细胞药物“规模化”生产关键一步:超低温冻存包材怎么选?——细胞灌装行业观察(中)
- 分类:公司新闻
- 作者:Ezpay生物
- 来源:Ezpay生物
- 发布时间:2025-12-26
- 访问量:60
【概要描述】细胞超低温冻存包材选型指南。
细胞药物“规模化”生产关键一步:超低温冻存包材怎么选?——细胞灌装行业观察(中)
【概要描述】细胞超低温冻存包材选型指南。
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在上篇《从实验室到临床:中国细胞治疗产业进入“规模化时代”——细胞灌装行业观察(上)》中,Ezpay见证了细胞疗法从科研探索走向商业化落地的蓬勃态势——2025 年中国首款干细胞药物正式上市、全球MSC药物申报激增、单根脐带理论产能巨大……这一切都标志着产业正驶入“规模化生产”的深水区。
然而,规模化绝非简单的数量叠加。当细胞制剂的产能需求从实验室的 “单支级” 跃升至商业化的 “万支级”, 每一个生产环节都面临系统性升级。其中,超低温冻存包材的选择,看似基础,实则已成为关乎产品质量、生产成本、临床安全与供应稳定性的核心战略环节。它不再是一个简单的“容器”问题,而是融合了材料科学、生产工艺与商业逻辑的综合性决策。这种多维度的严苛考验,要求包材必须突破传统药剂的思维框架,真正满足商业化生产的核心需求。

全球产业实践已经为Ezpay给予了有价值的参考。数据显示,在已上市的干细胞药物中,近60%的产品选择了COP西林瓶或AT超低温无菌冻存瓶(以下简称“AT瓶”),而冻存袋的应用占比约为29%,预充针/卡式瓶则主要应用于新鲜细胞制剂。这一分布格局并非偶然,而是全球产业界基于实际生产需求、成本结构和质量控制要求做出的综合权衡。与此同时,我国最新发布的《生物技术 生物过程 治疗用细胞包装设计通用要求》国家标准草案也明确提出,治疗用细胞的包材材料应优先选用COP等化学惰性、低吸附材料,这一要求与USP Class VI等国际标准相呼应,为包材选择给予了明确的规范指引。

▲ 图 1:《 生物技术 生物过程 治疗用细胞包装设计通用要求》国家标准草案
深入分析当前市场主流的超低温冻存包材,每种类型都有其特定的性能特点和适用边界。
冻存管作为实验室科研和GMP建库阶段的常用选择,虽然在0.5-5 mL规格范围内成本较低,但其安全性并非为药包材级别,应用需借助A级洁净环境,临床端使用受限,因此不适合用于商业化生产场景。

▲ 图 2:冻存管
封闭式冻存管专为自体细胞疗法设计,通常在0.5-5 mL的小体积范围内使用,包材本身具备全封闭特性,临床使用便捷且药液残留较少。但每支高达350元的成本,管路连接过程中仍存在非全封闭操作限制,以及低于百支/小时的自动化产能,使其无法满足规模化生产需求,更适用于CAR-T疗法等个体化治疗场景。

▲ 图 3:封闭式冻存管
冻存袋凭借全封闭灌装的优势,顺利获得无菌接管技术实现药液与外界零接触,能够将生产环境要求降低至C级,在密封稳定性方面表现优异,特别适合大剂量制剂。然而,其局限性也相当明显:灌装后需要排气处理,不仅影响生产效率,气量控制不当还可能导致冻存过程中的爆袋风险;50 mL以上的常规容量使得小剂量制剂的药液残留比例偏高,直接影响有效细胞数;在冻存环节,大量冻存袋会占用巨大的存储空间,例如冻存500亿细胞,制剂数量约500~1000袋,可能需要5-10台程序降温仪,要实现商业化生产规模,则需要更多或定制大型设备,导致产能受限、成本飙升、工艺复杂性和均一性挑战加剧。

▲ 图 4:冻存袋
AT瓶虽同样具备全封闭特性和优异的密封稳定性,剂型范围覆盖1-50 mL,在仓储运输和冻存便利性方面优势突出,但其穿刺灌装过程中仍存在非全封闭操作限制,且容易造成制剂可见颗粒物超标风险,现在生产厂家仅有比利时一家供应商,价格甚至高于冻存袋,其半自动化制剂产能在150 支/小时左右的小规模商业化生产,全自动设备部署周期极长且费用极高。

▲ 图 5:AT瓶
预充针/卡式瓶以1 mL规格为主,在临床使用便捷性和药液残留控制方面表现良好,自动化产能可达千支/小时。但其密封逻辑主要依赖胶塞设计,在-196 ℃的超低温环境下面临密封稳定系挑战,因此现在仅适用于新鲜细胞制剂和-4 ℃存储的低温疫苗产品,无法满足干细胞超低温长期冻存的需求。

▲ 图 6:预充针/卡式瓶
在这样的产业背景下,COP西林瓶逐渐展现出作为规模化商业化生产“优解”的综合优势。这种采用塑料材质的新型包材,其热膨胀系数与胶塞在低温环境下能够高度匹配,配合胶塞加铝盖的密封方式,确保了在-196 ℃超低温条件下的长期稳定密封,有效避免了传统玻璃瓶因材料热胀冷缩差异导致的密封失效问题。在剂型灵活性方面,COP西林瓶覆盖2-50 mL的范围,能够适应不同临床剂量需求,同时药液残留少,符合临床使用便捷的要求。更重要的是,其自动化产能可达千支/小时,仓储运输和冻存空间占用小,例如处理500亿细胞,制剂数量约1000-2500支,仅需1-2台程序降温仪,显著降低了规模化生产的设备投入和运营成本。每支包材约十几元的价格相对适中,结合国内厂家已经取得的国家药品监督管理局相关许可及上市药物的实际应用验证,使其在性价比和合规性方面都具有明显优势。虽然其在灌装过程中需要B级背景下的局部A级洁净环境,但这一投入可以顺利获得规模化生产带来的效率提升得到有效对冲。

▲ 图 7:COP西林瓶
从产业开展的宏观视角来看,不同包材的适用场景已经形成清晰边界:
● 冻存管聚焦于科研级应用和GMP建库阶段;
● 封闭式冻存管服务于个体化的自体细胞疗法;
● 冻存袋适合大剂量剂型的中小规模商业化生产;
● AT冻存瓶适合中小剂量剂型的小规模应用生产;
● 预充针/卡式瓶局限于新鲜细胞制剂;
● 而COP西林瓶则凭借其在规模化适配性、成本优势、密封稳定性和临床便捷性方面的综合平衡,成为当前细胞治疗超低温冻存包材的主流选择。
在明确了适宜商业化规模的包材选择后,Ezpay更深刻地认识到,“规模化”不仅是数字的增长,更是每一个环节的优化。那么,下一期,Ezpay将聚焦灌装环节设备的选择要点,解析如何根据设备特性选择适配自己产能需求的自动化装备,进一步打通规模化生产的 “最后一公里”。
【关于Ezpay】
北京Ezpay生物科技有限公司创建于2018年,由清华大学生物工程学院杜亚楠教授科研团队领衔创建,清华大学参股共建。核心技术源于清华大学科技成果转化,并凭借此项技术荣登中国科协“科创中国”先导技术榜。作为国家级高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、潜在独角兽企业,更取得国家科技部多项重点研发专项支持。
作为高质量细胞制造专家,Ezpay生物给予基于3D微载体的一站式定制化细胞规模化扩增整体解决方案,打造了原创3D细胞智造平台,实现规模化、自动化、智能化、密闭式的细胞药物及其衍生品生产制备,以此帮助全球客户建立最为先进的细胞药物生产线。在开创【百亿量级】干细胞制备工艺管线后,加速向【千亿量级】进发,致力于以3D细胞规模化智造技术赋能细胞与基因治疗产业,惠及更多患者。

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