Hücre Kültürü Reaktörü Nedir?

Temel soruya cevap vermek için:Hücre kültürü reaktörü nedir ve biyofarmacevtik üretimi için yüksek yoğunlukta canlı memeli hücrelerini nasıl sürdürür?Hücre kültürü reaktörü, memeli hücrelerinin (Çin Hamster Yumurtası [CHO], NS0,veya HEK293 hücreleri) veya böcek hücreleri, hassas bir şekilde kontrol edilen sıcaklık koşullarında (36Mikrobiyal fermenterlerin aksine, yüksek karıştırma hızlarında ve oksijen aktarım hızlarında çalışan bu fermenterler, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklıklarda,Hücre kültürü reaktörleri, yeterli oksijen ve besin dağıtımını sağlayarak kesimden kaynaklanan hücre hasarını önlemek için hafif karıştırma koşullarını korumalıdır..

1Hücre kültürü reaktörlerinin temel çalışma ilkeleri

·** Düşük Kesme Karıştırma Tasarımı**Memeli hücrelerinin katı bir hücre duvarı yoktur ve 200 ~ 300 dyne / cm2'yi aşan kesme gerginlikleri ile hasar görür.6) düşük hızlarda çalışmak (20-150 rpm), tipik olarak aksyal akış tasarımları (deniz rotoru, fil kulağı rotoru), yeterli oksijen aktarımını (2 ′′15 h-1 kLa) korurken ortalama 30 ′′100 s -1 kesme oranları üretir.

·**Dözülmüş Oksijen Kontrolü**Memeli hücreler oksijen tüketir 0.5 5 × 10−12 mol / hücre / saat. Hücre yoğunluklarında 10 30 × 106 hücre / ml, oksijen talebi 5 50 mmol / L / saat.Oksijen fırlatma yoluyla sağlanır (doğrudan gaz ekleme)DO, gaz akış hızını ve bileşimini (hava, O2, N2, CO2) ayarlayan bir kaskad kontrol döngüsü kullanılarak, hava doygunluğunun %20~60%'inde korunur.

·** Perfüzyon ve Hücre Tutma **Perfüzyon hücre kültürü, hücre tutma aygıtı kullanılarak reaktörün içinde hücreleri tutarken sürekli olarak taze ortamları besler ve harcanmış ortamları çıkarır (değişen dokunmalı akış [ATF] filtre,dönme filtreBu, daha küçük bir reaktör ayak izinde 10 kat daha yüksek hacmi üretkenliği sağlayan beslenen partiye göre 50×200 × 106 hücre/mL 10×50 kat daha yüksek hücre yoğunluklarına ulaşır.

2Hücre kültürü reaktörlerinin ana türleri

·**Stirred Tank Hücre Kültürü Biyo reaktörü**Paslanmaz çelik (316L) veya tabanına monte edilmiş manyetik veya mekanik bir karıştırıcı ile tek kullanımlık torba sistemi (50-2.000L).Çoklu parametrelerle kontrol (DO) ile donatılmıştır., pH, sıcaklık, glikoz/laktat analizatörleri) ve CIP/SIP yeteneği ( paslanmaz çelik için) veya gama ışınlanmış torbalar (tek kullanımlık).

·** Dalga karışık hücre kültürü biyoreaktörü**Dönüştürücüler olmadan dalga kaynaklı karıştırma ve havalandırma üreten sallanan bir platform üzerindeki esnek bir torba.frekans 15 ̇35 rpm) düşük kesme gerginliği (50 ̇150 s−1) yaratır, kesime duyarlı hücreler ve düşük yoğunluklu kültürler için idealdir.

·**Küçük Fiber Hücre Kültürü Reaktörü**Binlerce yarı geçirgen boş lif içeren bir kartuş (pore boyutu 0,2 μm, yüzey alanı 1 ′′ 10 m2).Hücreler kabuk tarafında 1 ′′ 5 × 108 hücre / mL'ye kadar yoğunlukta büyürken, medya lif lümeninden akarMonoklonal antikorların ve rekombinant proteinlerin uzun süreli (30~60 gün) sürekli üretimi için kullanılır.

Hücre kültürü reaktörleri türleri karşılaştırma matrisi

Sıkça Sorulan Sorular (FAQ)

Hücre kültürü reaktörleri neden mikrobiyal fermantörlerden daha düşük kesme stresinde çalışmalıdır?

Memeli hücrelerinin katı bir peptidoglikan hücre duvarı yoktur, bu da onları rotor uçlarından, gaz kabarcıkları yırtılmasından ve sıvı türbülansından kaynaklanan kesme hasarına duyarlı hale getirir.200-300 dyne/cm2'den fazla kesme gerginliği hücre zarının yırtılmasına ve hücre içi enzim salınmasına neden olur.Mikrobik hücreler (bakteriler, mayalar), hücre duvarlarının yapısal sertliği sağladığı için 10×100 kat daha yüksek kesime dayanabilirler.

Perfüzyon hücre kültürü nedir ve fed-batch'ten nasıl farklıdır?

Beslenen parti kültüründe, parti hasata kadar reaktörde kalırken (genellikle 10 ′′ 14 gün) besin maddeleri periyodik olarak eklenir ve hücre yoğunlukları 10 ′′ 30 × 106 hücre / mL'ye ulaşır.Perfüzyon kültüründe, taze ortam sürekli olarak beslenirken, tüketilmiş ortam sürekli olarak çıkarılır ve hücreler bir filtre veya çökme cihazı tarafından tutulur.5×10 kat daha yüksek hacmi üretkenlik ile 30×60 gün boyunca 50×200 × 106 hücre/mL hücre yoğunluğunu sürdürmek.

Memeli hücre kültürü için kLa gereksinimi nedir?

Memeli hücreler, hücre yoğunluğuna ve metabolik aktiviteye bağlı olarak 215 h-1 oksijen transfer oranlarına (kLa) ihtiyaç duyarlar.Bu, mikrobiyal fermantasyondan (kLa 50 ¢ 300 h−1) önemli ölçüde daha düşüktür, çünkü memeli hücrelerinin daha düşük spesifik oksijen alım oranları vardır (0Bakteriler için 0,5 × 10−12 mol/hücre/saat karşısında 100 × 10−12 mol/hücre/saat).

Hücre kültürü reaktörleri viral aşı üretimi için kullanılabilir mi?

Evet, karıştırılmış tank bioreaktörlerinde yetiştirilen memeli hücreleri (Vero, MDCK, HEK293) viral aşı üretimi için standart platformdur.çocuk felciVirüs, enfeksiyondan (3-7 gün) sonra toplanır, arındırılır ve inaktive edilir.Tek kullanımlı reaktörler, biyolojik güvenlik sınırlama gereksinimleri nedeniyle bu uygulamaya hakimdir..