Основни биологични предимства
1. Изключително висока плътност на клетките:
Постига 10⁷–10⁸ клетки/мл, което е 100–1000 пъти по-високо от показателите при ротационни бутилки, значително увеличавайки добивите на вирусни ваксини и рекомбинантни протеини.
2. Оптимизирано производство на ваксини:
Специално проектирано за клетки Vero и MDCK, често използвани при производството на ваксини. Включва система за контрол на утаяването на микроносители, за да се осигури равномерна суспензия и да се предотврати хетерогенността на растежа при мащабиране.
3. Изключителна мащабируемост:
Валидирано до 5000 л — една от най-големите платформи за адхерентна култура в биофармацевтиката. Използва сегментирани стратегии за добавяне на течности и оптимизация на разбъркването, за да се намали утаяването на микроносителите по време на мащабиране и да се гарантира последователност на процеса.
4. Подобрена масова и топлинна трансферна ефективност:
Шестолопатковата турбина за разбъркване и конструкцията с преграда подобряват ефективността на разбъркването и преноса на кислород, като увеличават kLa с 30–40 %, за да се задоволят високите метаболитни изисквания.
5. Подобрено експресиране на продукта върху микроносители:
Многобройни клетъчни линии проявяват значително по-висока продуктивност при адхезивен растеж. Например клетките CHO произвеждат 12–27 пъти повече моноклонални антитела върху микроносители, отколкото в суспензионна култура.
6. Съгласуваност между партиди и управление на данни:
Поддържа сравнение на данни от множество партиди и функция за автоматично изпълнение на „еталонна партида“. Поддържа вариацията в клетъчната плътност между партидите в рамките на ±8 %.
7. Среда с ниско срязващо напрежение:
Скоростта на разбъркване (20–200 об/мин), комбинирана с конструкцията на турбината и преградата, осигурява срязващо напрежение ≤50 дин/см², което балансира суспендирането на микроносителите с предпазването на клетките.
Приложения 1. Производство на вирусни ваксини:
Идеална платформа за производство в големи мащаби на ваксини срещу полиомиелит, грип и SARS-CoV-2. По време на пандемията е била успешно използвана за производството на мРНК ваксини, като от една партида се получават милиони дози.
2. Размножаване на мезенхимни стволови клетки (MSC):
В култура от 1 L с микроносители Cytodex 1 се постигат 7 × 10⁸ MSC за 3 дни. Сравнено с ролер бутилки, намалява заеманата площ с 90 % и увеличава обемната клетъчна продуктивност 4,67 пъти.
3. Разработка на клетъчни терапии:
Подходяща за CAR-T клетки, индуцирани плюрипотентни стволови клетки (iPSC) и други напреднали лекарствени продукти с клетъчна терапия (ATMP), като използва микроносители за осигуряване на обширни повърхности за растеж и повишаване на клетъчния изход за персонализирана медицина.
4. Биокатализа и третиране на отпадъчни води:
Осигурява високоплътна имобилизация на микроорганизми върху микроносители, за да се подобри биокаталитичната ефективност и биодеградацията на отпадъчни води; приложима в екологичния и биоенергиен сектор.
Препоръки за оптимизиране на процеса
1. Предварителна подготовка на микроносителите:
Уравновесете и стерилизирайте микроносителите в PBS. Заредете ги при концентрация 2–5 g/L. Поддържайте стабилен pH (7,2–7,4) и температура (37 °C) по време на подготовката, за да се предотврати агрегация или утаяване.
2. Посев и прикрепване на клетките:
Начална плътност на посева: 1,5 × 10⁵ клетки/mL
След инокулацията извършете статично инкубиране в продължение на 30 минути, за да се насърчи контактът между клетките и микроносителите
По време на фазата на прикрепване поддържайте разбъркване с честота 39 об/мин, за да се запазят носителите в суспензия, като се минимизира механичното напрежение върху новоприкрепените клетки
3. Стратегия за контрол на разтворения кислород (DO) и pH:
Поддържайте DO > 40 % и pH 7,2–7,4
Използвайте двойна стратегия за контрол на DO:
Фаза на прикрепване: DO > 50 %, за да се подпомогне адхезията
Фаза на растеж: Регулирайте DO динамично в диапазона 30–50 % според метаболичната нужда, за да се подобри експресията на продукта
4. Мониторинг на културата:
Реалновременен мониторинг на температурата, pH и разтворен кислород (DO) чрез двойно PID управление. Редовно определяне на глюкоза, лактат и други метаболити за усъвършенстване на стратегиите за хранене.
5. Стратегия за мащабиране:
Преодоляване на риска от утаяване на микроносителите чрез:
Сегментирано добавяне на течност (добавяне на 1/3 от обема всеки 5 дни)
Намаляване на скоростта на разбъркване (напр. от 30 об/мин до 25 об/мин)
Ограничаване на концентрацията на микроносителите до ≤5 г/л, за да се избегне лошо разбъркване и повишено срязващо напрежение
6. Оптимизация на събирането:
Адхерентните клетки се събират лесно поради фиксирането им върху повърхността. Старата среда може да се излее, последвано от измиване и добавяне на прясна среда. При системи с микроносители се използва лизис с Тритон X-100 в комбинация с броене на клетките, за да се гарантира ефективно възстановяване (коефициент на вариация ≤ 5,17 %).
7. Оптимизация на производството на вирусни ваксини:
Инокулиране на вирусния семенен материал, когато плътността на клетките достигне максимум (10⁷–10⁸ клетки/мл)
Промяна на температурата в оптималния за вируса диапазон (обикновено 33–37 °C)
Прилагане на стратегия с посяване при ниска плътност и експанзия при висока плътност, за да се максимизира вирусният добив
