βιοαντιδραστήρας καλλιέργειας προσκολλημένων κυττάρων για βιοφαρμακευτικά προϊόντα

Επισκόπηση βιοαντιδραστήρα καλλιέργειας προσκολλημένων κυττάρων

Οι βιοαντιδραστήρες καλλιέργειας προσκολλημένων κυττάρων περιέχουν συνήθως μια μονάδα ανάμειξης και μεταφοράς μάζας, ένα σύστημα παραμετροποίησης σε πραγματικό χρόνο, μια μονάδα καλλιέργειας και έναν ελασματικό ακινητοποιημένο φορέα. Τα κύτταρα προσκολλώνται στην επιφάνεια των φορέων και το διάλυμα καλλιέργειας διαχέεται και ρέει συνεχώς ή διακοπτόμενα μέσω των φορέων για να εξασφαλιστεί η παροχή θρεπτικών ουσιών και η απομάκρυνση των μεταβολικών αποβλήτων, επιτυγχάνοντας έτσι καλλιέργεια υψηλής κυτταρικής πυκνότητας. Ο βιοαντιδραστήρας καλλιέργειας προσκολλημένων κυττάρων παρέχει ένα περιβάλλον ανάπτυξης με χαμηλή διάτμηση, σταθερό και ελεγχόμενο για κύτταρα θηλαστικών, βλαστικά κύτταρα κ.λπ.

Χαρακτηριστικά

• Νέα δομή φορέα σε μορφή νιφάδων: η εσωτερική διαμόρφωση του πολυεπίπεδου σταθερού φορέα σε μορφή νιφάδων, το υλικό έχει τόσο καλή βιοσυμβατότητα όσο και υδροφιλικότητα στην επιφάνεια, γεγονός που ευνοεί την προσκόλληση, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων. Οι φορείς είναι διατεταγμένοι συμπαγώς, παρέχοντας μεγάλη ειδική επιφάνεια.
• Σύστημα συνεχούς παροχής θρεπτικών ουσιών με διάχυση: Συνεχής παροχή φρέσκου μέσου καλλιέργειας μέσω εξωτερικής διάχυσης, ενώ ταυτόχρονα απομακρύνονται τα μεταβολικά προϊόντα για τη διατήρηση της σταθερότητας και της ζωτικότητας του περιβάλλοντος ανάπτυξης των κυττάρων.
• Σχεδιασμός πεδίου ροής χαμηλής διάτμησης: Το σύστημα ανάμιξης με ανύψωση αέρα εξασφαλίζει ομοιόμορφη ροή του διαλύματος καλλιέργειας μεταξύ των φορέων φύλλων χωρίς να δημιουργεί επιβλαβή δύναμη διάτμησης στα κύτταρα, κατάλληλο για μηχανικά ευαίσθητους τύπους κυττάρων.
• Αυτόματος έλεγχος πολλαπλών παραμέτρων: υποστήριξη pH, θερμοκρασίας, διαλυμένου οξυγόνου, ρυθμού ροής και άλλης παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο και ελέγχου κλειστού βρόχου, οι χρήστες μπορούν να προσαρμόζουν με ευελιξία τις παραμέτρους λειτουργίας ανάλογα με την μεταβολική κατάσταση των κυττάρων.
• Αρθρωτή ενσωματωμένη δομή: κάθε μονάδα είναι ανεξάρτητα σχεδιασμένη, μπορεί να αποσυναρμολογηθεί γρήγορα για καθαρισμό ή αντικατάσταση εξαρτημάτων, υποστηρίζει μια ποικιλία σακουλών καλλιέργειας ή προγραμμάτων φορέων, μπορεί να αναβαθμιστεί σε σύστημα αντιδραστήρα μίας χρήσης.

Αρχή λειτουργίας

1. Ο πυρήνας του βιοαντιδραστήρα καλλιέργειας προσκολλημένων κυττάρων έγκειται στην προσρόφηση κυττάρων στην επιφάνεια του στερεού φορέα και στην πραγματοποίηση δυναμικής τροφοδοσίας και ανταλλαγής υγρών αποβλήτων μέσω εξωτερικής κυκλοφορίας.
2. Εσωτερική στερέωση φορέα φύλλου: τα κύτταρα σπέρνονται στην επιφάνεια του φορέα με επίστρωση και η αρχική στατική περίοδος προάγει την προσκόλληση των κυττάρων.
3. Λειτουργία της μονάδας αιμάτωσης: το υγρό καλλιέργειας μεταφέρεται από το δοχείο στο εσωτερικό του αντιδραστήρα με μια αντλία κυκλοφορίας και διέρχεται από το στρώμα φορέα μέσω της δομής διήθησης, η οποία παρέχει συνεχή ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών και αερίων.
4. Έλεγχος μεταφοράς μάζας αερίου-υγρού: τα αέρια προστίθενται με τη μορφή μεμβράνης επαφής ή μικροφυσαλίδων, και η απόδοση μεταφοράς οξυγόνου είναι υψηλή, ενώ ταυτόχρονα συνδυάζεται με τον αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου για ρύθμιση ανάδρασης.
5. Αυτόματη ρύθμιση και έλεγχος του περιβάλλοντος: pH, DO, θερμοκρασία κ.λπ. μέσω του αισθητήρα για τη συλλογή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, του ελεγκτή προς τον θερμαντήρα, της βαλβίδας αερίου διοξειδίου του άνθρακα, της ηλεκτρομαγνητικής αντλίας και άλλων εξαρτημάτων για την προσαρμογή των οδηγιών, έτσι ώστε οι περιβαλλοντικές συνθήκες να διατηρούνται πάντα στο επιθυμητό εύρος.
6. Συγκομιδή κυττάρων: μετά τον τερματισμό της καλλιέργειας, η ανάκτηση των προσκολλημένων κυττάρων μπορεί να επιτευχθεί μέσω ενζυμικής πέψης ή μηχανικών μέσων, κατάλληλα για τον επακόλουθο διαχωρισμό του καθαρισμού ή του λειτουργικού πειράματος.
7. Το σύστημα μέσω της συνεργιστικής λειτουργίας της διάχυσης και της ροής χαμηλής διάτμησης, έτσι ώστε τα κύτταρα στη μακροχρόνια διαδικασία καλλιέργειας να διατηρούν τη ζωτικότητα και τη μεταβολική σταθερότητα, μπορεί να επιτύχει πολύ περισσότερο από την καλλιέργεια εναιωρήματος της κυτταρικής πυκνότητας.

Πεδία εφαρμογής

• Παραγωγή εμβολίων: όπως το εμβόλιο κατά της λύσσας, το εμβόλιο κατά της ηπατίτιδας Α, το εμβόλιο κατά του πολιομυελίτιδας και άλλοι ιικοί φορείς εξαρτώνται από την παραγωγή κυτταρικής καλλιέργειας υψηλής πυκνότητας με τοιχώματα, όπως τα κύτταρα Vero, τα κύτταρα MDCK και ούτω καθεξής.
• Έρευνα επέκτασης και διαφοροποίησης βλαστικών κυττάρων: κατάλληλο για ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα και άλλες διαδικασίες ελέγχου μεγάλης κλίμακας επέκτασης και κατευθυνόμενης διαφοροποίησης.
• Βιομηχανία κυτταρικής θεραπείας: τα κύτταρα CAR-T, τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα και άλλα κυτταρικά προϊόντα χρησιμοποιούνται ευρέως στην κλινική θεραπεία, ο αντιδραστήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πλατφόρμα πρώιμης προετοιμασίας για τη βελτίωση της απόδοσης και της δραστηριότητας.
• Πλατφόρμα έκφρασης ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών: ορισμένα κύτταρα θηλαστικών εκφράζουν ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες με μεγαλύτερη σταθερότητα σε κατάσταση προσκόλλησης, η οποία είναι κατάλληλη για πρώιμη διαλογή ή παραγωγή δειγμάτων ιχνών.
• Βιοϊατρική και διαλογή φαρμάκων: Οι αντιδραστήρες προσκολλημένου τοιχώματος μπορούν να δημιουργήσουν τρισδιάστατα μοντέλα μηχανικής ιστών ή μικροπεριβάλλοντα όγκων για τη δοκιμή της αποτελεσματικότητας των φαρμάκων και την έρευνα του μηχανισμού δράσης τους, ενισχύοντας τη φυσιολογική συνάφεια των in vitro πειραμάτων.