bioreattore di coltura cellulare aderente per biofarmaci

Panoramica dei bioreattori per colture cellulari aderenti

I bioreattori a coltura cellulare aderente contengono in genere un modulo di miscelazione e trasferimento di massa, un sistema di parametrizzazione in linea, un modulo di coltura e un carrier immobilizzato lamellare. Le cellule aderiscono alla superficie dei carrier e la soluzione di coltura viene perfusa e fatta fluire in modo continuo o intermittente attraverso i carrier per garantire l’apporto di nutrienti e la rimozione dei rifiuti metabolici, realizzando così una coltura ad alta densità cellulare. Il bioreattore per colture cellulari aderenti fornisce un ambiente di crescita a basso taglio, stabile e controllato per cellule di mammifero, cellule staminali, ecc.

Caratteristiche

• Nuova struttura del carrier a scaglie: la configurazione interna del carrier fisso a scaglie multistrato, il materiale ha una buona biocompatibilità e idrofilia superficiale, che favorisce l’attaccamento, la crescita e la differenziazione delle cellule. I carrier sono disposti in modo compatto, fornendo un’ampia superficie specifica.
• Sistema di alimentazione continua a perfusione: Apporto continuo di terreno di coltura fresco mediante perfusione esterna, con rimozione dei prodotti metabolici per mantenere la stabilità e la vitalità dell’ambiente di crescita cellulare.
• Design del campo di flusso a basso coefficiente di taglio: Il sistema di miscelazione a sollevamento d’aria assicura un flusso uniforme della soluzione di coltura tra i supporti del foglio senza generare una forza di taglio dannosa per le cellule, adatta a tipi di cellule meccanicamente sensibili.
• Controllo automatico multiparametro: supporta il monitoraggio online in tempo reale di pH, temperatura, ossigeno disciolto, portata e altri parametri e il controllo di feedback ad anello chiuso; gli utenti possono regolare in modo flessibile i parametri operativi in base allo stato metabolico delle cellule.
• Struttura modulare integrata: ogni modulo è progettato in modo indipendente, può essere smontato rapidamente per la pulizia o la sostituzione dei componenti, supporta una varietà di sacche di coltura o programmi di trasporto, può essere aggiornato a un sistema di reattori monouso.

Principio di funzionamento

1. Il cuore del bioreattore per colture cellulari aderenti consiste nell’adsorbire le cellule sulla superficie del supporto solido e nel realizzare l’alimentazione dinamica e lo scambio di liquidi di scarto attraverso la perfusione a circolazione esterna.
2. Fissazione interna del supporto solido: le cellule vengono seminate sulla superficie del supporto con un rivestimento e il periodo statico iniziale favorisce l’attaccamento delle cellule.
3. Funzionamento del modulo di perfusione: il fluido di coltura viene trasportato dal serbatoio all’interno del reattore da una pompa di circolazione e passa attraverso lo strato del carrier grazie alla struttura di infiltrazione, che garantisce uno scambio continuo di nutrienti e gas.
4. Controllo del trasferimento di massa gas-liquido: i gas vengono aggiunti sotto forma di contattori a membrana o microbolle, con un’elevata efficienza di trasferimento dell’ossigeno e, allo stesso tempo, in combinazione con la sonda di ossigeno disciolto per la regolazione del feedback.
5. Regolazione e controllo ambientale automatico: pH, DO, temperatura, ecc. attraverso il sensore per raccogliere dati in tempo reale, il controller per il riscaldatore, la valvola del gas di anidride carbonica, la pompa elettromagnetica e altri componenti per regolare le istruzioni, in modo che le condizioni ambientali siano sempre mantenute nell’intervallo target.
6. Raccolta delle cellule: dopo il termine della coltura, il recupero delle cellule aderenti può essere ottenuto mediante digestione enzimatica o mezzi meccanici, adatti alla successiva separazione di purificazione o all’esperimento funzionale.
7. Il sistema, grazie al funzionamento sinergico di perfusione e flusso a basso taglio, consente di mantenere la vitalità e la stabilità metabolica delle cellule nel processo di coltura a lungo termine, ottenendo risultati di gran lunga superiori rispetto alla coltura in sospensione della densità cellulare.

Campi di applicazione

• Produzione di vaccini: come il vaccino contro la rabbia, il vaccino contro l’epatite A, il vaccino contro il poliovirus e altri vettori virali dipendono dalla produzione di colture cellulari murate ad alta densità, come le cellule Vero, le cellule MDCK e così via.
• Ricerca sull’espansione e la differenziazione delle cellule staminali: è adatto alle cellule staminali embrionali umane, alle cellule staminali pluripotenti indotte e ad altri processi di espansione su larga scala e di differenziazione diretta.
• Industria della terapia cellulare: Le cellule CAR-T, le cellule staminali mesenchimali e altri prodotti cellulari sono ampiamente utilizzati nel trattamento clinico; il reattore può essere utilizzato come piattaforma di preparazione precoce per migliorare la resa e l’attività.
• Piattaforma di espressione di proteine ricombinanti: alcune cellule di mammifero esprimono proteine ricombinanti in modo più stabile allo stato aderente, il che è adatto per lo screening precoce o la produzione di campioni in tracce.
• Screening biomedico e farmacologico: I reattori a parete aderente possono creare modelli di ingegneria tissutale 3D o microambienti tumorali per testare l’efficacia dei farmaci e la ricerca sui meccanismi, migliorando la rilevanza fisiologica degli esperimenti in vitro.