Biorreactor de cultivo celular adherente para productos biofarmacéuticos

Descripción general del biorreactor de cultivo celular adherente

Los biorreactores para cultivo de células adherentes suelen contener un módulo de mezcla y transferencia de masa, un sistema de parametrización en línea, un módulo de cultivo y un soporte inmovilizado laminar. Las células se adhieren a la superficie de los soportes y la solución de cultivo se perfunde y fluye de forma continua o intermitente a través de los soportes para garantizar el suministro de nutrientes y la eliminación de residuos metabólicos, lo que permite obtener un cultivo de alta densidad celular. El biorreactor para cultivo de células adherentes proporciona un entorno de crecimiento estable, controlado y con bajo cizallamiento para células mamíferas, células madre, etc.

Características

• Nueva estructura de soporte laminar: la configuración interna del soporte fijo laminar multicapa, el material tiene buena biocompatibilidad e hidrofilia superficial, lo que favorece la adhesión, el crecimiento y la diferenciación celular. Los soportes están dispuestos de forma compacta, lo que proporciona una gran superficie específica.
• Sistema de suministro continuo de nutrientes por perfusión: suministro continuo de medio de cultivo fresco a través de perfusión externa, al tiempo que se eliminan los productos metabólicos para mantener la estabilidad y la vitalidad del entorno de crecimiento celular.
• Diseño de campo de flujo de bajo cizallamiento: el sistema de mezcla por elevación neumática garantiza un flujo uniforme de la solución de cultivo entre los soportes laminares sin generar fuerzas de cizallamiento perjudiciales para las células, lo que lo hace adecuado para tipos de células mecánicamente sensibles.
• Control automático multiparamétrico: admite la supervisión en línea en tiempo real del pH, la temperatura, el oxígeno disuelto, el caudal y otros parámetros, así como el control de retroalimentación en bucle cerrado, lo que permite a los usuarios ajustar de forma flexible los parámetros de funcionamiento en función del estado metabólico de las células.
• Estructura modular integrada: cada módulo está diseñado de forma independiente, se puede desmontar rápidamente para limpiar o sustituir componentes, admite una variedad de bolsas de cultivo o programas de soportes, y se puede actualizar a un sistema de reactor desechable.

Principio de funcionamiento

1. La esencia del biorreactor de cultivo celular adherente reside en la adsorción de células en la superficie del portador sólido y en la realización de la alimentación dinámica y el intercambio de líquidos residuales a través de la perfusión de circulación externa.
2. Fijación interna del portador laminar: las células se siembran en la superficie del portador con recubrimiento, y el período estático inicial favorece la adhesión celular.
3. Funcionamiento del módulo de perfusión: el fluido de cultivo se transporta desde el depósito al interior del reactor mediante una bomba de circulación y pasa a través de la capa portadora a través de la estructura de infiltración, lo que proporciona un intercambio continuo de nutrientes y gases.
4. Control de la transferencia de masa gas-líquido: los gases se añaden en forma de contactador de membrana o microburbujas, y la eficiencia de transferencia de oxígeno es alta, al tiempo que se combina con la sonda de oxígeno disuelto para la regulación de retroalimentación.
5. Regulación y control automático del entorno: pH, DO, temperatura, etc. a través del sensor para recopilar datos en tiempo real, el controlador al calentador, la válvula de gas de dióxido de carbono, la bomba electromagnética y otros componentes para ajustar las instrucciones, de modo que las condiciones ambientales se mantengan siempre en el rango objetivo.
6. Recolección de células: tras la finalización del cultivo, la recuperación de las células adherentes puede lograrse mediante digestión enzimática o medios mecánicos, adecuados para la posterior separación de purificación o experimento funcional.
7. El sistema, mediante la perfusión y el funcionamiento sinérgico del flujo de bajo cizallamiento, permite que las células mantengan su vitalidad y estabilidad metabólica en el proceso de cultivo a largo plazo, lo que permite alcanzar una densidad celular mucho mayor que la del cultivo en suspensión.

Campos de aplicación

• Producción de vacunas: como la vacuna contra la rabia, la vacuna contra la hepatitis A, la vacuna contra el poliovirus y otros vectores virales que dependen de la producción de cultivos celulares de pared alta densidad, como las células Vero, las células MDCK, etc.
• Investigación sobre la expansión y diferenciación de células madre: adecuado para células madre embrionarias humanas, células madre pluripotentes inducidas y otros procesos de expansión a gran escala y control de diferenciación dirigida.
• Industria de la terapia celular: las células CAR-T, las células madre mesenquimales y otros productos celulares se utilizan ampliamente en el tratamiento clínico; el reactor puede utilizarse como plataforma de preparación temprana para mejorar el rendimiento y la actividad.
• Plataforma de expresión de proteínas recombinantes: algunas células de mamíferos expresan proteínas recombinantes de forma más estable en estado adherente, lo que es adecuado para la selección temprana o la producción de muestras traza.
• Cribado biomédico y de fármacos: los reactores de pared adherente pueden establecer modelos de ingeniería de tejidos 3D o microentornos tumorales para pruebas de eficacia de fármacos e investigación de mecanismos, lo que mejora la relevancia fisiológica de los experimentos in vitro.