Onbetaalbare hulpbron voor leven
02 Aug 2021
Alleen het lichaam is in staat om bloed, en dus ook bloedplasma, te maken. Kunstmatige productie is niet mogelijk. Mensen van wie het bloed zijn werk niet meer kan doen vanwege ziekte, operaties, kankerbehandelingen of na ernstige ongevallen en verwondingen, worden geholpen door bloedplasma dat verwerkt is met GEA-technologie en de producten die van dit plasma worden gemaakt.
Bloedplasma is het niet-cellulaire deel van bloed dat voor ongeveer 90% uit water en 10% uit opgeloste stoffen bestaat. Plasma beslaat ongeveer 55% van het bloedvolume; de overige 45% bestaat uit cellulaire bloedcomponenten (hematocriet). De totale hoeveelheid bloedplasma in het lichaam wordt het plasmavolume genoemd. De belangrijkste componenten van bloedplasma zijn:
- Elektrolyten (NA+, Cl-, K+, Ca2+, Mg2+, bicarbonaat, fosfaat)
- Plasma-eiwitten (albumines, lipoproteïnen, immuunglobuline, fibrinogeen)
- Nutriënten (bv. glucose, lipiden)
- Organische zuren (bv. lactaat, pyruvaat, citraat)
- Ontbindingsproducten van de diverse metabole routes (creatinine, creatine, urinezuur)
- Hormonen (signaalmoleculen)
Bloedplasma – een miraculeus wapen in het menselijke afweersysteem
De individuele componenten van plasma vervullen veel fundamentele functies die op geen enkele manier te vervangen zijn.
Plasma-eiwitten bijvoorbeeld nemen uiteenlopende en uiterst belangrijke taken in het menselijk lichaam voor hun rekening.
Ten eerste zijn ze een belangrijke component van het centrale immuunsysteem in het lichaam omdat ze zorgen voor het transport van antilichamen (de zogenoemde globulines) en enzymen die als antistoffen van het bloed fungeren, en het organisme beschermen tegen aanvallen van buitenaf.
Bovendien kunnen plasma-eiwitten verschillende materialen en ook onoplosbare stoffen binden, zodat ze door het lichaam kunnen worden getransporteerd. De ‘bezorgfunctie’ van de plasma-eiwitten is heel belangrijk om het lichaam op de juiste plaatsen te voorzien van de nutriënten die het nodig heeft, waarbij ze verschillende delen van het lichaam met elkaar laten "communiceren".
Bepaalde eiwitten van het plasma, fibrinogenen en protrombines genoemd, waarborgen de bloedstolling in het menselijk lichaam. Ze worden uit het plasma verwijderd en werken samen met de bloedcellen en het oppervlak van de wond, om het bloeden te stoppen. Een ander eiwit, albumine, voorkomt dat bloed uit de aders lekt.
Bloedplasma is ook een optie in de strijd tegen Sars-CoV-2
Het toedienen van antilichamen tegen Sars-CoV-2 bijvoorbeeld, is een veelbelovende behandeloptie in het gevecht tegen COVID-19. Het bloed van mensen die hersteld zijn van een infectie met dit virus is rijk aan antilichamen. Het voordeel, vooral voor patiënten met een verzwakt immuunsysteem, is dat de antilichamen al zijn geproduceerd. De andere kant van de medaille is echter dat de methode in grote mate afhankelijk is van donoren.
Experts voor fractionering van bloedplasma
Fractionering van plasma is een procedure om eiwitten uit bloedplasma te winnen. Deze procedure bestaat uit het scheiden van plasma in afzonderlijke fracties en zuivering door middel van diverse fysische methoden. Fractionering van menselijk bloedplasma levert gezuiverde en geconcentreerde eiwitten op waarmee geneesmiddelen voor intensieve en spoedeisende geneeskunde en zeldzame ziekten kunnen worden geproduceerd.
GEA heeft talrijke innovatieve verbeteringen ontwikkeld, zowel voor bloedfractionering als voor de productie van vaccins, die momenteel op de wereldmarkt worden gelanceerd. Bloedfractionering is complex en vereist diepgaande kennis van zowel het proces als de apparatuur die nodig is om een hoge opbrengst te realiseren binnen een kosteneffectief tijdsbestek.
Ten eerste worden de witte bloedcellen en trombocyten verwijderd. Daarna worden de resterende bloedcellen en het plasma gescheiden in speciale centrifuges. Het plasma wordt bevroren en nadat het weer ontdooid is kunnen diverse componenten, zoals cryoprecipitaat, factor VIII, worden gescheiden. Daarna ondergaat het resterende plasma ethanolfractionering. Hierdoor kunnen plasma-eiwitten als fibrinogeen, gammaglobuline, alfaglobuline en betaglobuline, en ook albumine worden gewonnen.
Overigens wordt maar ongeveer vijf procent van het plasma gebruikt voor fractionering, het merendeel bestaat uit water en elektrolyten.
Een sprong op de mondiale ranglijst van high-tech plasmaverwerkers met GEA-technologie
GEA's klant Biopharma uit Oekraïne profiteert momenteel van GEA's competentie op het gebied van fractioneringsprocessen van bloedplasma. GEA ondersteunt haar trouwe partner Biopharma met de levering van verdere state-of-the-art separatoren voor de fractionering van bloedplasma. Biopharma is een Oekraïens farmaceutisch bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling en productie van farmaceutische producten op basis van menselijk plasma. De systemen werden geïnstalleerd in de nieuwe fabriek van Biopharma in Bila Tserkva. Dankzij deze nieuwe systemen kan het bedrijf niet alleen hoogwaardige producten leveren in Oekraïne, maar neemt het ook een leidende positie in op de mondiale ranglijst van high-tech plasmaverwerkers. Eerder geleverde separatoren, zoals een GEA-Separator BKA 6 voor fractionering van bloedplasma in 2004 en sinds 2018 de separatoren PKI 45, BKB 28, een BKA 45 en twee BKI 45's, geven een indicatie over de succesvolle samenwerking tussen GEA en dit Oekraïense bedrijf, die al meer dan 15 jaar duurt.
GEA levert separatoren aan het Oekraïense bedrijf Biopharma. (Foto: GEA)
Planning, designing and installing an integrated fractionation system is an extremely complex and technically demanding task. It involves more than just simply connecting units, it requires the precise control of parameters, such as pH value, ethanol level and temperature. Just as important is the use of suitable virus inactivation steps, as well as full automation and validation of the entire system.
Dr. Markus Kühberger
Head of Business Line Chemical & Pharma - BU Separators
Een specifiek voorbeeld van producten van Biopharma die met GEA-technologieën worden geproduceerd is stollingsfactor VIII (Factor VIII, F8), ook bekend als antihemofilie globuline A, een essentieel geneesmiddel voor hemofiliepatiënten. Een acute deficiëntie van glycoproteïne of gebrek aan deze stollingsfactor in mensen en gewervelde dieren veroorzaakt hemofilie A. Ook produceert Biopharma albumine. Net als globulines behoren albumines tot de groep van globulaire eiwitten. Albumine is specifiek verantwoordelijk voor het handhaven van de colloïd-osmotische druk in het menselijk lichaam en maakt stoffen oplosbaar die dat anders niet zouden zijn, door ze te binden. Het wordt speciaal gebruikt voor de hernieuwing en handhaving van het circulerende bloedvolume na verwondingen en tijdens chirurgische ingrepen. De productie van immunoglobulines (‘antilichamen’) is een ander fundamenteel terrein voor Biopharma en rust op de nieuwe BKI 45-separatoren, met name bij de fractionering van bloedplasma. Antilichamen zijn eiwitten die behoren tot de globulines die worden gebruikt om de beschermende functie van het lichaam te versterken, bijvoorbeeld in het geval van immuundefecten, auto-immuunziekten of acute infectieziekten. Deze antilichamen dienen tevens voor het immuunsysteem.
State-of-the-art separatoren worden gebruikt voor fractionering van bloedplasma. (Foto: GEA)
GEA's technologie in de BKI 45-separator van menselijk bloed
In het nieuwe fractioneringssysteem in de nieuwe fabriek in Bila Tserkva werden drie gespecialiseerde GEA kamerseparatoren voor fractionering van bloedplasma geïnstalleerd, waaronder de BKI 45. Deze separatoren zijn ontworpen voor fractionering van plasma-eiwitten uit menselijk bloed. De BKI 45 heeft een eigen koelsysteem dat de verplichte procestemperatuur van +2° C tot – 7° C betrouwbaar waarborgt en de trommel, de kap en de bovenkant van het frame beslaat.
Waardevolle eiwitten worden gescheiden, opgevangen in de kamer van de separatortrommel en met een bepaalde regelmaat handmatig verwijderd. Voor de fractionering worden centrifuges met een drievoudig koelcircuit gebruikt. De trommel is met inzetstukken verdeeld in twee kamers.
Het product wordt via het toevoersysteem in het midden van de draaiende trommel toegevoerd. Het stroomt van het midden naar de randen door beide kamers, terwijl de fijnere deeltjes uitgescheiden worden in de buitenste kamer. De reinigingsefficiëntie blijft constant tot de kamers gevuld zijn met proteïnen.
Bij een pakketontwerp kan de machine in een tweekamerconcept worden geïnstalleerd. De emissievrije en watergekoelde geïntegreerde directe aandrijving hiervan is geschikt voor de strengste cleanroomklassen. Het compacte ontwerp neemt beduidend minder ruimte in in dure cleanrooms. De unit van het utility-pakket bevindt zich in het technologiegebied.
De GEA hycon® als volgende stap: zelfreinigend, SIP en CIP - alles volautomatisch
Bij haar voortdurende streven naar verbeteringen heeft GEA een nieuwe technologie gelanceerd: de GEA-separator hycon®, een pionier in de volautomatische one-touch productie voor de fractionering van bloedplasma. Voor het scheiden van bloedplasma en plasma-eiwitten biedt GEA een ideale oplossing met de volautomatische GEA-separator hycon®.
De centrifuge voert de verzamelde vaste stoffen automatisch af. Handmatige verwijdering is niet nodig en de behandeling van vaste stoffen kan worden aangepast aan de behoeften. De gescheiden vaste stoffen kunnen bijvoorbeeld worden opgevangen in een zak die in een tank wordt geplaatst. Dit gesloten proces vervangt de conventionele handmatige verwijdering van vaste stoffen uit de separatortrommel. De voordelen van een gesloten behandeling zijn de veel betere hygiëne die de steriliseerbaarheid verbetert, het voorkomen van kruisverontreiniging, een hogere batch-veiligheid en betere Good Manufacturing Practice-documentatie (GMP); cleaning-in-place (CIP) en sterilization-in-place (SIP) waren totnogtoe onmogelijk in machines met kamertrommels.
Een verder cruciaal voordeel is de kortere stilstandtijd die nodig is om de kamertrommels handmatig te legen. De separator behoeft beduidend minder onderhoud dankzij de technische oplossing van de "hangende trommel". Hiermee draagt de hycon® bij aan het GMP-conforme verloop en de kwaliteitsborging van de productieprocessen en de omgeving in farmaceutische productie. Dankzij de aantrekkelijke driekamer-installatie wordt de benodigde ruimte in cleanrooms tot een minimum beperkt.
Met de GEA-separator hycon® en het 3-kamerconcept ligt GEA mijlenver voor op het gebied van de volautomatische productie in cleanroomtoepassingen. (Foto: GEA)
