Especificações Técnicas (Parâmetros Biológicos)
| Parâmetro |
ESPECIFICAÇÃO |
| Material |
aço inoxidável 316L |
| Volume de Trabalho |
20 L – 5.000 L |
| Tipos de Células Aplicáveis |
Linhas celulares adaptadas à suspensão (por exemplo, CHO, HEK293, Sf9, BHK, MDCK) |
| Faixa de Densidade Celular |
1–10 × 10⁶ células/mL (Faixa operacional típica: 5–7 × 10⁶ células/mL) |
| Modos de Cultivo |
Lote, Lote Alimentado, Perfusão |
| Sistema de Agitação |
Acionamento magnético montado na base; 20–200 rpm (±1 rpm); motor servo CA |
| Tipo de Pás |
Agitador do tipo marinho (baixa cisalhamento, alta eficiência de mistura) |
| Potência de Entrada por Volume (P/V) |
30–50 W/m³ |
| Controle de temperatura |
5–60 °C, ±0,1 °C (controle dual PID com jaqueta) |
| controle de pH |
Faixa: 2–12; Precisão: ±0,01; Dosagem automática de base/CO₂ |
| Oxigénio dissolvido (DO) |
0–200 %, ±1 %; Mistura de gases com O₂, N₂ e ar |
| Gases de arejamento |
Ar, O₂, N₂, CO₂ |
| Modos de arejamento |
Arejamento profundo e arejamento superficial |
| Vazão de arejamento |
0,3–2,0 vvm (volume de gás por volume de meio por minuto) |
| Escalabilidade |
Até 5.000 L; ampliação de escala com base em parâmetros adimensionais (P/V, Re, vvm) |
| Tecnologia de Selagem |
Selagem magnética de fluido (sem vazamento, sem necessidade de manutenção, estéril) |
| Sistema de Controle |
Controlador industrial autônomo (não requer PC externo); suporta acesso remoto via smartphone ou computador |
| Recursos de Automação |
Suporte integrado para Planejamento de Experimentos (DoE); estratégias automatizadas de alimentação; controle multipomba (até 6 bombas por controlador × 4 canais) |
| Proteção contra falha de energia |
Reinicialização automática com recuperação de parâmetros |
| Esterilização |
Compatível com esterilização in loco (SIP) |
Principais Vantagens Biológicas
1. Alta Densidade Celular e Produtividade:
O design otimizado do sistema para transferência de massa e calor permite densidades celulares de até 10⁷ células/mL — 10 a 20 vezes superiores às obtidas em culturas convencionais em frascos agitados — aumentando significativamente o rendimento do produto.
2. Escalabilidade Robusta:
A ampliação do processo baseia-se em parâmetros adimensionais (P/V, Re, vvm), garantindo desempenho consistente desde a escala laboratorial até a escala industrial de 2.000 L. A validação da ampliação exige três lotes consecutivos com variação lote a lote na densidade celular e no título inferior a 10%.
3. Controle Preciso do Meio Ambiente:
Temperatura: ±0,1 °C
pH: ±0,01
OD: ±1%
Atende requisitos rigorosos para processos biológicos sensíveis.
4. Otimização de Processo de Alta Produtividade:
A funcionalidade integrada de Planejamento de Experimentos (DoE) permite a otimização simultânea de múltiplos parâmetros, reduzindo drasticamente os prazos de desenvolvimento do processo.
5. Compatibilidade com Escala Industrial:
Apresenta design estrutural de leito fixo e tecnologia de vedação magnética de fluidos, garantindo estabilidade do sistema, esterilidade, ausência de vazamentos, ausência de desgaste e operação sem necessidade de manutenção durante a ampliação da escala.
6. Automação Total:
Opera sem necessidade de computador externo; suporta monitoramento e controle remotos por meio de dispositivos conectados à internet (smartphone ou computador). Inclui execução automatizada de estratégias de alimentação.
7. Proteção contra Falha de Energia:
Equipado com reinício automático após a perda de energia, restaurando todos os parâmetros de controle às condições anteriores à interrupção, para garantir cultivos contínuos de longo prazo.
Aplicações 1. Produção de Anticorpos Monoclonais:
Suporta cultura em suspensão de alta densidade de células CHO. Em escala de 500 L, atinge OD₆₀₀ > 300 e coeficiente de transferência de oxigênio (kLa) de até 675 h⁻¹, aumentando significativamente o rendimento de anticorpos monoclonais (mAb).
2. Expressão de Proteínas Recombinantes:
Controle preciso de temperatura (4–80 °C) e regulação de pH otimizam as condições de expressão de proteínas, como insulina e hormônios do crescimento.
3. Produção de Vetores Virais:
Adequado para cultura em suspensão de adenovírus, AAV, entre outros. Agitação otimizada (60–80 rpm) e aeração (0,5–1,5 vvm) aumentam o título viral.
4. Fermentação Microbiana de Alta Densidade:
Aplicável a E. coli e leveduras, suportando OD₆₀₀ > 300, ideal para produção de antibióticos e proteínas recombinantes.
Recomendações para Otimização de Processo
1. Otimização da Agitação:
• Iniciar em 60–80 rpm.
• Quando a densidade celular ultrapassar 5 × 10⁶ células/mL, reduzir para 40–60 rpm para minimizar danos por cisalhamento.
2. Estratégia de Alimentação:
Utilizar sistemas automatizados de alimentação em batelada alimentada/perfusão com ajuste em tempo real com base em metabólitos (por exemplo, glicose, lactato). Cada um dos 4 controladores pode gerenciar até 6 bombas peristálticas de alta precisão, permitindo protocolos complexos de alimentação em múltiplos estágios ou com múltiplos nutrientes.
3. Controle de Oxigênio Dissolvido:
Manter o OD entre 30–50% durante as fases de alta densidade. Ajustar o vvm (0,3–2,0) e a agitação (50–100 rpm) conforme necessário. Para células com alta demanda de oxigênio, utilizar modo de aeracao dupla: borbulhamento profundo durante a esterilização e aeracao superficial durante o cultivo.
4. Configuração de Cultivo em Perfusão: Utilizar um dispositivo de retenção celular para manter a densidade celular em 5–7 × 10⁶ células/mL. Iniciar a taxa de perfusão em 0,1–0,3 volumes do reator por dia, aumentando-a para 0,5–1,0 volumes por dia à medida que a densidade celular aumenta.
5. Validação de Ampliação de Escala:
Mantenha P/V = 30 W/m³ ajustando o diâmetro do impulsor e a velocidade. Realize 3–5 lotes piloto para coletar dados sobre temperatura, pH, OD (oxigênio dissolvido), densidade celular e título, visando uma modelagem robusta de ampliação de escala.
6. Garantia de Estabilidade:
Selos magnéticos de fluido asseguram a integridade estéril na interface do eixo do agitador. Siga sempre os procedimentos operacionais assépticos e realize testes regulares de integridade do sistema, bem como validação da esterilização.
