Klíčové biologické výhody
1. Ultra-vysoká hustota buněk:
Dosahuje 10⁷–10⁸ buněk/mL, tj. 100 až 1 000krát vyšší než u válcových lahviček, což výrazně zvyšuje výtěžek virových vakcín a rekombinantních proteinů.
2. Optimalizace výroby vakcín:
Speciálně navrženo pro buňky Vero a MDCK, které se běžně používají při výrobě vakcín. Zahrnuje systém řízení usazování mikronosičů, který zajišťuje rovnoměrnou suspenzi a zabrání heterogenitě růstu v průmyslovém měřítku.
3. Vynikající škálovatelnost:
Ověřeno až do objemu 5 000 L – jedna z největších adherentních kultivačních platform v oboru biolékařství. Využívá segmentované strategie přídavku kapaliny a optimalizaci míchání za účelem potlačení usazování mikronosičů při zvětšování měřítka, čímž zajišťuje konzistenci procesu.
4. Zlepšený přenos hmoty a tepla:
Šestilopatkový impeler spolu s přepážkou zlepšují účinnost míchání a přenosu kyslíku, čímž se hodnota kLa zvýší o 30–40 %, aby byly splněny vysoké metabolické požadavky.
5. Zvýšená exprese produktu na mikronosičích:
Mnoho buněčných linií vykazuje výrazně vyšší produkční schopnost v případě přilnavého růstu. Například buňky CHO produkují na mikronosičích 12–27× více monoklonálních protilátek než v suspenzní kultuře.
6. Konzistence šarží a správa dat:
Podporuje porovnání dat z více šarží a funkci automatického spuštění tzv. „zlaté šarže“. Variabilita buněčné hustoty mezi jednotlivými šaržemi je udržována v rozmezí ±8 %.
7. Prostředí s nízkým smykovým napětím:
Otáčky míchadla (20–200 ot./min) ve spojení s konstrukcí impeleru a přepážky udržují smykové napětí ≤50 dyn/cm², čímž je dosaženo rovnováhy mezi suspenzí mikronosičů a ochranou buněk.
Použití 1. Výroba virových vakcín:
Ideální platforma pro průmyslovou výrobu vakcín proti poliomyelitidě, chřipce a SARS-CoV-2. Během pandemie byla úspěšně nasazena i pro výrobu mRNA vakcín, přičemž jedna šarže umožnila vyrobit miliony dávek.
2. Rozšiřování mesenchymálních kmenových buněk (MSC):
V 1 L kultury s použitím mikronosičů Cytodex 1 dosahuje 7 × 10⁸ buněk MSC za 3 dny. Oproti otáčecím lahvím šetří 90 % plochy a zvyšuje objemový výnos buněk 4,67násobně.
3. Vývoj buněčné terapie:
Vhodné pro buňky CAR-T, indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC) a jiné pokročilé léčivé přípravky založené na buňkách (ATMP), využívající mikronosiče k poskytnutí rozsáhlých povrchů pro růst a zvýšení výstupu buněk pro personalizovanou medicínu.
4. Biokatalýza a čištění odpadních vod:
Umožňuje imobilizaci mikroorganismů ve vysoké hustotě na mikronosičích, čímž zvyšuje účinnost biokatalýzy a biologický rozklad odpadních vod; aplikovatelné v oblasti životního prostředí a bioenergetiky.
Doporučení pro optimalizaci procesu
1. Předúprava mikronosičů:
Vyrovnejte a sterilizujte mikronosiče v PBS. Použijte v koncentraci 2–5 g/L. Během přípravy udržujte stabilní pH (7,2–7,4) a teplotu (37 °C), aby nedošlo k aglomeraci nebo usazování.
2. Sezení a přichycení buněk:
Počáteční hustota osívání: 1,5 × 10⁵ buněk/mL
Po inokulaci statická inkubace po dobu 30 minut za účelem podpory kontaktu buněk s mikronosiči
Během fáze přichycování udržujte mírné míchání rychlostí 39 ot./min, aby zůstaly mikronosiče ve vznosu a současně bylo minimalizováno smykové namáhání nově přichycených buněk
3. Strategie řízení koncentrace rozpuštěného kyslíku (DO) a pH:
Udržujte DO > 40 % a pH v rozmezí 7,2–7,4
Použijte dvourežimové řízení DO:
Fáze přichycování: DO > 50 % pro podporu adheze
Fáze růstu: Dynamicky upravujte DO na rozmezí 30–50 % podle metabolické potřeby za účelem zvýšení exprese produktu
4. Monitorování kultivace:
Real-time monitorování teploty, pH a DO pomocí dvou PID regulátorů. Pravidelně stanovujte koncentrace glukózy, kyseliny mléčné a dalších metabolitů za účelem optimalizace strategií přídavku živin.
5. Strategie škálování:
Vyřešte riziko usazování mikronosičů následujícím způsobem:
Postupné přidávání kapaliny (přidejte 1/3 objemu každých 5 dní)
Postupné snižování míry míchání (např. z 30 ot./min na 25 ot./min)
Omezte koncentraci mikronosičů na ≤ 5 g/L, aby nedošlo k nedostatečnému promíchání a zvýšenému smykovému napětí
6. Optimalizace sběru buněk:
Adherentní buňky lze snadno sbírat díky jejich povrchové fixaci. Staré médium lze dekantovat, následně provést oplach a přidat čerstvé médium. U systémů s mikronosiči použijte lyzi pomocí Tritonu X-100 v kombinaci s počítáním buněk, aby byla zajištěna účinná recese (CV ≤ 5,17 %).
7. Optimalizace výroby virových vakcín:
Inokulujte virové osivo v době maximální buněčné hustoty (10⁷–10⁸ buněk/mL)
Upravte teplotu na rozsah optimální pro replikaci viru (obvykle 33–37 °C)
Použijte strategii nízkohustotního osívání a vysokohustotní expanze za účelem maximalizace virového výtěžku
