Izbira prave tehnologije celične kulture je bistveni del razvoja procesa. Bioreaktorji z mešalom in bioreaktorji z zibanjem nudijo edinstvene prednosti za različne aplikacije. Ugotovite, katere parametre morate upoštevati pri izbiri tehnologije za vašo bioprocesno proizvodnjo.
V predhodnih procesih lastnosti celične linije, metabolizem in aktivnost, procesni parametri in medijske komponente delujejo skupaj, da vplivajo na produktivnost in kakovost izdelka. Iskanje najboljše tehnologije bioreaktorskega sistema in optimalnih pogojev za vašo celično linijo bo morda zahtevalo znatno kontrolo parametrov za povečanje produktivnosti in sposobnosti preživetja celic.
Dve vodilni vrsti tehnologije celične kulture v bioreaktorjih sta: bioreaktorji z zibanjem in bioreaktorji z mešanjem.
Zibajoči se bioreaktor temelji na tehnologiji valovnega gibanja za mešanje in prenos kisika v celičnih suspenzijskih kulturah. 2D vrečka za enkratno uporabo je pritrjena na motorizirano platformo, ki ustvarja zibanje, da povzroči valove v mediju, s čimer ohranja celice v suspenziji in prezračuje kulturo.
Bioreaktor Biostat® RM za celične kulture z gugalno platformo
Bioreaktor z mešalno posodo je običajno sestavljen iz cevaste posode z določenim razmerjem med višino in premerom. Mešanje dosežemo s centralnim mešalom znotraj posode s kulturo, kar vodi do optimalne porazdelitve hranilnih snovi in plinov v posodi. Zasnova rezervoarja z mešanjem je že dolgo zlati standard za bioreaktorje iz nerjavečega jekla in se še vedno uporablja v večini bioreaktorskih sistemov za enkratno uporabo.
Biostat STR® bioreaktor za enkratno uporabo s tehnologijo mešanja
Spodaj je nekaj vprašanj, ki jih morate upoštevati pri izbiri bioreaktorske tehnologije, in nekaj priporočil, ki vam bodo pomagala pri izbiri.
Tehnologije zibanja in mešanja rezervoarjev so primerne za vrsto celic, vključno s celicami CHO, HEK293, izvornimi celicami in celicami CAR-T. Ker bioreaktorji z gugalnim mehanizmom ne uporabljajo potopov za pihanje ali mešanje, zagotavljajo nežno okolje za vse vrste celic. To je še posebej uporabno za celice, občutljive na striženje, kot so endotelne celice, in nestabilne izdelke, kot so biokonjugati.
Tehnologija nihajnega gibanja je primerna za delovne prostornine 0,1 L-100 L, medtem ko so mešalne tehnologije za enkratno uporabo primerne za do 2000 L. Mešalni bioreaktorji so znani po svoji odlični skalabilnosti, saj konstantni parametri geometrije omogočajo poenostavljen dizajn prenosa prostora, tudi za zahtevne procese. Posledično je rezultat omenjenega lažji prenos v večji obseg, kar vpliva na zmanjšanje časa in truda, vloženega v razvoj procesa.
Perfuzijske vrečke za bioreaktorje z zibalnim mehanizmom so primerne za poenostavitev intenzifikacije procesa z integrirano napravo za zadrževanje celic. Tehnologijo zibanja se lahko uporabi za zagotovitev največje sposobnosti preživetja celične kulture in za inokulacijo proizvodnega bioreaktorja pri visoki gostoti (slika 1). Ta strategija lahko zmanjša produktivne dni gojenja do 20%.
Bioreaktorji za enkratno uporabo se vse pogosteje uporabljajo v biofarmacevtski proizvodnji zaradi svoje relativne enostavne uporabe, prihranka pri stroških in pozitivnega vpliva na fleksibilnost rastlin in robustnost procesa. Tehnologije bioreaktorjev z zibanjem in mešanjem so združljive s posodami za kulturo za enkratno uporabo.
Ne glede na izbrano tehnologijo celične kulture sta spremljanje in nadzor procesa ključna za doseganje največje kakovosti in konsistentnosti celičnih kultur in končnih izdelkov. Izjemen nadzor, ki ga ponujajo procesne analitične tehnologije, kot je serija senzorjev in analizatorjev BioPAT® (procesna analitična tehnologija), zagotavlja podatke v realnem času za spodbujanje visokokakovostne proizvodnje in optimalne skladnosti.
Zasnova rezervoarja z mešanjem je že dolgo zlati standard za bioreaktorje iz nerjavečega jekla in se še vedno uporablja za večino bioreaktorskih sistemov za enkratno uporabo. Vendar pa je lahko tehnologija valovitega mešanja dobra alternativa za celične linije, občutljive na striženje.
Razmislite in pretehtajte zgornje dejavnike, preden se odločite, katero tehnologijo boste implementirali v svoj proces.
Članek je bil prenesen in preveden z uradne spletne strani Sartorius.