分な技術的解決策が、バイオテクノロジー上の活性材料（構成要素、ingredients）の取り扱いに対する特別の必須要件に関して、記載されてこなかった。
【００１３】
公知の文献においては、タンパク質結晶体の技術的精密検査と、その貯蔵とに関する僅かな方法のみが、記載されている。
【００１４】
たとえば、国際公開第００／４４７６７（Ａ２）号パンフレット（特許文献１）は、インスリン結晶を分離（濾過）し、洗浄し、乾燥させ、そして、更に、処理するための遠心乾燥機を記載している。ここで、水と、あらゆる割合で水と混和し水よりも低い蒸気圧を有する非水溶媒と、の混合物からなる、乾燥媒体の導入が、特に、注目される。加えて、乾燥のために、水で湿らせた窒素気流が用いられている。その水量は、そのタンパク質（インスリン及びインスリン誘導体）に対して決定される、最適な残留水分（残留水蒸気、residual moisture）で与えられる。この手順における不都合は、その遠心乾燥機の装置の非常な複雑性、及び、洗浄と洗浄バリデーションとに対して関連する労力、である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第００／４４７６７（Ａ２）号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１０／１３８０６１（Ａ１）号パンフレット
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】プレス・インフォメーション；エー・シー・エッチ・イー・エム・エー  ２００９年；第２９回インターナショナル・エクスポジション・フォー・ケミカル・テクノロジー、エンバイオロンメンタル・プロテクション・アンド・バイオテクノロジー；フランクフルト・アム・マイン、２００９年５月１１日〜１５日；トレンド・レポート第２０号：セレクティブ・セパレーション・テクニクス
【非特許文献２】ナバッロ氏等（セパレーション・アンド・ピュアリフィケーション・テクノロジー ２００９年、６８：１２９−１３７）
【非特許文献３】マクナリー・イー・ジェイ；ファーム・サイエンス、２０００年；１５９９）
【非特許文献４】フランクス・エフ、バイオ／テクノロジー、１９９４年、１２、２５３〜２５６；クリステンセン・エッチ；ペイン・アール・エッチ、モルテン・グロビュール・インターミディエッツ・アンド・プロテイン・フォールディング、イー・ユー・アール、バイオフィジクス、ジェイ、１９９１年、１９、２２１〜２２９
【非特許文献５】クレランド・ジェイ・エル氏等、クリティカル・レビューズ・イン・セラピューティック・ドラッグ・キャリア・システムズ、１９９３年、１０、３０７〜３７７；ワング・ダブリュ・インターナショナル・ジェイ・ファーム、２０００年、２０３、１〜６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、従って、濾過し洗浄し乾燥させ移送し収容（貯蔵）するための装置、及び、任意に、結晶質の（結晶構造の）活性材料（成分）製品の再懸濁／再可溶化を行うための装置であって、簡単に、安全に、且つ、製品を節約する方法（やり方）で、操作されることができる装置にして、汚染の危険が最小化、若しくは排除、される装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、単一の管（導管、vessel）内において、つまり中間で開かれることなく（中間の開口を有することなく）、濾過と、洗浄と、乾燥と、サンプルの除去と、移送と、収容と、再懸濁／再可溶化と、の逐次段階（逐次ステップ）を許容する、使い捨て可能なシステムとして用いることができる装置であって、以下「ＦＤＳユニット」と称される装置を提供することによって、達成される。このＦＤＳユニットを用いて、結晶質の（結晶構造の）タンパク質又はペプチドが、製品（生産品）を節約する方法（やり方）で、続く製剤段階（ステップ）の間、製品の汚染の危険なしに、提供され得る。製品の損失や、或いは、たとえば危険な細粉（粉塵）の発散等の意図しない製品の放出によりスタッフ（職員、社員）が危険に曝されることが、その閉鎖された処理手順により、最小限に減じられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】フィルタ・プレートを有するＦＤＳユニットの図である。
【図２】フィルタ・キャンドルを有するＦＤＳユニットの図である。
【図３】濾過と、乾燥と、移送及び保管のための提供と、を実行するための本発明に係るシステム内に組み込まれたＦＤＳユニットの図である。
【図４】フラクタルの液体ディストリビュータの図（側面図：プレディストリビュータ、ディストリビュータ・プレート）である。
【図５】フラクタルのディストリビュータの図（平面図：出口開口の分割の例を有するディストリビュータ・プレート）である。
【図６】フィルタ・キャンドルと、フィルタ・チューブと、２つのフィルタ・チューブから形成された環状スペース用のフラクタルのディストリビュータとを有する、大型（大規模）のＦＤＳユニットの図である。
【図７】大規模プロセスに用いられるＦＤＳユニットの平面図である。
【図８】閉じたプロセス手順での懸濁及び再可溶化を目的とするＦＤＳユニット内に、非侵襲的なエネルギーを入力するための軌道振動装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、従って、先ず、固形粒子を懸濁液から濾過するためのフィルタ・ユニット（ＦＤＳユニット）にして、
フィルタ・チャンバ（１３）と、該フィルタ・チャンバ（１３）に対して、少なくとも１つのインレット（１５）の端部にある液体ディストリビュータ（５０）と、ベース（１２）と、フィルタ媒体（１１）と、を有するフィルタ・ハウジング（１０）であって、フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）とは、フィルタ媒体（１１）の領域において、その周囲に対して、またフィルタ媒体（１１）に対して、密閉（密封、シール）するように、接続部により、接続されている、フィルタ・ハウジング（１０）と、
フィルタ・ハウジング（１０）のベース（１２）にある少なくとも１つのアウトレット（１４）と、を有する、フィルタ・ユニットに関する。
【００２１】
上記ＦＤＳユニットの材料は、製薬業界において慣習となっている、洗浄及び殺菌（消毒、滅菌）方法、たとえば、高圧蒸気殺菌法やガンマ線照射、を用いることができるように、選択される。
【００２２】
フィルタ媒体（１１）として、フィルタ・プレート又は濾過クロス（布）であって、典型的には、ファイバー又は焼結材料から形成され、調剤（薬剤）目的にふさわしい、フィルタ・プレート又は濾過クロス、が用いられる。当該フィルタ・プレート又は濾過クロスは、当業者に知られている適切な材料、たとえば、プラスチックや、ガラスや、金属や、セラミック材料等、からなり、濾過プロセスに対して、或いは、製品損失や、処理量や、圧力損失（低下、降下）に関する製品特性に対して、最適化された細孔寸法を有する。使い捨てシステムとしてのＦＤＳユニットとしての使用には、特に、廉価な材料、たとえば、ステンレススチールの焼結されたプレート又は焼結された素材、或いは、たとえば、ポリエチレンや、ポリエステルや、ポリフェニレン硫化物や、ポリ四フッ化エチレン等のプラスチック材料、の使用が好ましい。結晶化プロセスにおいて達成可能な結晶質の活性材料（成分）の、その粒子寸法に応じて、或いは、その粒子寸法の分布に応じて、０．２μmから５０μmの細孔寸法（細孔径、pore size）が用いられる。最適な濾過プロセスのために、各製品に対して、個々に、可能な限り最大限の細孔寸法が選択される。これをもって、懸濁液の製品貫通による、或いは懸濁液の洗い流し（flushing）を生じさせる、フィルタ・プレートの閉塞なしに、高処理量（処理能力）又は高濾過面荷重（surface loadings）が達成され得る。
【００２３】
好ましくは、上記フィルタ媒体（１１）は、フィルタ・プレート（１７）として、フィルタ・ハウジング（１０）内に水平方向に固定される（締め付けられる、クランプされる）。その特定の濾過表面積を増大させるために、その濾過部材は、連続的な、好ましくは円筒状の、チューブ（管）として、或いは、同心の外側フィルタ・チューブ（１９）（図６）により取り囲まれることができるフィルタ・キャンドル（１８）（図２，６）として、構成することが都合が良い。この場合、濾過は、フィルタ・チューブ（１９）とフィルタ・キャンドル（１８）とにより形成される、そのギャップ幅（５８）を有する環状スペース内で行われる。
【００２４】
上記フィルタ・ハウジング（１０）は、通例、薬剤製造用に許容されるプラスチックで形成される。そのフィルタ・ハウジングの製造のために、プラスチックを成形するための標準的な方法（射出成形、押出成形等）が用いられる。好ましくは、そのフィルタ・ハウジングは、当業者に知られている熱可塑性物質、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＭＭＡ、ＰＯＭや、ポリカーボネート（特に、マクロロン（Makrolon））、から製造される。
【００２５】
フィルタ・チャンバ（１３）について、また、或る状況下における、ベース（１２）について、その製品（生成物、product）が接する壁部は、好ましい実施形態においては、また、プラスチック・フィルムから形成される。それにより、フィルタ・ハウジングは、全体的に、或いは部分的に、プラスチック・ポーチ（プラスチック袋）として、構成される。この場合、濾過に必要とされる超過気圧（overpressure）は、圧力を安定して保持する装置に対し、上記ポーチ壁によって、少なくともフィルタ・チャンバ（１３）内に伝達される。この解決法（解決策、solution）は、好ましくは、そうしなければＦＤＳユニットの原価（経費、費用、costs）では使い捨ての用途を困難にし得る凡そ５−５０１（５−５０リッター）からの比較的大きいスケール（規模）に用いられる。フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）との間における容易に取り外し可能な接続部として、閉鎖可能なクランプ（たとえば、トライクランプ（Ｔｒｉｃｌａｍｐ））を有する典型的なクランプ（締め付け）接続部を用いることができるようにするために、フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）とに、対応する接続フランジを設けることは、好都合であり得る。代替的に、上記フィルタ・ハウジングは、互いに、（たとえば、ねじ式接続、又はバヨネット接続を用いて）ボルトで固定されることができる。更なる好ましい実施形態において、フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）とは、溶接接続、接着接続、又は圧縮接続により、互いに、取り外し不可能に接続される。
【００２６】
ＦＤＳユニット内でのタンパク質結晶の再懸濁／再可溶化は、シール（密封、密閉）可能なＦＤＳユニット内における製品の閉鎖プロセスに対して、望ましいが、しかし、フィルタ・チャンバ（１３）とベース（１２）との間の接続が取り外し不可能である場合には、製品撤退（product withdrawal）に絶対必要である。加速される再懸濁／再可溶化に要求されるエネルギー入力は、この場合、好ましくは、たとえば軌道（orbital）振動又は回転振動によって、フィルタ・チャンバ（１３）内に、非侵襲的に、つまりその閉鎖システム内に干渉することなく、導入される。回転振動が混合された方法を用いることができるようにするために、フィルタ・ハウジング（１０）に、流れ破断要素（たとえば、流れ妨害装置（flow disrupters）、又は多角形断面）を備えることは、好都合であり得る。
【００２７】
上記濾過を実行するために、タンパク質結晶の懸濁液（３０）は、フィルタ・チャンバ（１３）内に供給される。この場合、当該フィルタ・チャンバ（１３）は、シール（密封、密閉）可能な通気チューブ（２２）を通して、通気される。小スケール用のＦＤＳユニットの通常のサイズ（体積、容積）は、５ｍｌと５００ｍｌである。しかしながら、大スケールでは、５０ｌ（５０リッター）迄の、或いは、これを超える、全体体積（容積）を有するＦＤＳユニットが、また、製造され得る。フィルタ・チャンバ（１３）のその細長の度合い（直径に対する高さの比率  Ｈ／Ｄ）は、フィルタ・ハウジング（１０）の上部における液分配のタイプ及び効率に依存し、また、最適に達成することができるフィルタ・ケーキ（２０）の高さに依存する。その細長の度合いは、通例、その装置において、１〜２０ｃｍの、好ましくは２ｃｍと８ｃｍとの間の、特に好ましくは３ｃｍと５ｃｍとの間の、フィルタ・ケーキの高さが達成されることができるように、選択される。ここで、濾過されるべきタンパク質結晶の特定の性質、特に、その結晶の寸法（サイズ）、安定性、及び圧縮率が、考慮される。
【００２８】
生じ得る圧力降下の問題のため（その結晶の寸法（サイズ）の分布、安定性、圧縮率、及び、その溶液の粘度（粘性）に加えて、圧力降下は、相当に、そのケーキ高さに依存する）、程度（スケール）が大きい場合に、略一定のケーキ高さが有利である。水平なフィルタ・プレート（１７）の使用のおかげで、これは、程度（スケール）が大きくなるにつれて、フィルタ・チャンバのＨ／Ｄ比率が連続的に低下することを意味している。それにもかかわらず、一定のケーキ高さを達成するために、比較的大きいスケールで、効果的に流体を分配するための任意の手段が必要である。
【００２９】
通常、タンパク質結晶の懸濁液（３０）は、少なくとも１つのインレット（１５）（図１，２，４，５，６及び７）を有する液体ディストリビュータ（５０）を通して、フィルタ・チャンバ（１３）内に供給される。好ましくは、その懸濁液（３０）は、フィルタ・ケーキ（２０）が均一に形成（積層）されるように、ＦＤＳユニット内に導入される。そのフィルタ・ケーキ（２０）の均一な積層は、ＦＤＳユニットが機能するために、本質的に重要である。何故なら、それは、乾燥の時間（期間）と強さ、及び、活量（activity）の損失を生じさせるところの好ましからざる製品汚染と副反応との程度（度合い）を決定するからである。
【００３０】
ＦＤＳユニットに関して、５ｍｌと５００ｍｌの小さいサイズ（体積、容積）の場合、及び／又は、細長さの度合い（程度）が高い、Ｈ／Ｄ＞１の場合、その懸濁液（３０）は、好ましくは、接線供給方向若しくは中心軸供給方向を有する単一のインレット（１５）からなる液体ディストリビュータ（５０）を通して、供給される。
【００３１】
しかしながら、５０ｌ（５０リッター）迄の大きいフィルタ・チャンバ（１３）の場合、及び／又は、細長さの度合い（程度）が低い、Ｈ／Ｄ≪１の場合、懸濁液をフィルタ・チャンバ（１３）の断面に亘って、相当により良く分配することが、有利である。この目的の液体ディストリビュータ（５０）には、好ましくは、ディストリビュータ・プレート（５４）が設けられる。
【００３２】
ディストリビュータ・プレートを有する液体ディストリビュータは、高頻度でクロマトグラフィーに用いられるが、そのチャネル（導管）の高さが低いため、著しい曲げや、デッドスペースや、ライン（固形物の沈降）の落下配向性（falling orientation）の欠如により、懸濁液を分配するには、殆ど不適切である。国際公開第２０１０／１３８０６１（Ａ１）号パンフレット（特許文献２）は、木の形をした液体ディストリビュータを記載している。当該液体ディストリビュータは、出口開口が格子形状に配列されているディストリビュータ・プレートを有している。その複雑な木の形をした線構造は、「自由形式製作（free form fabrication）」により製造され、特に、洗浄が簡単である。記載の上記ディストリビュータは、懸濁液の分配に全く適切ではあろうが、しかし、製造が複雑であり、且つ、ここで求められている単独の使用の用途には、高価である。
【００３３】
その目的は、従って、懸濁液の均一な分配に適切な液体ディストリビュータ、つまり、デッドスペースがなく、ディストリビュータ・プレートを通して懸濁液の連続的で規則正しい落下を許容する液体ディストリビュータ、を提供することである。このディストリビュータは、簡易に、そして好都合に、構成されるべきである。
【００３４】
使い捨て用途に適切な、本発明に係る液体ディストリビュータ（５０）は、等しい長さと等しい直径の複数の柔軟な管状ライン（５２）によって、ディストリビュータ・プレート（５４）に接続されたプレディストリビュータ（前位ディストリビュータ、predistributor）（５６）であって、それによって、略同一の圧力降下となる、プレディストリビュータ（５６）を有する（図４）。可能な限り連続的な傾斜（勾配）と拡大部（拡張部、expansion）とを有する、その柔軟な管状ライン（５２）は、ディストリビュータ・プレート（５４）の垂直な出口開口（５３）内に開いている（固形物の堆積（沈殿、沈着）の回避）。その外側の管状ファイバの好都合な迎え角（angles of attack）は、ＦＤＳユニットの直径に応じて、５°と７５°との間にあり、特に好ましくは、２０°〜６０°の迎え角で与えられる。たとえ、その壁部に近接していようとも、均一な分配（distribution）を達成するために、ディストリビュータ・プレート（５４）の出口開口（５３）の分布は、第１に、６０°の区分（仕切り、分割）の類似性により、その開口が互いに略一定の間隔を有するように、そして、第２に、それにもかかわらず、その開口が円形ライン（円形描線）（５７）上に位置するように、通常、なっている（図５）。出口開口（５３）の壁部からの距離は、この場合、好ましくは、上記円形ライン（５７）の相互からの距離の半分に対応する。単位円周（外周、周辺内部の面積、circumference）あたりのボア・ホールの数は、垂直に配置されたフィルタ・プレート（１７）に適切なこの構成において、一定に保たれ、また、その数は、次に大きい円形ライン（５７）に移る各場合において、６つの出口開口（５３）分、増加する。適切な固形物の分布（distribution）に必要とされる面積あたりの出口開口の数は、多数の要因、たとえば、粒子密度や粒子サイズの分布、粒子の落下速度、濾過速度、フィルタ・ケーキ（２０）の高さ、及び、フィルタ・チャンバ（１３）の細長さの度合い等、に依存する。本発明に係るディストリビュータを通して満たされるフィルタ・チャンバ（１３）であって、１０ｇ／ｌのＰＡＮＸ粒子を用いる模範実験において１９０ｍｍの直径を有するフィルタ・チャンバ（１３）は、約２％〜３％の平均絶対高さの相違を示した。これは、約４０ｍｍのケーキ高さであって、これによる、Ｈ／Ｄ＝０．５のＨ／Ｄ比率で、既に、十分に良好な粒子分布のケーキ高さ、に基づいている。それに要求されるディストリビュータは、約６３ｍｍのボア・ホール間隔を備える、７つの出口開口を有している。
【００３５】
本発明に係るディストリビュータの特別な実施形態において、各出口開口は、分岐していない柔軟な管状ライン（５２）の助けを借りて、プレディストリビュータ（５６）に接続されている。通常、柔軟な管状ラインとして、柔軟なシリコン・チューブが用いられる。通常、その柔軟な管状ラインは、プレディストリビュータに、押し付けられ、成形され、溶接され、或いは、接着剤で束ねられる（バンドルされる）。
【００３６】
上記プレディストリビュータには、通常、軸方向又は接線方向に配置された供給口（１５）を通して、懸濁液（３０）が供給される。
【００３７】
更なる処理スケールの拡大において、或いは、濾過が困難な製品の場合において、フィルタ・ケーキは、表面に形成するのではなく、フィルタ・キャンドル（１８）とフィルタ・チューブ（１９）との間の環状スペースに形成することが、好都合であるかもしれない（図６）。これは、圧力降下が、フィルタ・ケーキの高さで、独立して設定できるという、大きな利点をもたらす。結果的に、そのスケールからは独立して、細長の形状を達成することができ、これは、とりわけ、そのスペースの必要条件において、或いは、その装置の圧力耐荷重能力において、相当の利点をもたらす。この構成において、その濾過器具（１８，１９）の高さは、好ましくは、可能な限り正確に、フィルタ・ケーキ（２０）の高さに対応するべきである。両方の濾過エレメント（１８，１９）及び／又はアウトレット（１４，１６）を通しての同時的な除去（取り出し、takeoff）により、濾過が進行する一方、アウトレット（１６）を通して除去する場合には、アウトレット（１４）を通して乾燥ガスを付加することにより、つまり、内側から外側に乾燥ガスを付加することにより、或いは、その接続部を反対方向に交換することにより、乾燥が実行される。同一のケーキ高さとフィルタ高さに対して、これは、ケーキにおける均一な圧力降下分布、及び製品の非常に均一な乾燥、の利点を与える。充填の度合いが過度に高い場合には、特に、適切に、インレット（１５）を通して、付加的に、僅かな量の乾燥ガスを導入し、最上部の層をより良く乾燥させることができるようにし、そして、さもなければフィルタ・ケーキ（２０）上に形成されるデッド・スペース領域を除去することが、有利であり得る。フィルタ・プレート（５４）における、フラクタルの液体ディストリビュータの出口ボア・ホールの配置は、環状チャネルの中央部円ライン（５７）において、環状チャネルの幅Ｂ（５８）に対する孔スペースＬ（５９）の比率が、Ｌ／Ｂ＝１で、実施される。
【００３８】
フィルタ媒体（１１）を通して流動する濾液（濾過された液体）（４０）は、下部フィルタ・ハウジングのベース（１２）にある、好ましくは中央アウトレット（１４）を通して、除去されることができる。
【００３９】
上記フィルタ・ケーキ（２０）は、濾過後、ＦＤＳユニット内で洗浄されることができる。
【００４０】
上記独創的なＦＤＳユニットは、その制限なしに、好ましくは、図３に示されるシステムで用いられる。タンパク質結晶の乾燥前には、通常、母液又は洗浄液からなる残留濾液（４０）が、ガス（１４０）、好ましくは、殺菌濾過された空気又は窒素、によって、フィルタ・ケーキ（２０）から移動せしめられる。そのガスは、通常、インレット（１５）を通して導入され、そして、そのガス及び／又は液体は、アウトレット（１４）を通して出される。好ましくは、遅くとも、そのガス（１４０）を乾燥させるために、その温度は、ガス・ヒータ（１６０）により、規定レベルまで上昇せしめられ、そして、ガス加湿器（１６５）を通して、最小の残留含水量（残留湿度）まで、調整される。後者のものは、不十分な含水量の場合に、たとえば、凝集、変色、又はカラメル化による、その製品の不可逆的な損傷の防止を意図したものである。特に、間違った残留含水量は、変性や、（活量の損失を含む）再可溶化の困難性を引き起こし得る。
【００４１】
乾燥が行われた後、ＦＤＳユニットのインレット又はアウトレットは、（クランプで）締め付けられることができる。たとえば、好ましくは、薬剤適合のシリコン又はシー・フレックス（Ｃ−Ｆｌｅｘ）から形成される柔軟な管状ライン（６６）であって、上記インレット（１５）上とアウトレット（１４）上に引き込まれる柔軟な管状ライン（６６）を有する、柔軟なチューブ・クランプ（６７）が、この目的のために適切である。このようにして、濾過され、洗浄され、そして乾燥せしめられたタンパク質結晶は、移送中及び続く貯蔵（保管）中においてさえ、中間開口（中間でオープンになること、intermediate opening）なしに、ＦＤＳユニット内に残されることができる。このようなやり方（方法）で、完全に閉じられた取り扱いが、許容される。
【００４２】
上記タンパク質結晶が再溶解されるべき場合、フィルタ・ユニットを開いた後に、製品を除去することが望ましい。しかしながら、好ましくは、再可溶化又は再懸濁は、操作の閉鎖モードのメンテナンスをもって、ＦＤＳユニット内で実行される。これは、適度なエネルギー入力をもって、たとえば、（先ず、アウトレット（１４）を通して、次いで、インレット（１５）を通して）適切な流体を用いるバックフラッシング（逆方向への洗い流し、backflushing）によって、非侵襲的に実施されることができる。流体力学的混合性能、結晶の懸濁、又は、再可溶化率（速度）の最終的な向上、についての改善を目的として、ＦＤＳユニットは、特別な軌道シェーカー（orbital shaker）（６０）（図８）上で攪拌されることができる。そのシェーカー（６０）は、ＦＤＳユニットを受け入れるための容器（６２）を有している。当該ＦＤＳユニットは、柔軟な管状ライン（６６）と、柔軟なチューブ・クランプ（６７）とを有しており、カム（６３）によって、軌道振動運動に付される。破断流要素（たとえば、多角形断面、又は流れ妨害装置）をＦＤＳユニットのフィルタ・チャンバ（１３）に一体化する場合には、垂直回転振動するリアクター運動により、徹底的な混合、懸濁、及び加速される可溶化が、また、確かなものとされ得る。
【００４３】
本発明は、従って、更に、該発明に係るＦＤＳユニットを動作させるシステムにして、
・結晶化タンク（１００）であって、ラインを通して、結晶化用及び／又は沈殿用及び補正媒質（１０１）用の１つ以上のリザーバに接続されると共に、並列動作中、順次動作中、又は断続動作中の、本発明に係る１つ以上のＦＤＳユニットに、他方側で、接続される結晶化タンク（１００）と、
・母液リザーバ（１１０）であって、接続部を通して、ＦＤＳユニットのアウトレット（１４）に接続される母液リザーバ（１１０）と、を有する、システムに関する。
【００４４】
タンパク質（薬学的活性ペプチド、タンパク質、及び治療学的免疫体）、又は他の結晶化可能な（結晶性の）或いは沈殿可能な（沈殿性の）活性含有物（材料）、の技術的結晶化は、必要な全ての結晶化及び補正媒質（媒体）のためのリザーバに対して、十分な数の接続部を有する上記結晶化タンク（１００）内で行われる。
【００４５】
結晶化後、その懸濁液（３０）は、ポンプを使わずに、好ましくは、僅かな超過気圧の手段により、適度な移送速度で、粒子の損傷が生じなければ、可能な限り、ＦＤＳユニットのフィルタ・チャンバ（１３）内に注入される。この目的のために、ガス圧力が、たとえば、三方弁（１２０）を通して、結晶化タンクの上部に関連付けられ、そして、圧力計（２３０）を通して、調整される。その結晶懸濁液は、通常、０．２から１．５ｂａｒ（バール）の、好ましくは、０．５から１．０ｂａｒの、濾過入口圧力で、濾過される。懸濁液（３０）は、フィルタ媒体（ＦＤＳユニットの構造に依存する１１，１７，１８又は１９）により、保持される。ＦＤＳユニットのアウトレット（１４）から排出される濾液（４０）は、好ましい実施形態において、更なる三方弁（１３０）を通して、濾液リザーバ（１１０）に供給される。
【００４６】
結晶化タンク（１００）とＦＤＳユニットからの全ての液体が、強制的に排出された時、その濾過は終了し、従って、予備乾燥されたフィルタ・ケーキ（２０）だけが、ＦＤＳユニット内に残る。
【００４７】
フィルタ・ケーキ（２０）は、上記濾過後、まだ、結晶液（crystallization liquid）によって、取り囲まれている。好ましくは、当該結晶液は、直ちに、乾燥ガスによって置換される。
【００４８】
この目的のために、その乾燥ガスは、濾過ユニットを通して通過せしめられることができる。通常、その乾燥のために、所定の残留湿度の圧縮ガスが、１から３ｂａｒ、好ましくは、２から３ｂａｒ、の入口圧力で、用いられる。乾燥用装置の再構成が、従って、回避される。
【００４９】
好ましい実施形態において、その乾燥のためのシステムは、別体の乾燥ガス・ラインと三方弁（１２０，１３０）とを備えた乾燥ユニットを有する。これらは、（適切な水分負荷状態にある）乾燥ガスが、バイパスを通って、結晶化リアクターの周囲に導かれるように、設定される。その乾燥ガスの移送と加熱のために、ガス・ヒータ（１６０）として、たとえば、加熱ジャケットを有する管状ラインの使用が可能である。更に、好ましくは、その乾燥ガスの含水量は、最小値に設定される。この目的のために、その乾燥ガスの湿度は、好ましくは、その乾燥ユニット内に導入される前に調整され、そして、湿気（湿度）センサ（２１０）の手段により制御される。比較的大きい湿度要件の場合には、その最小湿度は、ガス流内にある加湿器（１６５）を通して調整されることができる。
【００５０】
好ましくは、上記フィルタ・ケーキの乾燥は、同様に、使い捨てＦＤＳユニットのアウトレットにある湿気（湿度）センサ（２２０）の手段により、監視（モニター）される。
【００５１】
濾過中に、リザーバ（１１０）に集められた濾液（４０）は、上記乾燥において、その排出ガス（１５０）のための洗液としての役目を果たし、これにより、乾燥中に潜在的に生じる細粉（ダスト）の放出が最小化される。
【００５２】
本発明の更なる実施形態において、本発明に係るＦＤＳユニットは、上記濾過ケーキのサンプリング（サンプル抽出）の侵襲性を最小にするための手段を有する。たとえば、そのＦＤＳユニットは、サンプリング・スペード（sampling spade）をフィルタ・ケーキ内に導入するための密閉（シール）可能な開口を有する。好ましくは、サンプリング・スペードは、水平方向及び垂直方向に、フィルタ・ケーキ内に導入されることができる。
【００５３】
以下に記載の本発明は、固形物懸濁液の終了時の処理（終了段階の処理）について、多数の工程段階の組み合わせを許容する。
【００５４】
本発明は、従って、更に、固形物懸濁液の精密検査（workup）のための方法であって、以下のステップ、すなわち、
１）単一のフィルタ・ユニット内で、或いは、請求項１０〜１２のいずれかに係るシステムにおける、請求項１〜６のいずれかに係る並列（並行）に接続されたフィルタ・ユニット内で、固形物懸濁液を濾過するステップと、
２）保持された固形物の洗浄又は媒体（媒質）の変更を行い、そして、任意に、乾燥ガスの手段により、上記保持された固形物の対流乾燥を行うステップと、
３）上記システムから、固形物で満たされた濾過ユニットを取り除く（回収する）ステップと、そして、
４）上記固形物で満たされた濾過ユニットを移送して保管し、そして、任意に、そのタンパク質を、濾過ユニット内で溶解及び／又は再懸濁することにより、再構成するステップと、を含む、方法に関する。
【００５５】
好ましくは、上記対流乾燥は、温度、体積流量、又は湿度（含水率）等の制御可能なパラメータをもって、或いは、これらの組み合わせをもって、実行される。
【００５６】
異なる細孔寸法を有するフィルタ・プレートを用いることにより、記載した全てのステップは、各用途に、又は、各タンパク質結晶の懸濁液に、適合できる。ステンレス・スチール・デザイン又はガラス・デザインと比較して、本発明に係るＦＤＳユニットの使い捨て構造は、洗浄及び洗浄バリデーションに対する出費を大幅に削減する。
【００５７】
本発明に係る、使い捨てＦＤＳユニットは、それに対する制限なしに、特に、タンパク質結晶（薬学的活性ペプチドとタンパク質、及び治療用免疫体（抗体））の分離に適切である。それは、特に、薬剤のための良き製造実践のルールに留意されねばならないときに、同様に、他の結晶化合物を分離するのに、有利に使用できる。
【００５８】
本発明に係るＦＤＳユニットと、また、それを適用するためのシステムとは、図示の実施形態に限定されることなく、例示の目的で、概略的に、図１〜図６に示されている。
【実施例】
【００５９】
例
モデル・タンパク質の濾過用に、図１に係るＦＤＳユニットが、１００ｍｌのフィルタ・チャンバ（１３）の容積と、２６ｍｍの直径と、５．８の細長さ（slenderness）の程度（度合い）と、を有するフィルタ・ハウジング（１０）、及び、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から形成された、ねじ取り付け可能なベース部（１２）、から作られた。フィルタ・ハウジング（１０）とベース（１２）の壁厚さは、３ｂａｒ迄の作動圧力と、−１０＜［Ｔ℃］＜６０°の温度と、の選択された条件に相応しく、寸法構成された。フィルタ媒体（１１）として、５μｍの小孔（細孔）サイズを有する焼結された金属プレート（直径３４ｍｍ、厚さ５ｍｍ）が用いられた。フィルタ・チャンバ（１３）と、フィルタ媒体（１１）と、ベース（１２）とは、共に、クロージャ・クランプ（トライクランプ）を用いる締め付け接続の手段により、固定された。
【００６０】
結晶化
モデル・タンパク質が、４０ｍＭのナトリウム・クエン酸塩（初期のｐＨ２．７）に、１０ｇ／ｌの濃度で案内されて溶解された。これに続き、核形成ｐＨが３．２となる迄、沈殿剤が追加された（水酸化ナトリウム溶液０．７５Ｍ、５分で１５ｍｌの追加）。このｐＨで、その溶液は、更に３時間、攪拌された（攪拌機速度２００ｒｐｍ）。その核形成時間の後、最終的なｐＨが４．５となる迄、上記沈殿剤が上記溶液に添加された。その溶液は、室温で更に１７時間攪拌された。
【００６１】
後続の濾過、及びタンパク質結晶の乾燥、に関する、最適なプロセスのパラメータは、統計学的な実験計画により、決定された。主要な２因子反応と、また、最適なプロセスのパラメータとが起因する、反応表面モデル（response surface model）が準備された。
【００６２】
濾過
用いられるモデル・タンパク質のために、０．５ｂａｒの最適な濾過インレット圧力が決定された。用いられる当該モデル・タンパク質のために、４．５ｃｍ（±０．５）の最適なケーキ高さが決定された。
【００６３】
乾燥
用いられるモデル・タンパク質のために、２．５ｂａｒ（±０．５）の圧縮空気の最適なインレット圧力が決定された。乾燥温度（圧縮ガスの温度）は、標的タンパク質の温度安定性に依存し、３０℃と５０℃の間で設定された。用いられるモデル・タンパク質のために、４５℃（±５）の最適な温度を有する圧縮空気が用いられた。当該圧縮空気について、０．５％〜１．０％の相対湿度が、付加的な空気加湿器なしに、提供されることができた。それは、フィルタ・ケーキからの過剰な乾燥による製品の損傷を十分に防止するように寸法構成された。用いられるモデル・タンパク質のために、１７．５時間（±１）の最適な乾燥時間が決定された。加熱ジャケットを有する管状ラインから構成されたガス・ヒータ（１６０）を用いて、４ｍ３／ｈ迄の体積流量が、５５℃の温度まで、加熱されることができた。
【００６４】
上記実験条件の下、次の値が測定された。
結晶化収率：                ９８［％］
母液における製品損失：        １［％］
濾過流量：              １５５６［ｌ／ｈ×ｍ２×ｂａｒ］
固形物／ＦＤＳユニット（負荷容量）：  １３［ｇの結晶固体／ＦＤＳユニット］
（容積：２２ｃｍ３）
残留含水率（カール・フィッシャ法）：    ４［％］
製品純度（ＲＰ−ＨＰＬＣ）：          ９５［％］
【符号の説明】
【００６５】
１０          フィルタ・ハウジング
１１          フィルタ媒体
１２          ベース
１３          フィルタ・チャンバ
１４          アウトレット
１５          インレット
１６          アウトレット
１７          フィルタ・プレート
１８          フィルタ・キャンドル
２０          フィルタ・ケーキ
２２          通気チューブ
３０          懸濁液
４０          濾液
５０          液体ディストリビュータ
５１          ６０°の区分
５２          柔軟な管状ライン
５３          出口開口
５４          ディストリビュータ・プレート
５６          プレディストリビュータ
５７          円形ライン（円形描線）
５８          リング・ギャップ幅
５９          孔スペース
６０          シェーカー
６２          容器
６３          カム
６６          柔軟な管状ライン
６７          柔軟なチューブ・クランプ
１００        結晶化タンク／沈殿タンク
１０１        補正媒質（媒体）
１１０        リザーバ
１２０        三方タップ／弁
１３０        三方タップ／弁
１４０        ガス
１５０        オフガス
１６０        ガス・ヒータ
１６５        ガス加湿器
２００        流量計測
２１０        湿度／温度センサ
２２０        湿度センサ
２３０        圧力計測
【図１】
2015500202.tif 000003
【図２】
2015500202.tif 000004
【図３】
2015500202.tif 000005
【図４】
2015500202.tif 000006
【図５】
2015500202.tif 000007
【図６】
2015500202.tif 000008
【図７】
2015500202.tif 000009
【図８】
2015500202.tif 000010
【国際調査報告】
2015500202.tif 000011
2015500202.tif 000012
2015500202.tif 000013
2015500202.tif 000014