Biorreator de cultura celular aderente para produtos biofarmacêuticos

Visão geral do biorreator de cultura celular aderente

Os biorreatores para cultura de células aderentes geralmente contêm um módulo de mistura e transferência de massa, um sistema de parametrização on-line, um módulo de cultura e um transportador imobilizado lamelar. As células aderem à superfície dos transportadores, e a solução de cultura é perfundida e fluída de forma contínua ou intermitente através dos transportadores para garantir o fornecimento de nutrientes e a remoção de resíduos metabólicos, realizando assim uma cultura de alta densidade celular. O biorreator para cultura de células aderentes proporciona um ambiente de crescimento estável e controlado, com baixo cisalhamento, para células de mamíferos, células-tronco, etc.

Características

• Nova estrutura de suporte em flocos: a configuração interna do suporte fixo em flocos multicamadas, o material tem boa biocompatibilidade e hidrofilicidade superficial, o que é propício para a adesão, crescimento e diferenciação celular. Os suportes são dispostos de forma compacta, proporcionando uma grande área superficial específica.
• Sistema de perfusão para fornecimento contínuo de nutrientes: fornecimento contínuo de meio de cultura fresco por meio de perfusão externa, enquanto remove produtos metabólicos para manter a estabilidade e a vitalidade do ambiente de crescimento celular.
• Design de campo de fluxo de baixo cisalhamento: o sistema de mistura por elevação a ar garante um fluxo uniforme da solução de cultura entre os transportadores de folhas sem gerar força de cisalhamento prejudicial às células, adequado para tipos de células mecanicamente sensíveis.
• Controle automático multiparâmetro: suporte para pH, temperatura, oxigênio dissolvido, taxa de fluxo e outros monitoramentos online em tempo real e controle de feedback em circuito fechado, os usuários podem ajustar com flexibilidade os parâmetros operacionais de acordo com o estado metabólico das células.
• Estrutura modular integrada: cada módulo é projetado de forma independente, pode ser rapidamente desmontado para limpeza ou substituição de componentes, suporta uma variedade de bolsas de cultura ou programas de transportadores e pode ser atualizado para um sistema de reator descartável.

Princípio de funcionamento

1. O núcleo do biorreator de cultura de células aderentes reside na adsorção de células na superfície do transportador sólido e na realização de alimentação dinâmica e troca de líquidos residuais através de perfusão de circulação externa.
2. Fixação interna do transportador em folha: as células são semeadas na superfície do transportador com revestimento, e o período estático inicial promove a adesão celular.
3. Operação do módulo de perfusão: o fluido de cultura é transportado do reservatório para o interior do reator por uma bomba de circulação e passa pela camada do transportador através da estrutura de infiltração, que fornece nutrientes contínuos e troca de gases.
4. Controle de transferência de massa gás-líquido: os gases são adicionados na forma de contator de membrana ou microbolhas, e a eficiência de transferência de oxigênio é alta e, ao mesmo tempo, combinada com a sonda de oxigênio dissolvido para regulação de feedback.
5. Regulação e controle ambiental automático: pH, OD, temperatura, etc. através do sensor para coletar dados em tempo real, o controlador para o aquecedor, válvula de gás carbônico, bomba eletromagnética e outros componentes para ajustar as instruções, de modo que as condições ambientais sejam sempre mantidas na faixa alvo.
6. Colheita de células: após o término da cultura, a recuperação das células aderentes pode ser realizada por meio de digestão enzimática ou meios mecânicos, adequados para a separação subsequente de purificação ou experimento funcional.
7. O sistema, por meio da operação sinérgica de perfusão e fluxo de baixo cisalhamento, faz com que as células no processo de cultura de longo prazo mantenham a vitalidade e a estabilidade metabólica, podendo atingir uma densidade celular muito superior à da cultura em suspensão.

Campos de aplicação

• Produção de vacinas: como vacina contra raiva, vacina contra hepatite A, vacina contra poliovírus e outros vetores virais dependem da produção de cultura celular com parede de alta densidade, como células Vero, células MDCK e assim por diante.
• Expansão de células-tronco e pesquisa de diferenciação: adequado para células-tronco embrionárias humanas, células-tronco pluripotentes induzidas e outras expansões em grande escala e controle do processo de diferenciação direcionada.
• Indústria de terapia celular: células CAR-T, células-tronco mesenquimais e outros produtos celulares são amplamente utilizados no tratamento clínico, o reator pode ser usado como uma plataforma de preparação inicial para melhorar o rendimento e a atividade.
• Plataforma de expressão de proteínas recombinantes: algumas células de mamíferos expressam proteínas recombinantes de forma mais estável no estado aderente, o que é adequado para a triagem inicial ou produção de amostras em traços.
• Triagem biomédica e de medicamentos: os reatores de parede aderente podem estabelecer modelos de engenharia de tecidos 3D ou microambientes tumorais para testes de eficácia de medicamentos e pesquisa de mecanismos, aumentando a relevância fisiológica dos experimentos in vitro.