Aperçu du produit
Le CELLIPOWER06 est un bioreacteur de type panier spécifiquement conçu pour la culture de cellules adhérentes sur des supports de type feuille (disques fibreux). En retenant les cellules à l’intérieur des disques fibreux, ce système réduit au maximum les contraintes de cisaillement et les dommages induits par les bulles. Il convient à la culture adhérente de cellules animales et d’insectes, notamment pour la production à grande échelle de vaccins viraux, de protéines recombinantes et de vecteurs viraux. Le système a été appliqué avec succès à l’échelle industrielle de 400 L pour des cultures de cellules Vero, MDCK et CHO.
Avantages techniques principaux
Conception à lit fixe de type feuille
Utilise des matrices de croissance à haute densité structurées en nid d'abeille (telles que les disques Fibra-Cel® ou les supports DISKS), offrant une surface spécifique ultra-élevée (environ 1200 cm²/g). Cela permet aux cellules de croître sous forme de monocouches au sein de la structure du support, améliorant ainsi de façon significative la densité cellulaire et l’efficacité de la culture.
Contrainte de cisaillement minimisée
La conception du lit fixe de type panier maintient fermement les supports à l’intérieur du bioréacteur, empêchant totalement tout contact entre les cellules et l’agitateur. La contrainte de cisaillement est réduite au minimum, la viabilité cellulaire dépassant 95 %. Ce système est particulièrement adapté aux cellules sensibles au cisaillement, telles que les lignées Vero, MDCK et CHO.
Densité cellulaire élevée et stabilité
Les cellules s’attachent fermement au sein de la matrice du support et se détachent moins facilement, ce qui permet une culture stable à long terme (> 7 jours). Cela améliore considérablement le rendement en produit tout en réduisant les niveaux d’ADN des cellules hôtes dans le récoltât.
Validation à l’échelle industrielle
Appliqué avec succès dans la production de vaccins et de protéines recombinantes à l’échelle de 400 L, notamment le vaccin antirabique à base de cellules Vero, la production d’érythropoïétine (EPO) à partir de cellules CHO et le vaccin antigrippal aviaire à base de cellules MDCK.
Conception modulaire
Prend en charge le nettoyage et la stérilisation en ligne (CIP/SIP), des systèmes de chargement/déchargement automatique de supports en option, ainsi que la surveillance des points froids lors de la stérilisation afin de répondre aux exigences des bonnes pratiques de fabrication (BPF).
Capacité de surveillance à distance
Entièrement intégré aux systèmes SCADA pour l’enregistrement en temps réel des données et la commande à distance, garantissant ainsi la cohérence des procédés sur plusieurs lots et sites de production.
Production de vaccins viraux
Cellules Vero : vaccin antirabique, vaccin inactivé contre la poliomyélite (VIP), vaccin contre la diarrhée épidémique porcine, vaccin contre la fièvre hémorragique avec syndrome rénal, vaccin contre la peste porcine classique
Cellules MDCK : vaccin antigrippal aviaire
Cellules BSR : vaccin vétérinaire antirabique
Cellules diploïdes : vaccin antirabique humain (d’origine diploïde)
Expression de protéines recombinantes
Cellules CHO : érythropoïétine (EPO)
Cellules Vero : autres protéines recombinantes
Culture en perfusion continue
Permet une perfusion continue jusqu’à 35 jours avec une densité cellulaire stable et de faibles niveaux d’ADN résiduel des cellules hôtes.
Montée en échelle et fabrication
Adapté à la validation complète, du laboratoire à la production industrielle, y compris la préparation d’échantillons à l’échelle pilote et la fabrication commerciale à grande échelle.
Spécifications techniques
Volume de travail
20–400 L
Type de jante
Supports en disque de fibre polyester (disponibles en différentes tailles de pores et épaisseurs)
Charge recommandée du support
30 g/L
Contrôle de l'agitation
50–300 tr/min, entraînement magnétique
Contrôle de la concentration en O₂ dissous (DO)
0–100 %, ±1 % (via mélange gazeux commandé par un débitmètre massique)
Contrôle de Température
5–65 °C, ±0,1 °C
Oxygène dissous (DO)
40 %, ±2 %, permet le mélange O₂/N₂/air
contrôle du pH
2–12, ±0,01, équipé d’un système d’alimentation automatique en alcali/CO₂
Système d'aération
Diffusion profonde, 0,3–2 vvm
Système d'alimentation
4 contrôleurs, chacun prenant en charge jusqu’à 6 pompes péristaltiques haute précision
Densité cellulaire maximale
Jusqu’à 4,5 × 10⁷ cellules/mL
Méthode de stérilisation
SIP (stérilisation en place)
Matériau
acier inoxydable 316L (conforme à la classe VI USP)
CERTIFICATIONS
FDA 21 CFR partie 11, BPF
Système de contrôle
Architecture distribuée avec gestion multi-niveaux des accès utilisateurs et fonctionnalité de traçabilité (audit trail)
Études de cas réussies
Vaccin antirabique à base de cellules Vero
À l’échelle de 400 L, viabilité cellulaire > 98 % et titre viral de 1,2 × 10⁶ UFF/mL.
Production d’EPO à partir de cellules CHO
Production stable sur 35 jours en mode perfusion continue, avec une cohérence de la glycosylation > 90 %.
Vaccin contre la grippe aviaire à base de cellules MDCK
À l’échelle de 400 L, des rendements de 5 × 10⁸ TCID₅₀/mL ont été obtenus, avec un résidu d’ADN cellular hôte inférieur à 10 pg/mL.
Vaccin antirabique à base de cellules diploïdes
Production de vaccin à haute pureté avec un faible résidu d’ADN hôte, rendue possible grâce à des supports de type feuille.
Supplément technique
Principe de fonctionnement du bioréacteur à support de type feuille (disque fibreux)
Le bioréacteur à support de type feuille (également appelé bioréacteur de type panier) immobilise les cellules au sein de matrices de croissance à haute densité structurées en nid d’abeille, telles que les disques Fibra-Cel® ou les supports DISKS. Ce système offre un environnement statique de croissance similaire à celui de la culture en flacons roulants, tout en surmontant les limitations liées au passage à l’échelle des systèmes traditionnels à flacons roulants.
Ces supports sont fabriqués en fibre de polyester et en polypropylène, avec une épaisseur monocouche d'environ 0,44 mm et une taille de pore d'environ 15 μm. Dotés d'une surface spécifique très élevée (environ 1200 cm²/g), ils permettent la croissance monocouche des cellules au sein de la matrice du support. Pendant la culture, les supports sont maintenus fixés dans la structure en panier à l'intérieur du réacteur, empêchant tout contact direct entre les cellules et l'agitateur, ce qui réduit au minimum les contraintes de cisaillement et permet d'atteindre une viabilité cellulaire supérieure à 95 %.
Stratégie de montée en échelle
La stratégie de montée en échelle diffère sensiblement de celle des réacteurs conventionnels à cuve agitée :
Conception structurale à lit fixe
La charge de supports reste constante afin d'assurer une répartition uniforme des cellules au sein de la matrice.
Optimisation de l'agitation à faible cisaillement
Lors de la montée en échelle industrielle, la vitesse d'agitation est ajustée en fonction du type et de la densité des supports, généralement maintenue entre 50 et 150 tr/min afin d'éviter toute perturbation excessive.
Optimisation de l'aération
La diffusion profonde par microbulles est utilisée pour éviter l'impact direct des bulles sur les supports et garantir une répartition uniforme de l'oxygène dissous.
Soutien continu en perfusion
Le lit fixe de type panier retient les cellules et les supports, permettant une culture continue stable pendant jusqu'à 35 jours et améliorant considérablement le rendement du produit.
Conception modulaire
Permet un passage à l'échelle linéaire, du laboratoire à la production industrielle, tout en conservant des caractéristiques hydrodynamiques et de transfert de masse constantes.
Avantages du procédé
Contrainte de cisaillement minimisée
La conception du support fixe de type feuille isole totalement les cellules de l'agitateur, ce qui le rend idéal pour les cellules sensibles au cisaillement, telles que les cellules Vero, MDCK et CHO.
Densité cellulaire élevée et stabilité
Les cellules intégrées dans les supports ont moins tendance à se détacher, ce qui permet une culture stable à long terme (> 7 jours) et des rendements nettement plus élevés.
Contrôle de l'ADN des cellules hôtes
Le mécanisme d'immobilisation cellulaire basé sur les supports réduit le décollement cellulaire et abaisse la teneur résiduelle en ADN des cellules hôtes dans le récoltât, répondant ainsi aux exigences de l'OMS et de la Pharmacopée chinoise (≤ 100 pg/dose) pour les produits vaccinaux.
Flexibilité du procédé
Prend en charge les modes par lots, par lots alimentés et par perfusion continue, particulièrement adaptés à la production de vecteurs viraux et de protéines sécrétées.
Validation industrielle
Validé avec succès à l’échelle de 400 L pour plusieurs produits, notamment l’érythropoïétine (EPO) issue de cellules CHO, le vaccin antirabique issu de cellules Vero et le vaccin contre la grippe aviaire issu de cellules MDCK.
Prétraitement et procédure d’utilisation des supports
Trempage des supports
Immerger complètement les disques fibreux dans de l’eau pour préparations injectables (WFI) ou dans de l’eau purifiée jusqu’à saturation complète.
équilibration du pH
Rincer à l’eau purifiée jusqu’à ce que le pH soit proche de celui de l’eau purifiée.
Stérilisation
Charger les supports dans le bioréacteur, ajouter une solution tampon phosphate salin (PBS) et stériliser à haute température pendant 30 minutes.
Essais de stérilité
Après refroidissement, évacuer la solution PBS puis remplir avec le milieu de culture pour un test de stérilité de 48 heures.
Inoculation cellulaire
La densité d’inoculation typique est de 3–5 × 10⁵ cellules/mL. Une clarification du milieu peut être observée environ 30 minutes après l’inoculation.
Culture normale
Passage aux conditions standard de culture pour l’expansion cellulaire et la production du produit cible.
Perspectives d’application industrielle Production de vaccins
Répond à la demande mondiale de vaccins de haute qualité et économiques, notamment les vaccins antirabiques, le vaccin inactivé contre la poliomyélite (VIP) et les vaccins contre la grippe aviaire.
Expression de protéines recombinantes
Particulièrement adapté aux protéines recombinantes à forte valeur ajoutée exprimées par des cellules CHO, telles que l’érythropoïétine (EPO).
Fabrication de vecteurs viraux
Permet la production à grande échelle d’AAV, d’adénovirus et d’autres vecteurs viraux destinés aux applications de thérapie génique.
Thérapie par cellules
Applicable à l'expansion de cellules thérapeutiques, telles que les cellules souches mésenchymateuses (CSM), soutenant ainsi les progrès de la médecine régénérative.
Fabrication continue
Permet des procédés de perfusion continue qui améliorent significativement la productivité et la qualité du produit, tout en réduisant les coûts de fabrication.
