bioréacteur de culture cellulaire adhérente pour produits biopharmaceutiques

Vue d’ensemble des bioréacteurs de culture de cellules adhérentes

Les bioréacteurs de culture cellulaire adhérente contiennent généralement un module de mélange et de transfert de masse, un système de paramétrage en ligne, un module de culture et un support immobilisé lamellaire. Les cellules adhèrent à la surface des supports, et la solution de culture est perfusée en continu ou par intermittence et circule à travers les supports pour assurer l’apport en nutriments et l’élimination des déchets métaboliques, ce qui permet de réaliser une culture à haute densité cellulaire. Le bioréacteur de culture cellulaire adhérente fournit un environnement de croissance stable, contrôlé et à faible cisaillement pour les cellules de mammifères, les cellules souches, etc.

Caractéristiques

• Nouvelle structure de support en flocons : la configuration interne du support fixe en flocons multicouches, le matériau présente à la fois une bonne biocompatibilité et une surface hydrophile, ce qui est propice à l’attachement, à la croissance et à la différenciation des cellules. Les supports sont disposés de manière compacte, ce qui leur confère une grande surface spécifique.
• Système d’alimentation continue en nutriments par perfusion : Alimentation continue en milieu de culture frais par perfusion externe, tout en éliminant les produits métaboliques pour maintenir la stabilité et la vitalité de l’environnement de croissance cellulaire.
• Conception du champ d’écoulement à faible cisaillement : Le système de mélange à air comprimé assure un flux uniforme de la solution de culture entre les supports de feuilles sans générer de force de cisaillement nuisible aux cellules, ce qui convient aux types de cellules sensibles à la mécanique.
• Contrôle automatique multiparamètres : le pH, la température, l’oxygène dissous, le débit et d’autres paramètres peuvent être contrôlés en temps réel et en boucle fermée, ce qui permet aux utilisateurs d’ajuster les paramètres de fonctionnement en fonction de l’état métabolique des cellules.
• Structure modulaire intégrée : chaque module est conçu indépendamment, peut être rapidement démonté pour le nettoyage ou le remplacement des composants, prend en charge une variété de sacs de culture ou de programmes de transport, peut être transformé en système de réacteur jetable.

Principe de fonctionnement

1. Le cœur du bioréacteur de culture cellulaire adhérente réside dans l’adsorption des cellules à la surface d’un support solide et dans la réalisation d’une alimentation dynamique et d’un échange de liquide résiduel par perfusion de la circulation externe.
2. Fixation interne du support : les cellules sont ensemencées sur la surface du support avec un revêtement, et la période statique initiale favorise l’attachement des cellules.
3. Fonctionnement du module de perfusion : le liquide de culture est transporté du réservoir à l’intérieur du réacteur par une pompe de circulation et traverse la couche de support à travers la structure d’infiltration, ce qui permet un échange continu de nutriments et de gaz.
4. Contrôle du transfert de masse gaz-liquide : les gaz sont ajoutés sous la forme d’un contacteur à membrane ou de microbulles, et l’efficacité du transfert d’oxygène est élevée ; en même temps, la sonde d’oxygène dissous est combinée pour la régulation en retour.
5. Régulation et contrôle automatiques de l’environnement : le pH, l’oxygène dissous, la température, etc. sont collectés en temps réel par le capteur ; le contrôleur règle le chauffage, la vanne de gaz carbonique, la pompe électromagnétique et d’autres composants pour ajuster les instructions, de sorte que les conditions environnementales soient toujours maintenues dans la fourchette cible.
6. Récolte des cellules : après la fin de la culture, les cellules adhérentes peuvent être récupérées par digestion enzymatique ou par des moyens mécaniques, ce qui convient pour la séparation ultérieure de la purification ou de l’expérience fonctionnelle.
7. Le système fonctionne en synergie avec la perfusion et le flux à faible cisaillement, de sorte que les cellules dans le processus de culture à long terme conservent leur vitalité et leur stabilité métabolique, ce qui permet d’obtenir une densité cellulaire bien supérieure à celle de la culture en suspension.

Domaines d’application

• Production de vaccins : le vaccin contre la rage, le vaccin contre l’hépatite A, le vaccin contre le poliovirus et d’autres vecteurs viraux dépendent de la production de cultures cellulaires à parois de haute densité, telles que les cellules Vero, les cellules MDCK, etc.
• Recherche sur l’expansion et la différenciation des cellules souches : convient aux cellules souches embryonnaires humaines, aux cellules souches pluripotentes induites et à d’autres processus d’expansion à grande échelle et de différenciation dirigée.
• Industrie de la thérapie cellulaire : Les cellules CAR-T, les cellules souches mésenchymateuses et d’autres produits cellulaires sont largement utilisés dans le traitement clinique. Le réacteur peut être utilisé comme plate-forme de préparation précoce pour améliorer le rendement et l’activité.
• Plate-forme d’expression de protéines recombinantes : certaines cellules de mammifères expriment des protéines recombinantes de manière plus stable à l’état adhérent, ce qui convient au dépistage précoce ou à la production d’échantillons à l’état de traces.
• Criblage biomédical et de médicaments : Les réacteurs à paroi adhérente permettent d’établir des modèles d’ingénierie tissulaire en 3D ou des microenvironnements tumoraux pour tester l’efficacité des médicaments et étudier les mécanismes, améliorant ainsi la pertinence physiologique des expériences in vitro.