bioreaktor do hodowli komórek adherentnych

Adherentny bioreaktor do hodowli komórek dla biofarmaceutyków

Bioreaktor z przylegającą kulturą komórkową integruje nowy typ nośnika płatków, moduł hodowli perfuzyjnej i system monitorowania on-line w czasie rzeczywistym w oparciu o tradycyjny bioreaktor z podnośnikiem powietrznym.

Opis

Przegląd bioreaktorów do hodowli komórek adherentnych

Bioreaktory do hodowli komórek adherentnych zazwyczaj zawierają moduł mieszania i transferu masy, system parametryzacji on-line, moduł hodowlany i unieruchomiony nośnik lamelarny. Komórki przylegają do powierzchni nośników, a roztwór hodowlany jest w sposób ciągły lub przerywany perfundowany i przepływa przez nośniki, aby zapewnić dostarczanie składników odżywczych i usuwanie odpadów metabolicznych, realizując w ten sposób hodowlę o wysokiej gęstości komórek. Bioreaktor do hodowli komórek adherentnych zapewnia stabilne i kontrolowane środowisko wzrostu dla komórek ssaków, komórek macierzystych itp. o niskim ścinaniu.

Cechy

  • Nowa struktura nośnika płatkowego: wewnętrzna konfiguracja wielowarstwowego stałego nośnika płatkowego, materiał ma zarówno dobrą biokompatybilność, jak i hydrofilowość powierzchni, co sprzyja przyczepianiu się, wzrostowi i różnicowaniu komórek. Nośniki są kompaktowo rozmieszczone, zapewniając dużą powierzchnię właściwą.
  • Perfuzyjny system ciągłego dostarczania składników odżywczych: Ciągłe dostarczanie świeżego podłoża hodowlanego poprzez zewnętrzną perfuzję, przy jednoczesnym usuwaniu produktów przemiany materii w celu utrzymania stabilności i witalności środowiska wzrostu komórek.
  • Konstrukcja pola przepływu o niskim ścinaniu: System mieszania Air-lift zapewnia równomierny przepływ roztworu hodowlanego między nośnikami arkuszy bez generowania szkodliwych sił ścinających dla komórek, odpowiedni dla wrażliwych mechanicznie typów komórek.
  • Wieloparametrowa automatyczna kontrola: obsługa pH, temperatury, rozpuszczonego tlenu, natężenia przepływu i innych parametrów monitorowania online w czasie rzeczywistym oraz kontrola sprzężenia zwrotnego w zamkniętej pętli, użytkownicy mogą elastycznie dostosowywać parametry pracy w zależności od stanu metabolicznego komórek.
  • Modułowa zintegrowana struktura: każdy moduł jest niezależnie zaprojektowany, można go szybko zdemontować w celu czyszczenia lub wymiany komponentów, obsługuje różne worki hodowlane lub programy nośne, można go zmodernizować do jednorazowego systemu reaktora.

Zasada działania

  1. Rdzeń bioreaktora do adherentnej hodowli komórkowej polega na adsorbowaniu komórek na powierzchni stałego nośnika i realizowaniu dynamicznego podawania i wymiany płynów odpadowych poprzez zewnętrzną perfuzję cyrkulacyjną.
  2. Wewnętrzne utrwalenie nośnika: komórki są wysiewane na powierzchnię nośnika z powłoką, a początkowy okres statyczny sprzyja przyleganiu komórek.
  3. Działanie modułu perfuzji: płyn hodowlany jest transportowany ze zbiornika do wnętrza reaktora za pomocą pompy cyrkulacyjnej i przechodzi przez warstwę nośnika przez strukturę infiltracyjną, która zapewnia ciągłą wymianę składników odżywczych i gazów.
  4. Kontrola transferu masy gaz-ciecz: gazy są dodawane w postaci kontaktora membranowego lub mikropęcherzyków, a wydajność transferu tlenu jest wysoka, a jednocześnie połączona z sondą rozpuszczonego tlenu w celu regulacji sprzężenia zwrotnego.
  5. Automatyczna regulacja i kontrola środowiska: pH, DO, temperatura itp. poprzez czujnik do zbierania danych w czasie rzeczywistym, sterownik do grzałki, zawór gazowy dwutlenku węgla, pompa elektromagnetyczna i inne komponenty w celu dostosowania instrukcji, tak aby warunki środowiskowe były zawsze utrzymywane w docelowym zakresie.
  6. Zbiór komórek: po zakończeniu hodowli odzyskanie przylegających komórek można osiągnąć poprzez trawienie enzymatyczne lub mechaniczne, odpowiednie do późniejszego oddzielenia oczyszczania lub eksperymentu funkcjonalnego.
  7. System poprzez perfuzję i synergiczne działanie przepływu o niskim ścinaniu, dzięki czemu komórki w długotrwałym procesie hodowli w celu utrzymania witalności i stabilności metabolicznej, mogą osiągnąć znacznie więcej niż hodowla zawiesinowa gęstości komórek.

Obszary zastosowań

  • Produkcja szczepionek: takie jak szczepionka przeciwko wściekliźnie, szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu A, szczepionka przeciwko polio i inne wektory wirusowe zależą od produkcji hodowli komórek o wysokiej gęstości ścianek, takich jak komórki Vero, komórki MDCK i tak dalej.
  • Badania nad ekspansją i różnicowaniem komórek macierzystych: odpowiednie dla ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych i innych ekspansji na dużą skalę oraz ukierunkowanej kontroli procesu różnicowania.
  • Przemysł terapii komórkowej: Komórki CAR-T, mezenchymalne komórki macierzyste i inne produkty komórkowe są szeroko stosowane w leczeniu klinicznym, reaktor może być stosowany jako platforma wczesnego przygotowania w celu poprawy wydajności i aktywności.
  • Platforma ekspresji białek rekombinowanych: niektóre komórki ssaków wyrażają białka rekombinowane bardziej stabilnie w stanie przylegania, co jest odpowiednie do wczesnych badań przesiewowych lub produkcji próbek śladowych.
  • Badania biomedyczne i badania przesiewowe leków: Reaktory z przylegającą ścianą mogą tworzyć modele inżynierii tkankowej 3D lub mikrośrodowiska nowotworowe do testowania skuteczności leków i badań mechanizmów, zwiększając fizjologiczne znaczenie eksperymentów in vitro.