биореактор за адхезивна клетъчна култура за биофармацевтични продукти

Общ преглед на биореактора за адхезивна клетъчна култура

Биореакторите за адхезивна клетъчна култура обикновено съдържат модул за смесване и масов трансфер, система за онлайн параметризация, модул за култура и ламеларен иммобилизиран носител. Клетките се адхезират към повърхността на носителите, а културният разтвор се перфузира и протича непрекъснато или периодично през носителите, за да се осигури доставката на хранителни вещества и отстраняването на метаболитни отпадъци, като по този начин се постига култура с висока клетъчна плътност. Биореакторът за адхезивна клетъчна култура осигурява стабилна и контролирана среда за растеж с ниско срязване за клетки от бозайници, стволови клетки и др.

Характеристики

• Нова структура на носещия материал: вътрешната конфигурация на многослойния фиксиран носещ материал, материалът има добра биосъвместимост и повърхностна хидрофилност, което благоприятства прикрепването, растежа и диференциацията на клетките. Носещите материали са компактно подредени, осигурявайки голяма специфична повърхност.
• Система за непрекъснато подаване на хранителни вещества чрез перфузия: непрекъснато подаване на свежа културална среда чрез външна перфузия, като същевременно се отстраняват метаболитните продукти, за да се поддържа стабилността и жизнеността на средата за клетъчен растеж.
• Дизайн на поле с ниско срязване: Системата за смесване с въздушен подем осигурява равномерен поток на културалната среда между листовите носители, без да генерира вредна сила на срязване за клетките, подходяща за механично чувствителни видове клетки.
• Многопараметрично автоматично управление: поддържа pH, температура, разтворен кислород, дебит и друго онлайн наблюдение в реално време и затворена верига за обратна връзка, потребителите могат гъвкаво да регулират работните параметри според метаболитното състояние на клетките.
• Модулна интегрирана структура: всеки модул е проектиран независимо, може да се разглобява бързо за почистване или подмяна на компоненти, поддържа различни културални торбички или програми за носители, може да се надгражда до система с еднократни реактори.

Принцип на работа

1. Същността на биореактора за култивиране на адхезивни клетки се състои в адсорбиране на клетките върху повърхността на твърдия носител и осъществяване на динамично захранване и обмен на отпадни течности чрез външна циркулационна перфузия.
2. Вътрешна фиксация на листовия носител: клетките се засяват върху повърхността на носителя с покритие, а началният статичен период спомага за прикрепването на клетките.
3. Работа на перфузионния модул: културната течност се транспортира от резервоара към вътрешността на реактора чрез циркулационна помпа и преминава през носещия слой през инфилтрационната структура, която осигурява непрекъснат обмен на хранителни вещества и газове.
4. Контрол на преноса на газ-течност: газовете се добавят под формата на мембранен контактор или микромехурчета, а ефективността на преноса на кислород е висока и в същото време се комбинира с сондата за разтворен кислород за обратна връзка.
5. Автоматично регулиране и контрол на околната среда: pH, DO, температура и др. чрез сензора за събиране на данни в реално време, контролерът към нагревателя, клапанът за въглероден диоксид, електромагнитната помпа и други компоненти за настройка на инструкциите, така че условията на околната среда винаги да се поддържат в целевия диапазон.
6. Събиране на клетки: след приключване на култивирането, възстановяването на адхезивните клетки може да се постигне чрез ензимно разграждане или механични средства, подходящи за последващо разделяне за пречистване или функционален експеримент.
7. Системата чрез перфузия и синергична работа с ниско срязване, така че клетките в дългосрочния процес на култивиране да поддържат жизнеността и метаболитната стабилност, може да постигне много повече от суспензионната култура на клетъчната плътност.

Области на приложение

• Производство на ваксини: като ваксина срещу бяс, ваксина срещу хепатит А, ваксина срещу полиомиелит и други вирусни вектори, зависещи от производството на култура от клетки с висока плътност, като Vero клетки, MDCK клетки и др.
• Изследвания за разширяване и диференциация на стволови клетки: подходящ за човешки ембрионални стволови клетки, индуцирани плюрипотентни стволови клетки и други процеси на мащабно разширяване и насочено контролиране на диференциацията.
• Клетъчна терапия: CAR-T клетки, мезенхимни стволови клетки и други клетъчни продукти се използват широко в клиничното лечение, реакторът може да се използва като платформа за ранна подготовка за подобряване на добив и активност.
• Платформа за експресия на рекомбинантни протеини: някои клетки на бозайници експресират рекомбинантни протеини по-стабилно в адхезивно състояние, което е подходящо за ранно скриниране или производство на проби в следи.
• Биомедицински и лекарствен скрининг: Реакторите с адхезивна стена могат да създават 3D модели за тъканно инженерство или микросреди на тумори за тестване на ефикасността на лекарствата и изследване на механизмите, като подобряват физиологичната релевантност на ин витро експериментите.