bioreaktor til adhærente cellekulturer til biofarmaceutiske produkter

Oversigt over bioreaktor til adhærente cellekulturer

Bioreaktorer til adhærente cellekulturer indeholder typisk et blandings- og masseoverførselsmodul, et online-parametriseringssystem, et kulturmodul og en lamellær immobiliseret bærer. Cellerne adhærerer til overfladen af bærerne, og kulturvæsken perfunderes og strømmer kontinuerligt eller intermitterende gennem bærerne for at sikre tilførsel af næringsstoffer og fjernelse af metaboliske affaldsstoffer, hvilket muliggør kultur med høj celletæthed. Bioreaktoren til adhærente cellekulturer giver et lavt shear, stabilt og kontrolleret vækstmiljø for pattedyrceller, stamceller osv.

Funktioner

• Ny flagebærerstruktur: Den interne konfiguration af flerlags flagefast bærer, materialet har både god biokompatibilitet og overfladehydrofilicitet, hvilket er befordrende for cellevedhæftning, vækst og differentiering. Bærerne er kompakt arrangeret og giver et stort specifikt overfladeareal.
• Perfusion kontinuerligt næringsstofforsyningssystem: Kontinuerlig tilførsel af frisk dyrkningsmedium gennem ekstern perfusion, samtidig med at metaboliske produkter fjernes for at opretholde stabiliteten og vitaliteten i cellevækstmiljøet.
• Lavskæreflytningsfeltdesign: Air-lift-blandingssystem sikrer ensartet strømning af dyrkningsopløsning mellem pladebærerne uden at generere skadelig skærekraft på cellerne, hvilket er velegnet til mekanisk følsomme celletyper.
• Automatisk kontrol af flere parametre: understøtter pH, temperatur, opløst ilt, strømningshastighed og anden online overvågning i realtid samt lukket feedbackkontrol, så brugerne fleksibelt kan justere driftsparametrene i henhold til cellernes metaboliske tilstand.
• Modulær integreret struktur: hvert modul er uafhængigt designet, kan hurtigt adskilles til rengøring eller udskiftning af komponenter, understøtter en række kulturposer eller bærerprogrammer og kan opgraderes til et engangsreaktorsystem.

Arbejdsprincip

1. Kernen i bioreaktoren til adhærente cellekulturer ligger i at adsorbere celler på overfladen af en fast bærer og realisere dynamisk tilførsel og udskiftning af spildevæske gennem ekstern cirkulationsperfusion.
2. Intern fiksering af arkbærer: Cellerne podes på bærerens overflade med belægning, og den indledende statiske periode fremmer cellefastgørelsen.
3. Perfusionsmodulets funktion: Kulturvæsken transporteres fra reservoiret til reaktorens indre ved hjælp af en cirkulationspumpe og passerer gennem bærerlaget via infiltrationsstrukturen, hvilket sikrer kontinuerlig udveksling af næringsstoffer og gasser.
4. Kontrol af gas-væske-masseoverførsel: Gasser tilsættes i form af membrankontaktor eller mikrobobler, og iltoverførselseffektiviteten er høj, samtidig med at den kombineres med den opløste iltsonde til feedbackregulering.
5. Automatisk miljøregulering og -kontrol: pH, DO, temperatur osv. gennem sensoren til indsamling af realtidsdata, controlleren til varmeapparatet, kuldioxidgasventilen, den elektromagnetiske pumpe og andre komponenter til justering af instruktionerne, så miljøforholdene altid holdes inden for målområdet.
6. Cellehøst: Efter afslutningen af kulturen kan genvinding af adhærente celler opnås gennem enzymatisk fordøjelse eller mekaniske midler, der er egnede til den efterfølgende adskillelse af oprensning eller funktionelt eksperiment.
7. Systemet gennem perfusion og synergistisk drift med lav forskydningsstrøm, så cellerne i den langvarige dyrkningsproces opretholder vitaliteten og metabolisk stabilitet, kan opnå langt mere end suspensionsdyrkningen af celletætheden.

Anvendelsesområder

• Vaccineproduktion: såsom rabiesvaccine, hepatitis A-vaccine, poliovirusvaccine og andre virale vektorer afhænger af produktionen af højdensitetsvæggede cellekulturer, såsom Vero-celler, MDCK-celler og så videre.
• Stamcelleudvidelse og differentieringsforskning: egnet til humane embryonale stamceller, inducerede pluripotente stamceller og andre store udvidelser og styret differentieringsproceskontrol.
• Celleterapiindustri: CAR-T-celler, mesenkymale stamceller og andre celleprodukter er vidt brugt i klinisk behandling, og reaktoren kan bruges som en tidlig forberedelsesplatform til at forbedre udbyttet og aktiviteten.
• Rekombinant proteinekspressionsplatform: nogle pattedyrceller udtrykker rekombinante proteiner mere stabilt i adhærent tilstand, hvilket er velegnet til tidlig screening eller produktion af spormærkprøver.
• Biomedicinsk og lægemiddelscreening: Adhærente væg-reaktorer kan etablere 3D-vævsingeniørmodeller eller tumor-mikromiljøer til lægemiddelvirkningstest og mekanismeforskning, hvilket forbedrer den fysiologiske relevans af in vitro-eksperimenter.