prisijungusių ląstelių kultūros bioreaktorius

prisijungusiųjų ląstelių kultūros bioreaktorius biotechnologiniams vaistams

Adherentinės ląstelių kultūros bioreaktorius integruoja naujo tipo plokštelių nešiklį, perfuzijos kultūros modulį ir realaus laiko stebėjimo sistemą, pagrįstą tradiciniu oro pakėlimo bioreaktoriumi.

Aprašymas

Adherentinių ląstelių kultūros bioreaktoriaus apžvalga

Adherentinių ląstelių kultūros bioreaktoriai paprastai turi maišymo ir masės perdavimo modulį, internetinę parametrizavimo sistemą, kultūros modulį ir plokščias imobilizuotas nešikles. Ląstelės prisitvirtina prie nešiklių paviršiaus, o kultūros tirpalas nuolat arba periodiškai perfuzuojamas ir teka per nešikles, kad būtų užtikrintas maistinių medžiagų tiekimas ir metabolinių atliekų šalinimas, taip pasiekiant didelės ląstelių tankio kultūrą. Adherentinės ląstelių kultūros bioreaktorius užtikrina mažą šlyties jėgą, stabilią ir kontroliuojamą augimo aplinką žinduolių ląstelėms, kamieninėms ląstelėms ir kt.

Savybės

  • Nauja plokštelinės nešiklio struktūra: daugiasluoksnio plokštelinio fiksuoto nešiklio vidinė konfigūracija, medžiaga turi gerą biokompatibilumą ir paviršiaus hidrofilumą, o tai palengvina ląstelių prisijungimą, augimą ir diferenciaciją. Nešikliai yra kompaktiškai išdėstyti, užtikrinant didelį savitąjį paviršiaus plotą.
  • Perfuzijos nuolatinio maistinių medžiagų tiekimo sistema: nuolatinis šviežio kultūros terpės tiekimas per išorinę perfuziją, tuo pačiu pašalinant metabolinius produktus, siekiant išlaikyti ląstelių augimo aplinkos stabilumą ir gyvybingumą.
  • Mažo šlyties srauto lauko dizainas: oro pakėlimo maišymo sistema užtikrina tolygų kultūros tirpalo srautą tarp lakštinių nešiklių, nesukeliant žalingos šlyties jėgos ląstelėms, tinka mechaniniu požiūriu jautriems ląstelių tipams.
  • Daugialypės parametrų automatinis valdymas: palaiko pH, temperatūros, ištirpusio deguonies, srauto greičio ir kitus realaus laiko stebėjimo bei uždaros grandinės grįžtamojo ryšio valdymo parametrus, vartotojai gali lanksčiai reguliuoti veikimo parametrus pagal ląstelių metabolinę būklę.
  • Modulinė integruota struktūra: kiekvienas modulis yra suprojektuotas nepriklausomai, gali būti greitai išardomas valymui ar komponentų keitimui, palaiko įvairius kultūros maišelius ar nešiklių programas, gali būti atnaujinamas iki vienkartinio reaktoriaus sistemos.

Veikimo principas

  1. Adhezinių ląstelių kultūros bioreaktoriaus esmė yra ląstelių adsorbcija ant kieto nešiklio paviršiaus ir dinaminis maitinimas bei atliekų skysčių keitimas per išorinę cirkuliacinę perfuziją.
  2. Lakštinio nešiklio vidinis fiksavimas: ląstelės pasėjamos ant nešiklio paviršiaus su danga, o pradinis statinis laikotarpis skatina ląstelių prisijungimą.
  3. Perfuzijos modulio veikimas: kultūros skystis iš rezervuaro į reaktoriaus vidų transportuojamas cirkuliacijos siurbliu ir praeina per nešiklio sluoksnį per infiltracijos struktūrą, kuri užtikrina nuolatinį maistinių medžiagų ir dujų mainą.
  4. Dujų ir skysčių masės perdavimo kontrolė: dujos įdedamos membraninio kontaktoriaus arba mikroburbuliukų forma, o deguonies perdavimo efektyvumas yra didelis, tuo pačiu metu derinant su ištirpstojo deguonies zondais grįžtamajam reguliavimui.
  5. Automatinis aplinkos reguliavimas ir kontrolė: pH, DO, temperatūra ir kt. per jutiklį renkami realaus laiko duomenys, valdiklis perduoda instrukcijas šildytuvui, anglies dioksido dujų vožtuvui, elektromagnetiniam siurbliui ir kitiems komponentams, kad aplinkos sąlygos visada būtų išlaikomos tikslingame diapazone.
  6. Ląstelių surinkimas: pasibaigus kultūrai, prisitvirtinusias ląsteles galima išgauti fermentiniu virškinimu arba mechaninėmis priemonėmis, tinkamomis tolesniam atskyrimui, gryninimui arba funkciniam eksperimentui.
  7. Sistema, veikianti sinergiškai per perfuziją ir mažo šlyties srautą, leidžia ląstelėms ilgalaikio kultivavimo procese išlaikyti gyvybingumą ir metabolinį stabilumą, todėl galima pasiekti kur kas didesnį ląstelių tankį nei suspensijos kultūroje.

Taikymo sritys

  • Vakcinų gamyba: pvz., pasiutligės vakcina, hepatito A vakcina, poliomielito vakcina ir kiti virusiniai vektoriai priklauso nuo didelio tankio sienelinių ląstelių kultūros, pvz., Vero ląstelių, MDCK ląstelių ir pan.
  • Kamieninių ląstelių dauginimo ir diferenciacijos tyrimai: tinka žmogaus embrioninėms kamieninėms ląstelėms, indukuotoms pluripotentinėms kamieninėms ląstelėms ir kitam didelio masto dauginimui bei nukreiptam diferenciacijos proceso valdymui.
  • Ląstelių terapijos pramonė: CAR-T ląstelės, mezenchiminės kamieninės ląstelės ir kiti ląstelių produktai yra plačiai naudojami klinikinėje terapijoje, reaktorius gali būti naudojamas kaip ankstyvojo paruošimo platforma, siekiant pagerinti išeigą ir aktyvumą.
  • Rekombinantinių baltymų ekspresijos platforma: kai kurios žinduolių ląstelės rekombinantinius baltymus ekspresuoja stabiliau adhezinėje būsenoje, kuri tinka ankstyvam atrankiniam tyrimui arba mikroskopinių mėginių gamybai.
  • Biomedicinos ir vaistų atranka: Prikibę prie sienos reaktoriai gali sukurti 3D audinių inžinerijos modelius arba naviko mikroaplinką vaistų veiksmingumo tyrimams ir mechanizmų tyrimams, didindami in vitro eksperimentų fiziologinį aktualumą.