bioreaktor s adhezívnou bunkovou kultúrou pre biofarmaceutiká

Prehľad bioreaktora pre kultiváciu adhezívnych buniek

Bioreaktory pre kultiváciu adhezívnych buniek zvyčajne obsahujú modul na miešanie a prenos hmoty, systém online parametrizácie, kultivačný modul a lamelárny imobilizovaný nosič. Bunky sa priľnú k povrchu nosičov a kultivačný roztok sa nepretržite alebo prerušovane perfunduje a preteká cez nosiče, aby sa zabezpečil prísun živín a odstránenie metabolických odpadov, čím sa dosiahne kultivácia s vysokou hustotou buniek. Bioreaktor pre kultiváciu adhezívnych buniek poskytuje prostredie s nízkym strihom, stabilné a kontrolované prostredie pre rast cicavčích buniek, kmeňových buniek atď.

Vlastnosti

• Nová štruktúra vločkového nosiča: vnútorná konfigurácia viacvrstvového vločkového fixného nosiča, materiál má dobrú biokompatibilitu a povrchovú hydrofilnosť, čo prispieva k priľnutiu, rastu a diferenciácii buniek. Nosiče sú kompaktne usporiadané, čím poskytujú veľký špecifický povrch.
• Perfúzny systém kontinuálneho dodávania živín: Kontinuálne dodávanie čerstvého kultivačného média prostredníctvom externej perfúzie pri súčasnom odstraňovaní metabolických produktov s cieľom udržať stabilitu a vitalitu prostredia rastu buniek.
• Konštrukcia s nízkym strihom: systém miešania vzduchovým zdvihom zabezpečuje rovnomerný tok kultivačného roztoku medzi nosičmi vo forme vločiek bez vytvárania škodlivých strihových síl na bunky, vhodný pre mechanicky citlivé typy buniek.
• Automatické riadenie viacerých parametrov: podpora pH, teploty, rozpusteného kyslíka, prietoku a ďalšieho online monitorovania v reálnom čase a riadenia spätnej väzby v uzavretom okruhu, používatelia môžu flexibilne nastavovať prevádzkové parametre podľa metabolického stavu buniek.
• Modulárna integrovaná štruktúra: každý modul je navrhnutý nezávisle, dá sa rýchlo rozobrať na čistenie alebo výmenu komponentov, podporuje rôzne kultivačné vaky alebo nosné programy, dá sa modernizovať na systém jednorazových reaktorov.

Princíp fungovania

1. Jadro bioreaktora na kultiváciu adhezívnych buniek spočíva v adsorpcii buniek na povrchu pevného nosiča a realizácii dynamického kŕmenia a výmeny odpadovej kvapaliny prostredníctvom vonkajšej cirkulácie perfúzie.
2. Vnútorná fixácia nosiča fólie: bunky sa vysievajú na povrch nosiča s povlakom a počiatočné statické obdobie podporuje priľnutie buniek.
3. Funkcia perfúzneho modulu: kultivačná tekutina je transportovaná z rezervoára do vnútorného priestoru reaktora cirkulačným čerpadlom a prechádza nosnou vrstvou cez infiltračnú štruktúru, ktorá zabezpečuje nepretržitú výmenu živín a plynov.
4. Regulácia prenosu hmoty plyn-kvapalina: plyny sa pridávajú vo forme membránového kontaktora alebo mikrobubliniek a účinnosť prenosu kyslíka je vysoká, pričom sa zároveň kombinuje so sondou na meranie rozpusteného kyslíka na účely spätnej regulácie.
5. Automatická regulácia a kontrola prostredia: pH, DO, teplota atď. prostredníctvom senzora na zber údajov v reálnom čase, regulátor k ohrievaču, ventil oxidu uhličitého, elektromagnetické čerpadlo a ďalšie komponenty na úpravu pokynov, aby boli podmienky prostredia vždy udržiavané v cieľovom rozsahu.
6. Zber buniek: po ukončení kultivácie je možné dosiahnuť zotavenie adhezívnych buniek prostredníctvom enzýmového trávenia alebo mechanických prostriedkov, vhodných na následné oddelenie purifikácie alebo funkčného experimentu.
7. Systém prostredníctvom perfúzie a synergickej prevádzky s nízkym strihovým tokom, takže bunky v dlhodobom kultivačnom procese si zachovávajú vitalitu a metabolickú stabilitu, môže dosiahnuť oveľa viac ako suspenzná kultúra buniek.

Oblasti použitia

• Výroba vakcín: napríklad vakcína proti besnote, vakcína proti hepatitíde A, vakcína proti poliovírusu a iné vírusové vektory závisia od výroby kultúry buniek s vysokou hustotou stien, ako sú Vero bunky, MDCK bunky atď.
• Výskum expanzie a diferenciácie kmeňových buniek: vhodný pre ľudské embryonálne kmeňové bunky, indukované pluripotentné kmeňové bunky a iné veľkoplošné expanzie a riadenie procesu diferenciácie.
• Odvetvie bunkovej terapie: CAR-T bunky, mezenchýmové kmeňové bunky a iné bunkové produkty sa široko používajú v klinickej liečbe, reaktor sa môže použiť ako platforma na včasnú prípravu na zlepšenie výťažnosti a aktivity.
• Platforma pre expresiu rekombinantných proteínov: niektoré cicavčie bunky exprimujú rekombinantné proteíny stabilnejšie v adhezívnom stave, čo je vhodné pre včasné skríningové testy alebo produkciu stopových vzoriek.
• Biomedicínsky a liekový skríning: Adherentné stenové reaktory môžu vytvoriť 3D modely tkanivového inžinierstva alebo mikroprostredia nádorov na testovanie účinnosti liekov a výskum mechanizmov, čím sa zvyšuje fyziologická relevantnosť in vitro experimentov.