近日,由全国磁悬浮动力技术基础与应用标准化工作组主办、苏州苏磁智能科技有限公司(以下简称“苏磁科技”)承办的《磁悬浮自轴承泵技术规范》标准研讨会在苏州市顺利召开。
“作为国内磁悬浮泵送领域的首个国家标准,该标准将为行业后续一系列标准化工作的开展奠定基础,从该标准落地开始,中国磁悬浮泵送、搅拌领域将有望进入蓬勃发展的新阶段。苏磁科技作为国家标准的起草单位之一,将与行业同道共同推进磁悬浮技术的国产化与行业规范发展。”苏磁科技创始人、董事长兼CEO尹成科博士表示。
苏磁科技拥有先进的磁悬浮电机技术,致力于为半导体、生物制药、精细化工、核能等先进能源领域提供高性能解决方案,核心产品包括高洁净、低剪切的磁悬浮流体泵送、搅拌与混匀系统。
01 “高洁净+低剪切”,磁悬浮技术重构生物制药流体处理方案
随着生物制药产业持续扩容,新兴的一次性工艺与连续化生产技术正推动上下游环节实现更高效的产能释放。然而,随着药物研发的高速推进与结构复杂性的不断提升,生物工艺设备正面临前所未有的挑战。磁悬浮设备凭借高洁净和低剪切的独特优势,不仅契合这一发展趋势,更为行业的可持续升级提供了可靠方案。其在药液传输与介质混匀等工艺步骤中,覆盖了从研发小批量,到量产大规模的全流程应用,使磁悬浮泵送与搅拌设备逐渐成为贯穿生物制药全过程的核心基础设施,市场需求亦呈现出迅猛增长的态势。
在生物制药领域,液体泵送的核心挑战集中于应对高剪切力。无论是细胞培养的产物(如蛋白质、病毒、外泌体等生物大分子),还是细胞治疗产品中的细胞本身,都对剪切力极其敏感,剪切力是导致其失活、变性或结构破坏的主要风险因素。
目前,业界依赖的传统泵送方案主要包括蠕动泵、风囊泵和有轴磁力泵。这些泵型在不同应用场景下各有优劣,但其固有的工作原理都会产生对药液有害的剪切、流动死区。
高剪切力将直接破坏细胞和蛋白质结构,在影响产出的同时,被破坏的细胞释放出大量小分子污染物,影响药液品质。有轴泵的摩擦会产生微米纳米颗粒污染药液,机械轴承自身易损坏,停机维护将影响连续生产流程,运行成本很高。流动死区会导致药液性能发生变化,让清洁变得困难。
总的来看,传统泵的核心缺陷,源于其“接触式驱动”的物理设计局限,这带来了四大痛点:高剪切力对药液活性的破坏、机械磨损与清洁残留导致的药液污染、运行稳定性差与附加损伤、高维护成本与生产中断风险。
搅拌需求同样关键且特殊。药液若长期静置,易出现分层、沉淀,甚至发生生物化学反应,因此必须通过搅拌模拟药液在生物体组织内的动态环境,保持持续一定的流动状态。但在磁悬浮技术应用前,行业依赖的传统方案始终存在难以突破的瓶颈:
与传统泵送方案类似,机械搅拌系统、磁力搅拌系统等传统搅拌方案核心运作也依赖机械部件与药液的直接接触或摩擦,不可避免地存在低洁净度、高剪切力的缺陷,将直接影响药液的药效稳定性、生物活性及最终产品的安全性与有效性。
除此之外,传统有轴搅拌方案还存在混合均匀性差、规模适配性差等问题。传统搅拌设备因依赖桨叶机械旋转,低转速时循环流量不足易致药液分层、形成死区,混匀性能差;高转速又会产生局部轴承高剪切,导致药液被破坏;搅拌设备放大时,叶轮受到的载荷进一步增加,流体力学参数难同步匹配,搅拌轴长径比超刚性阈值易变形、轴承负载超限,小罐中可忽略的流场缺陷也会被放大,导致规模适配性差。
磁悬浮技术则以“非接触传动+悬浮支撑”为核心,以“高洁净”“低剪切”的独特技术价值,从根本上解决了传统方案的痛点。
