adheseeruvate rakkude kultuuri bioreaktor bioloogiliste ravimite tootmiseks

Adherentse rakukultuuri bioreaktori ülevaade

Adherentse rakukultuuri bioreaktorid sisaldavad tavaliselt segamis- ja massiülekandemoodulit, online-parametrisatsioonisüsteemi, kultuurimoodulit ja lamellaarset immobiliseeritud kandjat. Rakud kinnituvad kandjate pinnale ja kultuurilahus perfuseeritakse ja voolab kandjate kaudu pidevalt või vahelduvalt, et tagada toitainete varustamine ja ainevahetusjääkide eemaldamine, saavutades seeläbi kõrge rakutihedusega kultuuri. Adherentse rakukultuuri bioreaktor pakub madala nihkega, stabiilset ja kontrollitud kasvukeskkonda imetajate rakkudele, tüvirakkudele jne.

Omadused

• Uus helbeline kandja struktuur: mitmekihilise helbelise fikseeritud kandja sisemine konfiguratsioon, materjalil on hea bioloogiline sobivus ja pinna hüdrofiilsus, mis soodustab rakkude kinnitumist, kasvu ja diferentseerumist. Kandjad on kompaktse paigutusega, pakkudes suurt pindala.
• Perfusiooniline pidev toitainete varustussüsteem: värske kultuurikeskkonna pidev varustamine välise perfusiooniga, samal ajal eemaldades ainevahetusjäägid, et säilitada rakkude kasvu keskkonna stabiilsus ja elujõulisus.
• Madala nihkega vooluvälja disain: õhukõrgendussüsteem tagab kultuurilahuse ühtlase voolu lehe kandjate vahel, tekitamata rakkudele kahjulikku nihkejõudu, mis sobib mehaaniliselt tundlikele rakutüüpidele.
• Mitme parameetri automaatne juhtimine: toetab pH, temperatuuri, lahustunud hapniku, voolukiiruse ja muude parameetrite reaalajas jälgimist ja suletud ahela tagasiside juhtimist, kasutajad saavad paindlikult kohandada tööpõhimõtteid vastavalt rakkude ainevahetuse seisundile.
• Modulaarne integreeritud struktuur: iga moodul on iseseisvalt projekteeritud, seda saab kiiresti lahti monteerida puhastamiseks või komponentide asendamiseks, toetab mitmesuguseid kultuurikotte või kandeprogramme, saab uuendada ühekordselt kasutatavaks reaktorisüsteemiks.

Tööpõhimõte

1. Adherentse rakkude kultuuri bioreaktori tuum seisneb rakkude adsorbeerimises tahke kandja pinnale ja dünaamilise toitmise ning jäätmevedeliku vahetamise realiseerimises välise tsirkulatsiooni perfusiooni kaudu.
2. Lehe kandja sisemine fikseerimine: rakud külvatakse kandja pinnale kattega ja esialgne staatiline periood soodustab rakkude kinnitumist.
3. Perfusioonimooduli töö: kultuurivedelik transporditakse reservuaarist reaktori sisemusse tsirkulatsioonipumba abil ja läbib kandjakihti infiltratsioonistruktuuri kaudu, mis tagab pideva toitainete ja gaaside vahetuse.
4. Gaasi-vedeliku massiülekande kontroll: gaasid lisatakse membraankontaktori või mikromullide kujul, hapniku ülekande efektiivsus on kõrge ja samal ajal kombineeritud lahustunud hapniku sondiga tagasiside reguleerimiseks.
5. Automaatne keskkonna reguleerimine ja kontroll: pH, DO, temperatuur jne. Andur kogub reaalajas andmeid, kontroller reguleerib küttekeha, süsinikdioksiidi gaasiklapi, elektromagnetilise pumba ja muude komponentide tööd, et keskkonnatingimused püsiksid alati sihtvahemikus.
6. Rakkude kogumine: pärast kultuuri lõpetamist on võimalik adheseerunud rakke taastada ensümaatilise lagundamise või mehaaniliste vahendite abil, mis sobivad järgnevaks puhastamiseks või funktsionaalseks eksperimendiks.
7. Süsteem toimib perfusioonil ja madala nihkega voolu sünergilise toimimise kaudu, nii et rakud säilitavad pikaajalise kultiveerimise protsessis elujõu ja ainevahetuse stabiilsuse ning saavutavad palju suurema rakutiheduse kui suspensioonikultuuris.

Rakendusalad

• Vaktsiini tootmine: näiteks marutaudi vaktsiin, A-hepatiidi vaktsiin, polioviruse vaktsiin ja muud viirusvektorid sõltuvad tiheda seinaga rakukultuuri tootmisest, nagu Vero rakud, MDCK rakud jne.
• Tüvirakkude paljunemise ja diferentseerumise uuringud: sobivad inimese embrüonaalsete tüvirakkude, indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude ja muude suuremahuliste paljunemis- ja suunatud diferentseerumisprotsesside kontrollimiseks.
• Rakuravi tööstus: CAR-T rakud, mesenchümaalsed tüvirakud ja muud rakutooted on laialdaselt kasutusel kliinilises ravis, reaktorit saab kasutada varase ettevalmistusplatvormina saagikuse ja aktiivsuse parandamiseks.
• Rekombinantse valgu ekspressiooni platvorm: mõned imetajate rakud ekspresseerivad rekombinantseid valke stabiilsemalt adheseerunud olekus, mis sobib varajaseks sõelumiseks või jälgede proovide tootmiseks.
• Biomeditsiin ja ravimite sõelumine: adhesiivse seinaga reaktorid võimaldavad luua 3D-koetehnoloogia mudeleid või kasvajate mikrokeskkonnaid ravimite efektiivsuse testimiseks ja mehhanismide uurimiseks, suurendades in vitro eksperimentide füsioloogilist asjakohasust.