Ключевые биологические преимущества
1. Чрезвычайно высокая плотность клеток:
Достигает 10⁷–10⁸ клеток/мл — в 100–1000 раз выше, чем в ролловых флаконах, что значительно повышает выход вирусных вакцин и рекомбинантных белков.
2. Оптимизация производства вакцин:
Специально адаптирован для клеток Vero и MDCK, широко используемых при производстве вакцин. Включает систему контроля осаждения микронесущих частиц, обеспечивающую равномерную суспензию и предотвращающую неоднородность роста при масштабировании.
3. Выдающаяся масштабируемость:
Прошел валидацию до объёма 5000 л — один из крупнейших платформ для адгезивных культур в биофармацевтике. Использует сегментированные стратегии добавления жидкости и оптимизацию перемешивания для минимизации оседания микронесущих частиц при масштабировании, обеспечивая стабильность процесса.
4. Улучшенный массо- и теплообмен:
Шестилопастная мешалка в сочетании с перегородкой повышает эффективность перемешивания и передачи кислорода, увеличивая коэффициент массопередачи kLa на 30–40 % для удовлетворения высоких метаболических потребностей.
5. Повышенная экспрессия продукта на микронесущих частицах:
Многие клеточные линии демонстрируют значительно более высокую продуктивность в адгезивной культуре. Например, клетки CHO продуцируют в 12–27 раз больше моноклональных антител на микронесущих частицах по сравнению с суспензионной культурой.
6. Согласованность серии и управление данными:
Поддерживает сравнение данных нескольких серий и функцию автоматического запуска «эталонной серии». Обеспечивает отклонение плотности клеток от серии к серии в пределах ±8 %.
7. Среда с низким сдвиговым напряжением:
Скорость перемешивания (20–200 об/мин) в сочетании с конструкцией мешалки и перегородки поддерживает сдвиговое напряжение на уровне ≤50 дин/см², обеспечивая баланс между поддержанием микронесущих частиц во взвешенном состоянии и защитой клеток.
Области применения 1. Производство вирусных вакцин:
Идеальная платформа для крупномасштабного производства вакцин против полиомиелита, гриппа и SARS-CoV-2. Во время пандемии успешно использовалась для производства мРНК-вакцин: одна серия позволяла получить миллионы доз.
2. Расширение мезенхимальных стволовых клеток (MSC):
В 1-литровой культуре с использованием микронесущих частиц Cytodex 1 достигается получение 7 × 10⁸ MSC за 3 дня. По сравнению с роллерными флаконами позволяет сократить занимаемую площадь на 90 % и увеличить объёмный выход клеток в 4,67 раза.
3. Разработка клеточной терапии:
Подходит для CAR-T-клеток, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) и других лекарственных средств передового терапевтического назначения (ATMP), используя микронесущие частицы для обеспечения обширной поверхности роста и повышения выхода клеток в рамках персонализированной медицины.
4. Биокатализ и очистка сточных вод:
Обеспечивает иммобилизацию микроорганизмов с высокой плотностью на микронесущих частицах для повышения эффективности биокатализа и биодеградации сточных вод; применимо в экологических и биоэнергетических отраслях.
Рекомендации по оптимизации процесса
1. Предварительная подготовка микронесущих частиц:
Уравновесьте и стерилизуйте микронесущие частицы в буфере PBS. Загрузите в концентрации 2–5 г/л. Поддерживайте стабильный pH (7,2–7,4) и температуру (37 °C) в ходе подготовки, чтобы предотвратить агрегацию или оседание частиц.
2. Засев клеток и их адгезия:
Исходная плотность засева: 1,5 × 10⁵ клеток/мл
После инокуляции — статическая инкубация в течение 30 минут для улучшения контакта клеток с микронасосами
Во время фазы прикрепления поддерживайте перемешивание со скоростью 39 об/мин, чтобы поддерживать носители во взвешенном состоянии и одновременно минимизировать сдвиговые нагрузки на вновь прикреплённые клетки
3. Стратегия контроля концентрации растворённого кислорода (DO) и pH:
Поддерживайте DO > 40 % и pH в диапазоне 7,2–7,4
Используйте двухрежимный контроль DO:
Фаза прикрепления: DO > 50 % для поддержки адгезии
Фаза роста: динамически регулируйте DO в диапазоне 30–50 % в зависимости от метаболических потребностей для повышения экспрессии продукта
4. Мониторинг культуры:
Реализуйте непрерывный мониторинг температуры, pH и DO с помощью двойного ПИД-регулирования. Регулярно определяйте концентрации глюкозы, лактата и других метаболитов для корректировки стратегий подачи питательных сред
5. Стратегия масштабирования:
Устранение риска оседания микронесущих частиц путём:
Сегментированного добавления жидкости (добавление 1/3 объёма каждые 5 дней)
Постепенного снижения интенсивности перемешивания (например, с 30 об/мин до 25 об/мин)
Ограничения концентрации микронесущих частиц до ≤5 г/л во избежание неудовлетворительного перемешивания и повышенного сдвигового напряжения
6. Оптимизация сбора клеток:
Адгезивные клетки легко собираются благодаря фиксации на поверхности. Старую среду можно декантировать, после чего провести промывку и добавить свежую среду. В системах с микронесущими частицами для обеспечения эффективного сбора клеток применяют лизис с использованием Triton X-100 в сочетании с подсчётом клеток (коэффициент вариации ≤ 5,17 %).
7. Оптимизация производства вирусных вакцин:
Инокуляцию вирусного посевного материала проводят при достижении пиковой плотности клеток (10⁷–10⁸ клеток/мл)
Смена температуры на оптимальный для вируса диапазон (обычно 33–37 °C)
Применять стратегию низкой плотности посева и высокой плотности экспансии для максимизации выхода вируса
