Přehled produktu
CELLIPOWER06 je košový bioreaktor speciálně navržený pro kultivaci adhezních buněk na nosičích ve formě listů (vláknitých disků). Tím, že buňky zůstávají zachyceny uvnitř vláknitých diskových nosičů, systém minimalizuje smykové napětí a poškození způsobené bublinami do nejvyšší možné míry. Je vhodný pro adhezní kultivaci živočišných a hmyzích buněk, zejména pro průmyslovou výrobu virových vakcín, rekombinantních proteinů a virových vektorů. Systém byl úspěšně nasazen v průmyslovém měřítku 400 L pro kultivaci buněk Vero, MDCK a CHO.
Základní technické výhody
Konstrukce pevného lože ve formě listů
Využívá vysokohustotních růstových matic se strukturou včelího plástve (např. disky Fibra-Cel® nebo nosiče DISKS), které poskytují extrémně vysokou měrnou povrchovou plochu (přibližně 1200 cm²/g). To umožňuje buňkám růst jako monovrstvy uvnitř struktury nosiče, čímž výrazně zvyšuje buněčnou hustotu a účinnost kultivace.
Minimalizované smykové napětí
Košíkový design pevného lůžka zajistí nosiče uvnitř bioreaktoru a zcela zabrání kontaktu mezi buňkami a míchaním. Smykové napětí je redukováno na minimum, životaschopnost buněk přesahuje 95 %. Zvláště vhodné pro buňky citlivé na smykové napětí, jako jsou Vero, MDCK a CHO.
Vysoká buněčná hustota a stabilita
Buňky se pevně přichytí uvnitř matrice nosiče a jejich odštěpování je méně pravděpodobné, což umožňuje dlouhodobou stabilní kultivaci (> 7 dní). To výrazně zvyšuje výtěžek produktu a současně snižuje hladinu DNA hostitelských buněk ve sběru.
Ověřeno na průmyslové úrovni
Úspěšně použito při výrobě vakcín a rekombinantních proteinů o objemu 400 l, včetně vakcíny proti vzteklině na bázi buněk Vero, výroby EPO na bázi buněk CHO a vakcíny proti ptací chřipce na bázi buněk MDCK.
Modulární inženýrský návrh
Podporuje online čištění a sterilizaci CIP/SIP, volitelné automatické systémy pro nakládání/vykládání nosičů a monitorování míst s nejnižší teplotou během sterilizace, aby byly splněny požadavky GMP.
Možnost dálkového monitorování
Plně integrováno se systémy SCADA pro záznam dat v reálném čase a dálkové řízení, což zajišťuje konzistenci procesu napříč více šaržemi a výrobními místy.
Výroba virových vakcín
Buňky Vero: vakcína proti vzteklině, inaktivovaná poliovakcína (IPV), vakcína proti průjmové nemoci prasat, vakcína proti hemoragické horečce s renálním syndromem, vakcína proti klasické moru prasat
Buňky MDCK: vakcína proti ptací chřipce
Buňky BSR: veterinární vakcína proti vzteklině
Diploidní buňky: lidská vakcína proti vzteklině (původu diploidních buněk)
Exprese rekombinantních proteinů
Buňky CHO: erytropoetin (EPO)
Buňky Vero: jiné rekombinantní proteiny
Kontinuální perfuzní kultivace
Podporuje kontinuální perfuzi až po dobu 35 dnů při stabilní hustotě buněk a nízkých hladinách reziduální DNA hostitelských buněk.
Zvětšení měřítka a výroba
Vhodné pro plnou validaci od laboratorního měřítka až po průmyslovou výrobu, včetně přípravy vzorků na pilotní úrovni a komerční výroby v velkém měřítku.
Technické specifikace
Pracovní objem
20–400 l
Typ nositele
Nosné disky z polyesterových vláken (k dispozici v různých velikostech pórů a tloušťkách)
Doporučené zatížení nosného materiálu
30 g/l
Řízení míchání
50–300 ot/min, magneticky poháněné
Řízení koncentrace rozpuštěného kyslíku (DO)
0–100 %, ±1 % (pomocí regulátoru průtoku hmotnosti pro smíchání plynů)
Kontrolní teplota
5–65 °C, ±0,1 °C
Dissolved Oxygen (DO)
40 %, ±2 %, podporuje smíchání O₂/N₂/vzduchu
řízení pH
2–12, ±0,01, vybaveno automatickým systémem přívodu zásad a CO₂
Aerační systém
Hluboké provzdušňování, 0,3–2 vvm
Krmivá soustava
4 regulátory, každý podporuje až 6 vysokopřesných peristaltických čerpadel
Maximální hustota buněk
Až 4,5 × 10⁷ buněk/mL
Metoda sterilizace
SIP (sterilizace na místě)
Materiál
nerezová ocel 316L (vyhovuje USP třídě VI)
CERTIFIKACE
FDA 21 CFR část 11, GMP
Řídicí systém
Distribuovaná architektura s víceúrovňovým správcem přístupu uživatelů a funkcí auditní stopy
Úspěšné případové studie
Očkovací látka proti vzteklině na bázi buňky Vero
V měřítku 400 L byla dosažena viabilita buněk vyšší než 98 % a virová titrace 1,2 × 10⁶ FFU/mL.
Výroba EPO na bázi buněk CHO
Byla dosažena stabilní výroba po dobu 35 dnů v režimu nepřetržité perfuze s konzistencí glykosylace vyšší než 90 %.
Vakcína proti ptím chřipkám na buňkách MDCK
V měřítku 400 L byly dosaženy výnosy 5 × 10⁸ TCID₅₀/mL s reziduální DNA hostitelských buněk <10 pg/mL.
Diploidní vakcína proti vzteklině
Byla dosažena výroba vakcíny vysoké čistoty s nízkým obsahem reziduální DNA hostitelských buněk za podpory nosičů typu list.
Technická příloha
Princip fungování bioreaktoru s nosičem typu list (disk z vláken)
Bioreaktor s nosičem typu list (známý také jako košíkový bioreaktor) imobilizuje buňky v hustých růstových maticích s medovým strukturálním uspořádáním, jako jsou disky Fibra-Cel® nebo nosiče DISKS. Tím poskytuje statické růstové prostředí podobné kultivaci ve válcových lahvičkách, avšak překonává omezení škálovatelnosti tradičních válcových systémů.
Tyto nosiče jsou vyrobeny z polyesterových a polypropylenových vláken, mají jednovrstvou tloušťku přibližně 0,44 mm a velikost póru přibližně 15 μm. Díky velmi vysoké měrné povrchové ploše (přibližně 1200 cm²/g) podporují růst buněk v jedné vrstvě uvnitř matrice nosiče. Během kultivace jsou nosiče upevněny v košíkové konstrukci uvnitř reaktoru, čímž se zabrání přímému kontaktu buněk s míchací turbínou a minimalizuje se tak smykové napětí, což umožňuje dosáhnout životaschopnosti buněk nad 95 %.
Strategie zvětšení měřítka
Strategie zvětšení měřítka se výrazně liší od běžných míchaných nádobových reaktorů:
Konstrukce pevného lože
Množství nasypaných nosičů zůstává konstantní, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení buněk v matici.
Optimalizace míchání za nízkého smykového napětí
Při průmyslovém zvětšení měřítka je rychlost míchání upravována podle typu a hustoty nosičů, obvykle se udržuje v rozmezí 50–150 ot/min, aby nedošlo k nadměrnému rušení.
Optimalizace aerace
K hlubokému zásobování mikrobobkami se používá mikrobobková aerace, aby se zabránilo přímému dopadu bublin na nosiče a zajistila se rovnoměrná distribuce rozpuštěného kyslíku.
Nepřetržitá perfuzní podpora
Košíkový pevný lůžkový systém udržuje buňky a nosiče, což umožňuje stabilní nepřetržitou kultivaci až po dobu 35 dnů a výrazně zvyšuje výtěžek produktu.
Modulární design
Umožňuje lineární škálování od laboratorních až po průmyslové výrobní poměry při zachování konzistentních hydrodynamických a přenosových charakteristik hmoty.
Výhody procesu
Minimalizované smykové napětí
Konstrukce pevného lůžka ve formě listových nosičů úplně izoluje buňky od míchacího zařízení (impeleru), čímž je ideální pro buňky citlivé na smykové síly, jako jsou Vero, MDCK a CHO.
Vysoká buněčná hustota a stabilita
Buňky zapuštěné v nosičích se méně pravděpodobně odpojují, což umožňuje dlouhodobou stabilní kultivaci (> 7 dnů) a výrazně vyšší výtěžky.
Kontrola DNA hostitelských buněk
Mechanismus imobilizace buněk na nosičích snižuje odštěpování buněk a snižuje množství reziduální DNA hostitelských buněk ve sběru, čímž jsou splněny požadavky WHO a Čínské farmakopoeje na vakcíny (≤ 100 pg/dávka).
Flexibilita procesu
Podporuje dávkový, dávkově přiváděný a nepřetržitý perfuzní režim, zejména vhodný pro výrobu virových vektorů a sekretovaných proteinů.
Průmyslová validace
Úspěšně validováno na měřítku 400 L pro více produktů, včetně EPO odvozeného z buněk CHO, vakcíny proti vzteklině na bázi buněk Vero a vakcíny proti ptací chřipce na bázi buněk MDCK.
Předúprava nosiče a postup jeho použití
Namočení nosiče
Nosiče ve formě vláknových disků úplně ponořte do vody pro injekce (WFI) nebo čisté vody, dokud se zcela nesytí.
vyrovnaní pH
Opláchněte čistou vodou, dokud nebude pH blízké pH čisté vody.
Sterilizace
Vložte nosiče do bioreaktoru, přidejte roztok PBS a sterilizujte při vysoké teplotě po dobu 30 minut.
Testování sterility
Po ochlazení vypusťte roztok PBS a naplňte bioreaktor kultivačním médiem pro sterilitní test trvající 48 hodin.
Inokulace buněk
Typická hustota inokulace je 3–5 × 10⁵ buněk/mL. Projasnění média lze pozorovat přibližně 30 minut po inokulaci.
Standardní kultivace
Přechod na standardní podmínky kultivace pro rozšiřování buněk a produkci cílového produktu.
Průmyslové aplikace a vyhlídky Výroba vakcín
Splňuje celosvětovou poptávku po vysoce kvalitních a cenově výhodných vakcínách, včetně vakcín proti vzteklině, IPV a ptací chřipce.
Exprese rekombinantních proteinů
Zvláště vhodné pro rekombinantní proteiny s vysokou hodnotou exprimované v buňkách CHO, např. EPO.
Výroba virových vektorů
Podporuje průmyslovou výrobu AAV, adenovirů a dalších virových vektorů pro aplikace v genové terapii.
Buněčná terapie
Vhodné pro rozšiřování terapeutických buněk, jako jsou mezenchymální kmenové buňky (MSC), a podporuje pokroky v oblasti regenerativní medicíny.
Průběžná výroba
Umožňuje průběžné perfuzní procesy, které výrazně zvyšují produktivitu a kvalitu výrobku a současně snižují výrobní náklady.
