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工業(yè)生產(chǎn)中，普遍采用蠕動(dòng)泵，常說(shuō)是因為旋轉柱塞泵剪切力大，會(huì )有損壞產(chǎn)品的危險。并且也有文獻清楚地表明，塞泵確實(shí)存在損壞生物制品制劑的趨勢。
這里有一個(gè)實(shí)驗，首先對單抗灌裝進(jìn)行研究，灌裝兩種不同的mAb配方，為模擬壞的情況，這兩種單抗制劑被循環(huán)灌裝15次，以放大灌裝過(guò)程中蛋白質(zhì)降解或材料脫落引起的任何顆粒形成。實(shí)驗結果不出意料，柱塞泵內產(chǎn)生的顆粒數，且遠遠大于蠕動(dòng)泵，說(shuō)明柱塞泵確實(shí)對實(shí)驗樣品產(chǎn)生了破壞。
這是因為剪切力直接造成嗎？
為了求證這一點(diǎn)，實(shí)驗又選擇測試了一種設計對機械應力敏感的脂質(zhì)體，其中包裹熒光標記物羧基熒光素，以此直接量化剪切速率。實(shí)驗結果一定程度上是出乎意料的，蠕動(dòng)泵觸發(fā)熒光素的釋放，且與研究中使用的柱塞泵相比，蠕動(dòng)泵的剪切速率水平似乎高出20倍左右。
為了有更多的理論驗證，又進(jìn)行CFD模擬分析，當然從技術(shù)上講，很難獲得有關(guān)灌裝系統內部流體動(dòng)力學(xué)的信息。雖然CFD提供無(wú)法提供直接的數據，但其可用于支持進(jìn)一步的調查和解釋。同樣，根據研究用實(shí)驗數據驗證結果，可避免對數值模擬數據的誤解。CFD分析顯示蠕動(dòng)泵剪切速率也高于柱塞泵。
但對于mAb配方的研究確實(shí)顯示柱塞泵運行后亞可見(jiàn)顆粒數，究竟是什么引起了這個(gè)現象呢？
液壓柱塞泵灌裝過(guò)程基本可分為四個(gè)不同的步驟?；钊趥€(gè)位置上抬會(huì )導致系統中的壓力減少，液體被“吸入”到儲液缸筒中?；钊谝后w進(jìn)入的方向上有一個(gè)單邊缺口。然后，活塞旋轉180°，槽口轉向向氣缸出口方向。在一步中，活塞向下移動(dòng)，并將液體從泵中輸送到灌裝針。
顯然液體流動(dòng)主要是由活塞在缸內的旋轉和垂直運動(dòng)所決定的。
事實(shí)上，在生物制劑行業(yè)中，活塞和缸體之間的微小間隙及其對蛋白質(zhì)損傷的影響被大量討論。而這微小間隙是沒(méi)有被之前CFD模擬分析的。