bioreactor de cultură celulară aderentă pentru produse biofarmaceutice

Prezentare generală a bioreactorului de cultură celulară aderentă

Bioreactoarele de cultură celulară aderentă conțin de obicei un modul de amestecare și transfer de masă, un sistem de parametrizare online, un modul de cultură și un suport imobilizat lamelar. Celulele aderă la suprafața suporturilor, iar soluția de cultură este perfuzată și curge continuu sau intermitent prin suporturi pentru a asigura aprovizionarea cu nutrienți și eliminarea deșeurilor metabolice, realizând astfel o cultură cu densitate celulară ridicată. Bioreactorul de cultură celulară aderentă oferă un mediu de creștere cu forfecare redusă, stabil și controlat pentru celule de mamifere, celule stem etc.

Caracteristici

• Noua structură a suportului de fulgi: configurația internă a suportului fix de fulgi multistrat, materialul are atât biocompatibilitate bună, cât și hidrofilicitate de suprafață, ceea ce favorizează atașarea, creșterea și diferențierea celulelor. Suporturile sunt dispuse compact, oferind o suprafață specifică mare.
• Sistem de alimentare continuă cu nutrienți prin perfuzie: Furnizare continuă de mediu de cultură proaspăt prin perfuzie externă, eliminând în același timp produsele metabolice pentru a menține stabilitatea și vitalitatea mediului de creștere celulară.
• Design cu câmp de curgere cu forfecare redusă: Sistemul de amestecare Air-lift asigură un flux uniform al soluției de cultură între suporturile de foi fără a genera o forță de forfecare dăunătoare celulelor, potrivit pentru tipurile de celule sensibile la mecanic.
• Control automat multi-parametru: suport pH, temperatură, oxigen dizolvat, debit și alte monitorizări online în timp real și control de feedback în buclă închisă, utilizatorii pot ajusta în mod flexibil parametrii de funcționare în funcție de starea metabolică a celulelor.
• Structura modulară integrată: fiecare modul este proiectat independent, poate fi dezasamblat rapid pentru curățarea sau înlocuirea componentelor, suportă o varietate de saci de cultură sau programe de transport, poate fi actualizat la un sistem de reactor de unică folosință.

Principiul de funcționare

1. Nucleul bioreactorului de cultură celulară aderentă constă în adsorbția celulelor pe suprafața suportului solid și realizarea alimentării dinamice și a schimbului de lichide reziduale prin perfuzie cu circulație externă.
2. Fixarea internă a suportului de foi: celulele sunt însămânțate pe suprafața suportului cu acoperire, iar perioada statică inițială favorizează atașarea celulelor.
3. Funcționarea modulului de perfuzie: lichidul de cultură este transportat de la rezervor la interiorul reactorului de către o pompă de circulație și trece prin stratul suport prin structura de infiltrare, care asigură un schimb continuu de nutrienți și gaze.
4. Controlul transferului de masă gaz-lichid: gazele sunt adăugate sub formă de contactor cu membrană sau microbulii, iar eficiența transferului de oxigen este ridicată și, în același timp, combinată cu sonda de oxigen dizolvat pentru reglarea feedback-ului.
5. Reglarea și controlul automat al mediului: pH, DO, temperatură etc. prin intermediul senzorului pentru a colecta date în timp real, controlerul la încălzitor, supapa de gaz de dioxid de carbon, pompa electromagnetică și alte componente pentru a regla instrucțiunile, astfel încât condițiile de mediu sunt întotdeauna menținute în intervalul țintă.
6. Recoltarea celulelor: după terminarea culturii, recuperarea celulelor aderente poate fi realizată prin digestie enzimatică sau mijloace mecanice, potrivite pentru separarea ulterioară a purificării sau experimentului funcțional.
7. Sistemul prin perfuzie și funcționarea sinergică a fluxului cu forfecare redusă, astfel încât celulele din procesul de cultură pe termen lung să mențină vitalitatea și stabilitatea metabolică, poate realiza mult mai mult decât cultura în suspensie a densității celulare.

Domenii de aplicare

• Producția de vaccinuri: cum ar fi vaccinul antirabic, vaccinul împotriva hepatitei A, vaccinul împotriva poliovirusului și alți vectori virali depind de producția de culturi de celule cu pereți de densitate ridicată, cum ar fi celulele Vero, celulele MDCK și așa mai departe.
• Expansiunea celulelor stem și cercetarea diferențierii: potrivite pentru celulele stem embrionare umane, celulele stem pluripotente induse și alte procese de expansiune pe scară largă și de control al diferențierii dirijate.
• Industria terapiei celulare: Celulele CAR-T, celulele stem mezenchimale și alte produse celulare sunt utilizate pe scară largă în tratamentul clinic, reactorul poate fi utilizat ca o platformă de pregătire timpurie pentru a îmbunătăți randamentul și activitatea.
• Platforma de exprimare a proteinelor recombinante: unele celule de mamifere exprimă proteine recombinante mai stabile în stare aderentă, ceea ce este potrivit pentru screeningul timpuriu sau producția de probe de urme.
• Screening biomedical și al medicamentelor: Reactorii cu pereți aderenți pot stabili modele 3D de inginerie a țesuturilor sau micro medii tumorale pentru testarea eficacității medicamentelor și cercetarea mecanismelor, sporind relevanța fiziologică a experimentelor in vitro.