bioreaktor pro adhezivní buněčné kultury pro biofarmaceutika

Přehled bioreaktorů pro kultivaci adhezivních buněk

Bioreaktory pro kultivaci adhezivních buněk obvykle obsahují modul pro míchání a přenos hmoty, systém pro online parametrizaci, kultivační modul a lamelární imobilizovaný nosič. Buňky se přichytí k povrchu nosičů a kultivační roztok je nepřetržitě nebo přerušovaně perfundován a protéká nosiči, aby bylo zajištěno zásobování živinami a odstraňování metabolických odpadů, čímž se dosahuje vysoké hustoty buněk v kultuře. Bioreaktor pro kultivaci adhezivních buněk poskytuje prostředí s nízkým smykovým namáháním, stabilní a kontrolovaný růst pro savčí buňky, kmenové buňky atd.

Vlastnosti

• Nová struktura vločkového nosiče: vnitřní konfigurace vícevrstvého vločkového pevného nosiče, materiál má dobrou biokompatibilitu i povrchovou hydrofilnost, což napomáhá adhezi, růstu a diferenciaci buněk. Nosiče jsou kompaktně uspořádány a poskytují velkou specifickou plochu povrchu.
• Perfuzní systém pro nepřetržité dodávání živin: nepřetržité dodávání čerstvého kultivačního média prostřednictvím externí perfuze při současném odstraňování metabolických produktů, aby byla zachována stabilita a vitalita prostředí pro růst buněk.
• Konstrukce pole s nízkým smykovým prouděním: Míchací systém Air-lift zajišťuje rovnoměrný tok kultivačního roztoku mezi nosiči ve formě plátků, aniž by docházelo ke vzniku škodlivé smykové síly na buňky, což je vhodné pro mechanicky citlivé typy buněk.
• Automatické řízení více parametrů: podpora pH, teploty, rozpuštěného kyslíku, průtoku a dalšího online monitorování v reálném čase a uzavřené zpětné vazby, uživatelé mohou flexibilně upravovat provozní parametry podle metabolického stavu buněk.
• Modulární integrovaná struktura: každý modul je navržen nezávisle, lze jej rychle demontovat pro čištění nebo výměnu komponent, podporuje různé kultivační vaky nebo nosné programy, lze jej upgradovat na systém jednorázových reaktorů.

Princip fungování

1. Jádro bioreaktoru pro kultivaci adhezivních buněk spočívá v adsorpci buněk na povrchu pevného nosiče a realizaci dynamického přísunu živin a výměny odpadní kapaliny prostřednictvím externí cirkulační perfúze.
2. Vnitřní fixace nosiče v podobě fólie: buňky se vysévají na povrch nosiče s povlakem a počáteční statické období podporuje přilnutí buněk.
3. Funkce perfuzního modulu: kultivační tekutina je transportována z rezervoáru do vnitřku reaktoru cirkulačním čerpadlem a prochází nosnou vrstvou přes infiltrační strukturu, která zajišťuje nepřetržitou výměnu živin a plynů.
4. Řízení přenosu hmoty plyn-kapalina: plyny jsou přidávány ve formě membránového kontaktoru nebo mikrobublin a účinnost přenosu kyslíku je vysoká, přičemž je současně kombinována se sondou pro rozpuštěný kyslík pro zpětnou regulaci.
5. Automatická regulace a kontrola prostředí: pH, DO, teplota atd. prostřednictvím senzoru pro sběr dat v reálném čase, regulátor k ohřívači, ventil pro oxid uhličitý, elektromagnetické čerpadlo a další komponenty pro úpravu pokynů, aby byly podmínky prostředí vždy udržovány v cílovém rozsahu.
6. Sklizeň buněk: po ukončení kultury lze získat adhezivní buňky enzymatickým štěpením nebo mechanickými prostředky, což je vhodné pro následnou separaci čištění nebo funkční experiment.
7. Systém prostřednictvím perfúze a synergického provozu s nízkým smykovým tokem, takže buňky v dlouhodobém kultivačním procesu si zachovávají vitalitu a metabolickou stabilitu, může dosáhnout mnohem vyšší hustoty buněk než suspenzní kultura.

Oblasti použití

• Výroba vakcín: například vakcína proti vzteklině, vakcína proti hepatitidě A, vakcína proti polioviru a další virové vektory závisí na produkci buněčných kultur s vysokou hustotou, jako jsou Vero buňky, MDCK buňky atd.
• Výzkum expanze a diferenciace kmenových buněk: vhodný pro lidské embryonální kmenové buňky, indukované pluripotentní kmenové buňky a další procesy velkoplošné expanze a řízené diferenciace.
• Odvětví buněčné terapie: CAR-T buňky, mezenchymální kmenové buňky a další buněčné produkty jsou široce používány v klinické léčbě, reaktor lze použít jako platformu pro včasnou přípravu ke zlepšení výtěžnosti a aktivity.
• Platforma pro expresi rekombinantních proteinů: některé savčí buňky exprimují rekombinantní proteiny stabilněji v adhezivním stavu, což je vhodné pro včasné screeningové testy nebo produkci stopových vzorků.
• Biomedicínský a farmaceutický screening: Adherentní stěnové reaktory mohou vytvořit 3D modely tkáňového inženýrství nebo mikroprostředí nádorů pro testování účinnosti léků a výzkum mechanismů, čímž zvyšují fyziologickou relevanci in vitro experimentů.