Le bioréacteur des cellules animales est un dispositif clé utilisé pour la culture à grande échelle des cellules animales pour la production de biologiques (par exemple, vaccins, anticorps, protéines recombinantes, produits thérapeutiques cellulaires, etc.). Contrairement aux bioréacteurs microbiens (par exemple les bactéries, levures), les cellules animales sont plus sensibles à l'environnement de culture et nécessitent des systèmes de contrôle et des conditions de culture plus fins. Voici les points principaux sur le bioréacteur des cellules animales:
Principaux zones d'application du bioréacteur des cellules animales
Biopharmaceutiques
Production d'anticorps monoclonaux (par exemple, les médicaments ciblés pour le traitement du cancer), les protéines recombinantes (par exemple, les facteurs de coagulation, les hormones).
Production de vaccins
Par exemple, vaccins contre la grippe, nouveaux vaccins de la Couronne (par exemple, vaccins inactivés à base de cellules Vero).
Thérapie cellulaire
Expansion à grande échelle des cellules CAR-T, cellules souches.
Production de vecteurs viraux
Adénovirus, lentivirus, etc. pour la thérapie génique.
Caractéristiques de la culture des cellules animales
- Type de cellule: Divisé en cellules adhérentes (doit être attachée à la croissance de la surface, comme Vero, Cho-K1) et les cellules de suspension (comme certaines souches de suspension CHO, HEK293).
- Sensibilité environnementale: nécessite un contrôle strict de la température (37 degrés), du pH (7. 0-7. 4), de l'oxygène dissous (DO), de la concentration de dioxyde de carbone, de la force de cisaillement, etc.
- Exigences nutritionnelles: Un milieu complexe (contenant du glucose, des acides aminés, des facteurs de croissance, des alternatives sans sérum ou sans sérum) est nécessaire.
- Taux de croissance lent: le temps de multiplication est généralement 12-24 des heures, beaucoup plus lent que les micro-organismes.
Types de réacteurs communs
Bioréacteur à tank agité
- Principe: mélange et transfert de masse par l'agitation mécanique (roue), adapté à la culture cellulaire de suspension.
- Avantage: technologie mature, facile à évoluer (grade industriel jusqu'à des dizaines de milliers de litres).
- Défi: la force de cisaillement peut endommager les cellules, doit optimiser la vitesse de mélange et la conception de la roue (par exemple, utilisez des pagaies de cisaillement faibles).
Réacteur à lit fixe / à lit rempli
- Principe: les cellules sont attachées à un support fixe (par exemple, microcarrier, lit fibre) et le milieu de culture circule.
- Avantages: densité cellulaire élevée, adaptée aux cellules adhérentes.
- Applications typiques: production de vaccins (par exemple, culture de cellules Vero à base de microcarrier).
Réacteur à fibres creuses
- Principe: Les cellules se développent à l'extérieur de la fibre creuse, le milieu de culture s'écoule à l'intérieur de la fibre, simulant l'environnement capillaire dans le corps.
- Avantages: densité cellulaire élevée, cisaillement faible, adapté aux produits sécrétoires (par exemple, anticorps).
- Applications: Échelle de laboratoire ou production de petits lots.
Paramètres de contrôle des clés
- Paramètres physiques: température, vitesse d'agitation, oxygène dissous (DO), pH, concentration de CO2.
- Paramètres chimiques: Concentration de métabolites tels que le glucose, le lactate, l'ammoniac, etc. (via des capteurs en ligne ou une détection hors ligne).
- Paramètres biologiques: densité cellulaire (viabilité), expression du produit (par exemple le titre d'anticorps), analyse du flux métabolique.
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