adherentti soluviljelmän bioreaktori biolääkkeille

Adherentti soluviljelybioreaktori – yleiskatsaus

Adherentti soluviljelybioreaktorit sisältävät tyypillisesti sekoitus- ja massansiirtomoduulin, online-parametrisointijärjestelmän, viljelymoduulin ja lamellimaisen immobilisoidun kantajan. Solut kiinnittyvät kantajien pintaan, ja viljelyliuos perfusoidaan ja virtaa jatkuvasti tai ajoittain kantajien läpi ravinteiden saannin ja aineenvaihdunnan jätteiden poistamisen varmistamiseksi, jolloin saavutetaan korkea solutiheysviljely. Adherentti soluviljelybioreaktori tarjoaa matalan leikkausvoiman, vakaan ja hallitun kasvuympäristön nisäkässoluille, kantasoluille jne.

Ominaisuudet

• Uusi hiutaleiden kantaja-rakenne: monikerroksisen hiutaleiden kiinteän kantajan sisäinen rakenne, materiaalilla on sekä hyvä biologinen yhteensopivuus että pinnan hydrofiilisyyden, mikä edistää solujen kiinnittymistä, kasvua ja erilaistumista. Kantajat on järjestetty kompaktisti, mikä tarjoaa suuren spesifisen pinta-alan.
• Perfuusioinen jatkuva ravintoaineiden syöttöjärjestelmä: jatkuva tuoreen viljelyalustan syöttö ulkoisen perfuusion kautta, samalla kun aineenvaihduntatuotteet poistetaan solujen kasvun ympäristön vakauden ja elinvoimaisuuden ylläpitämiseksi.
• Matalan leikkausvoiman virtauskenttä: Ilmanostoseosjärjestelmä varmistaa viljelyliuoksen tasaisen virtauksen levyjen välissä ilman, että soluille aiheutuu haitallista leikkausvoimaa, mikä sopii mekaanisesti herkille solutyypeille.
• Moniparametrinen automaattinen ohjaus: tukee pH:n, lämpötilan, liuenneen hapen, virtausnopeuden ja muiden online-reaaliaikaisen seurannan ja suljetun silmukan takaisinkytkennän ohjausta, käyttäjät voivat joustavasti säätää toimintaparametrejä solujen metabolisen tilan mukaan.
• Modulaarinen integroitu rakenne: jokainen moduuli on suunniteltu itsenäisesti, voidaan nopeasti purkaa puhdistusta tai komponenttien vaihtoa varten, tukee erilaisia viljelypusseja tai kantajaohjelmia, voidaan päivittää kertakäyttöiseksi reaktorisysteemiksi.

Toimintaperiaate

1. Adherentti soluviljelybioreaktorin ydin on solujen adsorboituminen kiinteän kantajan pinnalle ja dynaamisen syötön ja jäteveden vaihdon toteuttaminen ulkoisen kiertoperfuusion avulla.
2. Levykantajan sisäinen kiinnitys: solut kylvetään kantajan pinnalle pinnoitteella, ja alkuperäinen staattinen jakso edistää solujen kiinnittymistä.
3. Perfuusiomoduulin toiminta: viljelyneste kuljetetaan säiliöstä reaktorin sisään kiertovesipumpulla ja kulkee kantajakerroksen läpi infiltraatiorakenteen kautta, joka mahdollistaa jatkuvan ravinteiden ja kaasujen vaihdon.
4. Kaasu-neste-massansiirron säätö: kaasut lisätään membraanikontaktorin tai mikrokuplien muodossa, ja hapensiirron tehokkuus on korkea. Samalla käytetään liuenneen hapen anturia palautesäätöön.
5. Automaattinen ympäristön säätö ja hallinta: pH, DO, lämpötila jne. kerätään reaaliaikaisina tietoina anturin avulla, ja ohjain säätää lämmittimen, hiilidioksidikaasuventtiilin, sähkömagneettisen pumpun ja muiden komponenttien ohjeita, jotta ympäristöolosuhteet pysyvät aina tavoitealueella.
6. Solujen kerääminen: viljelyn päätyttyä kiinnittyneet solut voidaan talteenottaa entsymaattisella pilkkomisella tai mekaanisin keinoin, mikä sopii puhdistuksen tai toiminnallisen kokeen myöhempään erotteluun.
7. Järjestelmä toimii perfuusion ja matalan leikkausvirtauksen synergistisen toiminnan avulla, jotta solut säilyttävät elinvoimansa ja metabolisen vakauden pitkäaikaisessa viljelyprosessissa ja saavuttavat huomattavasti suuremman solutiheyden kuin suspensioviljely.

Sovellusalueet

• Rokotetuotanto: esimerkiksi raivotautirokote, hepatiitti A -rokote, poliovirusrokote ja muut virusvektorit riippuvat tiheän seinämäisen soluviljelmän tuotannosta, kuten Vero-soluista, MDCK-soluista ja niin edelleen.
• Kantasolujen laajentaminen ja erilaistumistutkimus: sopii ihmisen alkion kantasolujen, indusoituneiden pluripotenttien kantasolujen ja muiden laajamittaisen laajentamisen ja suunnatun erilaistumisen prosessin hallintaan.
• Soluterapiateollisuus: CAR-T-soluja, mesenkymaalisia kantasoluja ja muita solutuotteita käytetään laajalti kliinisessä hoidossa, ja reaktoria voidaan käyttää varhaisena valmistelualustana tuoton ja aktiivisuuden parantamiseksi.
• Rekombinanttiproteiinin ilmentymisalusta: jotkut nisäkässolut ilmentävät rekombinanttiproteiineja vakaammin adheesiivisessa tilassa, mikä sopii varhaiseen seulontaan tai jäljitysnäytteiden tuotantoon.
• Biolääketiede ja lääkeaineiden seulonta: Adherent wall -reaktorit voivat luoda 3D-kudosmallinnusmalleja tai tuumorin mikroympäristöjä lääkeaineiden tehokkuuden testaamista ja mekanismien tutkimusta varten, mikä parantaa in vitro -kokeiden fysiologista merkitystä.